[发明专利]一种热镀锌层无铬钝化剂及其配制方法

说明书

本发明涉及一种热镀锌层无铬钝化剂及其配制方法，以配制1升该钝化剂为例，该钝化剂的配方为：硅酸钠8‑40g，钨酸钠20‑40g，氟钛酸3‑10g，双氧水20‑60g，硝酸3‑7mL，磷酸3‑7mL，成膜促进剂1‑6g，其余为水；所述成膜促进剂为硫酸钴或硫酸镍中的至少一种。本发明钝化剂成本低，工艺简单，同时不会对环境造成损害，更适于工业化的推广应用，且使用该钝化剂所形成的钝化膜层均匀致密，光亮美观，耐腐蚀性好。

技术领域

本发明涉及表面处理技术，具体为一种热镀锌层无铬钝化剂及其配制方法。

背景技术

随着社会的进步和工业发展，对各种设备零部件表面性能的要求越来越高，改善材料表面性能，会有效地延长其使用寿命、节约资源、提高生产力、减少环境污染。表面处理技术的最大优势是能够以多种方法制备出优于基体材料性能的表面功能薄层，使零件具有了比基体材料更高的耐磨性、自润滑性、抗腐蚀性和耐高温性等能力。表面处理技术包括很多种，无铬钝化是其中的一种。

现有的无铬钝化剂分为两类，第一类无铬钝化剂主要是无机盐类亲水性组分，如硅酸盐，钼酸盐，磷酸盐，钨酸盐，锰盐，钛盐等，多为含硅或含有钼磷基团的化合物，该组分通过与镀锌层表面的锌离子发生反应形成交联结构的钝化膜起到保护作用。第一类无铬钝化剂在使用中会使工件钝化后出现发乌发花，且烘干后工件表面乌灰暗淡，出现工件表面不光亮不致密的现象。第二类无铬钝化剂主要为有机类物质，如有机硅烷、丙烯酸树脂、植酸、单宁酸等，主要起到增强工件表面致密性，提高工件表面的光亮，且平整，能长效封孔，使工件表面美观。第二类无铬钝化剂的不足之处在于工件钝化膜层薄耐腐蚀性差。热镀锌层表面的无铬钝化能显著提高其耐候性，耐蚀性等性能。所以研制出一种新型无铬钝化剂，是市场迫切的需求。

李广超在《电镀与精饰》期刊中发表的镀锌层硅酸盐钝化工艺研究一文中提到了一种无铬钝化剂，其具体配方是硅酸钠40g/L,双氧水40g/L,硫脲7g/L，磷酸2mL/L，硫酸4mL/L,硝酸2mL/L。该无铬钝化剂的缺点是，在使用中会出现硅酸盐钝化膜层不均匀，表面出现大块颗粒状物质、膜层有裂纹(如图2)的现象，微观结构形貌的粗糙不均匀直接导致热镀锌产品表面膜层的耐腐蚀性差，盐水浸泡出锈时间加快，出锈面积很快扩大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种热镀锌层无铬钝化剂及其配制方法。该钝化剂成本低，工艺简单，同时不会对环境造成损害，更适于工业化的推广应用，且使用该钝化剂所形成的钝化膜层均匀致密，光亮美观，耐腐蚀性好，适用于耐腐蚀环境，增加了热镀锌层表面的装饰性和观赏性。

本发明解决所述技术问题采取的技术方案是：提供一种热镀锌层无铬钝化剂，以配制1升该钝化剂为例，该钝化剂的配方为：硅酸钠8-40g，钨酸钠20-40g，氟钛酸3-10g，双氧水20-60g，硝酸3-7mL，磷酸3-7mL，成膜促进剂1-6g，其余为水；所述成膜促进剂为硫酸钴或硫酸镍中的至少一种。

一种上述热镀锌层无铬钝化剂的配制方法，该配制方法的具体步骤是：

(1)将硅酸钠、钨酸钠依次溶于250mL的去离子水中，加入过程中要充分搅拌，待一种物质完全溶解后才可加入下一种物质，待完全溶解后制得A溶液；

(2)将硝酸和磷酸依次加入250mL去离子水中，搅拌均匀，制得B溶液；

(3)将A溶液倒入B溶液中，搅拌均匀；

(4)向步骤(3)得到的溶液中再加入500mL去离子水，搅拌均匀后滴加硝酸来调节溶液pH值至2.5-3；

(5)向步骤(4)调节好pH值的溶液中加入成膜促进剂，在加入成膜促进剂的过程中要不断搅拌，保证一种物质溶解完全后才可加入下一种物质；

(6)将氟钛酸溶于双氧水中，混合均匀后得到C溶液；