无铬钝化剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了无铬钝化剂及其应用。其中，所述无铬钝化剂呈弱碱性，所述无铬钝化剂包括阳离子和阴离子，所述阳离子包括：Na

【技术实现步骤摘要】
无铬钝化剂及其应用


[0001]本专利技术属于家用设备领域，具体而言，涉及无铬钝化剂及其应用。

技术介绍

[0002]目前常用的不锈钢锅盖及锅具由430铁素体不锈钢经冲压或拉伸加工而成。而430不锈钢由于Ni元素的缺失，本身的抗腐蚀性能变差，为了提高铁素体不锈钢锅盖及锅具的抗腐蚀能力，通常需要对铁素体不锈钢进行化学钝化处理，使其表面生成一层保护的钝化膜。但目前行业使用的钝化剂一般为含Cr的体系，高浓度的Cr
6+
溶液违反环保法规，且Cr
6+
溶液在长时间使用后钝化性能变差；此外，在高Cl-环境中，由于Cl-具有很强的穿透作用，不锈钢发生点蚀的几率大大增加。因此，提供一种环保、稳定的无Cr钝化方案替换现有钝化技术显得非常重要。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种无铬钝化剂及其应用。该无铬钝化剂对环境友好，且采用该无铬钝化剂对不锈钢进行钝化处理不仅易于成膜，而且形成的无铬钝化膜与不锈钢的结合力较好，在同等条件下与含铬钝化膜相比，该无铬钝化膜更加致密，更能有效阻止Cl-的渗透和穿透作用，降低不锈钢发生点蚀的几率，显著提高不锈钢在高氯环境下的耐腐蚀性能。
[0004]根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种无铬钝化剂。根据本专利技术的实施例，该无铬钝化剂呈弱碱性，该无铬钝化剂包括阳离子和阴离子，其中，所述阳离子包括：Na
+
、Al
3+
和K
+
，所述阴离子包括：F-、SiO
32-和SO
42-。
[0005]根据本专利技术上述实施例的无铬钝化剂，专利技术人发现，F离子氧化性强，不仅能够降低溶液中Si-O键与H离子结合的能力从而加速Si离子的分离，促进Si元素在不锈钢表面形成二氧化硅网状体，而且在弱碱性环境下还能促进Al离子在不锈钢表面形成氧化铝的网状结构，从而能够显著提高钝化膜层的致密性，同时通过控制F离子浓度还可以控制反应速度；而Al
3+
等金属阳离子不仅能够置换不锈钢基体中的Si元素同时置换溶液中的Si-O键中的Si原子，从而进一步促进二氧化硅网状体在不锈钢表面上的附着，还能提高成膜速度，减少对膜层的溶解，从而进一步提高钝化膜层的致密度，提高防腐蚀效果；此外，SiO
32-在碱性环境下能够促进二氧化硅网状体在不锈钢表面的形成，提高膜层的致密度，SO
42-也能进一步促进成膜。由此采用本专利技术上述组成的无铬钝化剂对不锈钢例如430不锈钢进行钝化处理不仅易于成膜，而且形成的钝化膜与不锈钢的结合力较好，能够显著提高不锈钢的耐腐蚀性能，并且在同等条件下与含铬钝化剂相比，本专利技术上述实施例的无铬钝化剂不仅环境友好而且在不锈钢表面形成的钝化膜更加致密，更能有效阻止Cl-的渗透和穿透作用，降低不锈钢发生点蚀的几率，从而显著增强不锈钢在高氯环境下的抗腐蚀能力，具体地，采用本专利技术上述实施例的无铬钝化剂处理后的不锈钢在1.0wt％的NaCl溶液中煮水24h后的生锈率不大于2％，显著提升了不锈钢在高Cl环境下的防腐蚀性能。
[0006]另外，根据本专利技术上述实施例的无铬钝化剂还可以具有如下附加的技术特征：
[0007]在本专利技术的一些实施例中，无铬钝化剂中，所述Na
+
的浓度为2600～3900mg/L，所述Al
3+
的浓度为55～98mg/L，所述K
+
的浓度为9～30mg/L，所述F-的浓度为1103～1805mg/L，所述SiO
32-的浓度为150～310mg/L，所述SO
42-的浓度为18～41mg/L。由此可以显著提高无铬钝化剂的稳定性、成膜性以及所形成的钝化膜的致密性、均匀性等性能。
[0008]在本专利技术的一些实施例中，无铬钝化剂中，所述Na
+
的浓度为3400～3800mg/L，所述Al
3+
的浓度为82～91mg/L，所述K
+
的浓度为10～20mg/L，所述F-的浓度为1450～1550mg/L，所述SiO
32-的浓度为160～200mg/L，所述SO
42-的浓度为25～37mg/L。由此可以进一步提高无铬钝化剂的稳定性、成膜性以及所形成的钝化膜的致密性、均匀性等性能。
[0009]在本专利技术的一些实施例中，无铬钝化剂中，所述阳离子进一步包括Mg
2+
、Ca
2+
和Fe
2+
中的至少之一。由此可以进一步提高成膜速度并降低钝化膜层的溶解，从而能够进一步提高钝化膜层的致密度和防腐效果。
[0010]在本专利技术的一些实施例中，无铬钝化剂中，所述Mg
2+
的浓度为19～40mg/L，所述Ca
2+
的浓度为41～82mg/L，所述Fe
2+
的浓度为1～20mg/L。由此可以进一步提高钝化膜的稳定性，并减少膜层中杂质的形成。
[0011]在本专利技术的一些实施例中，无铬钝化剂中，所述Mg
2+
的浓度为33～39mg/L，所述Ca
2+
的浓度为60～68mg/L，所述Fe
2+
的浓度为2～10mg/L。由此可以进一步提高钝化膜层的致密度和防腐蚀效果。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，无铬钝化剂中，所述阴离子进一步包括Cl-、BO
33-、NO
3-和PO
43-中的至少之一。由此可以进一步提高钝化成膜性和钝化膜层的致密性。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，无铬钝化剂中，所述Cl-的浓度为200～900mg/L，所述BO
33-的浓度为205～836mg/L，所述NO
3-的浓度为100～300mg/L，所述PO
43-的浓度为1～10mg/L。由此可以进一步提高钝化成膜性和钝化膜层的致密性。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，无铬钝化剂中，所述Cl-的浓度为300～500mg/L，所述BO
33-的浓度为250～530mg/L，所述NO
3-的浓度为150～235mg/L，所述PO
43-的浓度为2～7mg/L。由此可以进一步提高钝化成膜性和钝化膜层的致密性。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，所述无铬钝化剂的pH值为7.0～8.5。
[0016]根据本专利技术的第二个方面，本专利技术提出了一种钝化不锈钢的方法。根据本专利技术的实施例，该方法将不锈钢置于上述无铬钝化剂中进行浸泡，使所述不锈钢表面形成钝化层。
[0017]本专利技术上述实施例的钝化不锈钢的方法不仅工艺简单，而且通过采用上述无铬钝化剂对不锈钢进行钝化处理，不仅易于成膜，而且形成的钝化膜与不锈钢的结合力较好，能够显著提高不锈钢的耐腐蚀性能且对环境友好；并且在同等条件下，与含铬钝化剂相比，采用上述无铬钝化剂对不锈钢进行钝化处理所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无铬钝化剂，其特征在于，所述无铬钝化剂呈弱碱性，所述无铬钝化剂包括阳离子和阴离子，其中，所述阳离子包括：Na
+
、Al
3+
和K
+
，所述阴离子包括：F-、SiO
32-和SO
42-。2.根据权利要求1所述的无铬钝化剂，其特征在于，所述Na
+
的浓度为2600～3900mg/L，所述Al
3+
的浓度为55～98mg/L，所述K
+
的浓度为9～30mg/L，所述F-的浓度为1103～1805mg/L，所述SiO
32-的浓度为150～310mg/L，所述SO
42-的浓度为18～41mg/L。3.根据权利要求1或2所述的无铬钝化剂，其特征在于，所述Na
+
的浓度为3400～3800mg/L，所述Al
3+
的浓度为82～91mg/L，所述K
+
的浓度为10～20mg/L，所述F-的浓度为1450～1550mg/L，所述SiO
32-的浓度为160～200mg/L，所述SO
42-的浓度为25～37mg/L。4.根据权利要求1所述的无铬钝化剂，其特征在于，所述阳离子进一步包括Mg
2+
、Ca
2+
和Fe
2+
中的至少之一。5.根据权利要求4所述的无铬钝化剂，其特征在于，所述Mg
2+
的浓度为19～40mg/L，所述Ca
2+
的浓度为41～82mg/L，所述Fe
2+
的浓度为1～20mg/L。6.根据权利要求4或5所述的无铬钝化剂，其特征在于，所述Mg
2+<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琦，杨玲，杨卫星，曹达华，
申请(专利权)人：佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：