[发明专利]一种钢铁金属表面无磷化学转化膜成膜液及其应用

说明书

本发明公开了一种钢铁金属表面无磷化学转化膜成膜液的制备及其应用，属于钢铁表面处理技术领域，钢铁金属表面无磷化学转化膜成膜液的配比为：配制每升水溶液中含有：氟锆酸盐2‑10g；碳酸氢盐0.1‑0.5g；溴化十六烷基吡啶0.2‑1.0g；用硫酸调节pH值处于3.0‑4.5的水溶液，水溶液的使用温度为20‑70℃，与钢铁金属表面接触时间为30分钟‑150分钟。由于该钢铁表面无磷转化膜不含磷酸盐，绿色环保，减轻了钢铁表面化学转化处理过程及其废旧产品对环境的危害。

技术领域

本发明涉及一种钢铁金属表面无磷化学转化膜成膜液及其应用；属于钢铁表面处理技术领域。

背景技术

钢铁由于矿藏丰富、价格低廉、加工工艺简单、综合力学性能较好等优点，成为建筑工程中应用最多的金属材料。且随着国民经济的快速发展，人们对钢材的消耗量也在逐年不断增加。但是，钢铁却是一种极易腐蚀的金属。每年由于钢铁腐蚀，给世界各国造成巨大的资源浪费和经济损失，甚至对我们的人身安全也产生了威胁。传统的钢铁腐蚀防护方法有钢铁磷化处理和钢铁镀锌铬酸盐转化。但是，随着欧盟ROHs指令和我国提出对水体中六价铬等重金属以及总磷排放的限制，上述方法的使用受到限制。

为进一步提高钢铁金属的防腐性能，人们提出了各种各样的处理方法。申请号为201610373747.0，发明名称为一种钢铁表面处理的磷化液及其制备方法的中国发明专利公开了一种钢铁表面处理的磷化液及其制备方法，该磷化液含有硝酸锌、氧化锌、氯化钾、磷酸、硝酸镍、硝酸铜和纳米二氧化钛等。虽然经上述公开专利处理后的转化膜具有一定的耐蚀性，但是磷化液中含有磷酸盐和重金属，对人类健康和生态缓解造成严重破坏。

因此，开发一种不含磷酸盐的钢铁转化膜成膜液及其应用，绿色环保，减轻钢铁表面化学转化处理过程及其废旧产品对环境的危害，就成为该技术领域亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不含磷酸盐的环保钢铁转化膜成膜液及其应用，在一定温度和pH的条件下，处理钢铁一定时间后，在其表面形成一层均匀美观、耐蚀性好的无磷转化膜保护层。

为实现上述任务，本发明采用如下技术方案：

一种钢铁金属表面无磷化学转化膜成膜液，其特征在于，所述钢铁金属表面无磷化学转化膜成膜液为水溶液，配制的每升水溶液中含有：氟锆酸盐2-10g；碳酸氢盐0.1-0.5g；溴化十六烷基吡啶0.2-1.0g。

优选地，配制的每升水溶液中含有：氟锆酸盐6-10g；碳酸氢盐0.1-0.3g；溴化十六烷基吡啶0.6-1.0g。

优选地，所述的氟锆酸盐采用氟锆酸钾、氟锆酸钠或氟锆酸铵中的至少一种。

优选地，所述的碳酸氢盐采用碳酸氢钠、碳酸氢钾或碳酸氢铵中的至少一种。

上述钢铁金属表面无磷化学转化膜成膜液的应用，包括下列步骤：

1)先对钢铁金属表面进行除油除锈，然后，用去离子水漂洗；

2)采用钢铁金属表面无磷化学转化膜成膜液进行转化处理，所述成膜液在使用时，采用硫酸，调节pH值为3.0-4.5，温度控制在20-80℃，与钢铁金属表面接触时间为30分钟-150分钟；

3)将转化处理后的钢铁金属用去离子水清洗后，用热风烘干老化24小时，在钢铁金属表面形成均匀耐蚀性良好的无磷转化膜。

优选地，步骤2)中，采用硫酸，调节pH值为3.8-4.0，温度控制在40-60℃，与钢铁金属表面接触时间为100分钟-120分钟。

有益效果：

本发明的钢铁金属表面无磷化学转化膜成膜液，具有如下优点：