[发明专利]环保型铜及铜合金表面的钝化处理液及其钝化处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料表面处理技术领域，具体涉及一种环保型铜及铜合金表面的钝化处理液及其钝化处理方法。

背景技术

中国铜及铜合金加工量为每年1000万吨左右，其每年产值大于6000亿元。一般，机械加工铜及铜合金工件后，需要对其进行钝化处理，以提高其耐变色及耐腐蚀能力。目前，铜及铜合金制品钝化主要采用铬酸等处理液或者其混合物进行清洗，但是使用这些处理液进行清洗钝化处理后的废水中含有六价铬离子，严重污染环境和影响操作人员的身体健康。因此，如何消除钝化后废水中的六价铬离子，是铜及铜合金表面处理技术需要解决的关键问题。

目前，对环保型铜及铜合金表面钝化的方法也有报道，例如申请号为CN86103910.6的发明专利采用苯并三氮唑和聚乙烯醇为钝化剂，但是该专利仍然使用了少量的铬酸；申请号为CN200810187682.6的发明专利采用苯并三氮唑5-8g/l，1-苯基-5巯基四氮唑2-4g/l，酒石酸(或柠檬酸)14-18g/l，钼酸钠(或钨酸钠)2-4g/l，十二烷基硫酸钠0.5-1g/l的混合液对黄铜进行钝化，但是该钝化液成分复杂，并且使用了价格昂贵的钼酸钠或钨酸钠；申请号为CN201010217372.1的发明专利采用植酸为钝化剂，但是需要在一定的外加电压下进行；申请号为CN201010595972.1的发明专利采用植酸、双氧水、硼酸、聚乙二醇等混合液对黄铜进行钝化，但是该方法同样成分非常复杂，并且植酸(肌醇六磷酸)中磷含量很高，会导致废水中的化学耗氧量(COD)增加。

发明内容

本发明的技术目的是针对上述技术现状，提供一种提供一种环保型铜及铜合金表面的钝化处理液以及利用该钝化处理液对铜及铜合金表面的钝化处理方法，该钝化处理液具有不含污染环境及影响人体健康的物质、钝化效果优良、使用方便、价格低廉等优点。

本发明实现上述技术目的所采用的技术方案为：一种环保型铜及铜合金表面的钝化处理液，其溶剂为水或乙醇，溶质包含有N-C杂环类化合物，其特征是：当溶剂为水时，溶质中还包含有羧酸类化合物和焦磷酸盐中的至少一种；当溶剂为乙醇时，溶质中还包含有硫醇类化合物和羧酸类化合物中的至少一种。

上述技术方案中：

所述的N-C杂环类化合物优选为苯并三氮唑和8-羟基喹啉中的至少一种；

所述的硫醇类化合物优选为1.2-乙二硫醇、正丙硫醇和十二硫醇中的至少一种；

所述的羧酸类化合物优选为甲酸、乙酸、乙二酸、丙酸、丁酸、甲酸盐、乙酸盐、乙二酸盐、丙酸盐和丁酸盐中的至少一种；

所述的钝化处理液的pH值范围优选为2～7。

所述的钝化处理液中，当溶剂为水时，苯并三氮唑的浓度范围优选为1g/l至苯并三氮唑的饱和浓度，进一步优选为10g/l～19g/l；羧酸类化合物的浓度范围为1g/l～20g/l，进一步优选为5g/l～15g/l；焦磷酸盐的浓度范围为1g/l～20g/l，进一步优选为1g/l～5g/l。

所述的钝化处理液中，当溶剂为乙醇时，8-羟基喹啉的浓度范围为0.1g/l至其饱和浓度，进一步优选为1g/l～5g/l；硫醇类化合物的浓度为0.1g/l～1g/l，进一步优选为0.5g/l～1g/l。

使用本发明的钝化处理液处理铜及铜合金表面的方法具体包括如下步骤：

步骤1、钝化处理液的配置：

将包含有N-C杂环类化合物的溶质溶于水中，然后加入羧酸类化合物和/或焦磷酸盐，得到钝化处理液；或者，

将包含有N-C杂环类化合物的溶质溶于乙醇溶剂中，然后加入硫醇类化合物和/或羧酸类化合物，得到钝化处理液；

步骤2、铜及铜合金的表面除油：

在质量百分比浓度为5％～20％的NaOH溶液，或者在质量百分比浓度为5％～20％的KOH溶液中加入适量十二烷基硫酸钠，得到混合溶液，将铜或铜合金放入该混合溶液中，在清洗温度为40℃～70℃下清洗3分钟～10分钟；

其中，十二烷基硫酸钠在混合溶液中的浓度优选为0.5g/l～10g/l，进一步优选为2g/l；清洗温度优选为60℃～70℃；

步骤3、铜及铜合金的表面除氧化膜处理：

利用机械抛光、化学抛光、或者专利申请号为CN201110108791.6中所述的方法对铜或铜合金进行表面氧化膜去除处理；

其中，专利申请号为CN201110108791.6中，用处理液还原去除铜及铜合金表面氧化膜的处理方法具体包括如下步骤：