镀锌件硅酸盐彩色钝化液的制备方法技术

本发明专利技术提供一种清洁型镀锌件硅酸盐彩色钝化液的制备工艺，按下列配方备料：硅酸钠３～１０ｇ／Ｌ、硼酸１～３ｇ／Ｌ、Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］（３０％）２０～３０ｍＬ／Ｌ、ＨＮＯ↓［３］（６５％）３～５ｍＬ／Ｌ、Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］（９８％）３～５ｍＬ／Ｌ、ＫＭｎＯ↓［４］０．１～０．５ｇ／Ｌ、ＮａＡｃ１～３ｇ／Ｌ、其余为Ｈ↓［２］Ｏ，经溶解、混匀，调整ｐＨ值为０．５～１．０，得硅酸盐彩色钝化液。用该钝化液可使镀锌材料的镀层表面形成一层均匀、致密的彩色钝化膜，材料的耐腐蚀性能也可以得到显著提高，经中性盐雾试验，其出白锈时间可达到８０～１２０小时，该钝化液所用的原料均不含六价铬、三价铬以及其它任何对人体和环境有害的Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｎｉ等重金属离子，另外制备成本低，钝化效率高，是一种无公害的钝化液制备工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种硅酸盐彩色钝化液的制备方法，用于对电镀锌或热镀 锌材料进行钝化处理，属金属材料表面处理

技术介绍
腐蚀与防腐关系到经济的发展和人民的生命安全。表面工程技术是解 决机械零部件及材料腐蚀与防护最经济有效的手段和方法。电镀锌及热镀锌是提高钢铁零件抗腐蚀能力的有效途径，目前广泛地 应用于建筑、交通、机械、电子、航空等许多领域中。但在潮湿的环境中， 尤其在湿热环境中，镀锌层易发生腐蚀，使镀层表面形成暗灰色或白色疏松的腐蚀产物——白锈；时间长了会出现红锈，从而失去防腐效果。为了 提高镀层的耐蚀性，须在钢铁零部件电镀锌或热镀锌后将零件浸入钝化液 进行钝化处理，在镀锌层的表面形成致密的钝化膜，从而进一步提高零部 件的耐蚀性，延长钢铁零部件的使用寿命。目前镀锌钝化工艺在生产中所使用的钝化液几乎都含有六价铬或三价 铬。由于六价铬毒性高且易致癌，各国政府已严格限制其使用和排放，尤 其是在欧盟RoHS指令中明确禁止使用任何经含有六价铬钝化液处理的零件 和产品；三价络钝化液尽管比六价铬污染小得多，但是经三价铬钝化的镀 锌零部件经过一段时间后仍存在氧化成六价铬的现象，仍没有真正实现清 洁环保，所以很多国家和地区也开始限制使用三价铬钝化工艺。因此传统的含铬钝化液产品正面临严峻挑战，而开发和制备符合环保 要求的无铬钝化液必然成为今后的发展趋势。目前国内外对于镀锌层无铬 钝化液的研究主要有钼酸盐体系、钛盐体系、稀土体系、硅酸盐体系、植 酸体系和有机物体系等，但目前还没有一种无铬钝化液可以在生产上完全 取代传统含铬钝化液。钼酸盐钝化液可形成多种颜色钝化膜，但是耐蚀性 差、效率低、成本高、维护困难，而且钼与铬同族，仍有污染问题。钛盐 钝化液可提供较好的耐蚀性，但成本太高，而且成膜效率需要进一步提高。 稀土钝化液也可以形成耐蚀性优良的钝化膜，但成膜效率太低， 一般要钝化1 2天才能达到性能要求，而含铬钝化只需5 30秒。植酸和有机物钝 化液环保性好，无重金属离子处理问题，但是成膜光亮性和耐腐蚀性较差， 成本高，维护困难。硅酸盐钝化液清洁环保，膜层耐蚀性好，成本低，效 率高，是最有应用前景的无铬钝化液，但是现有的研究表明硅酸盐钝化外 观主要呈现蓝白色，还无法满足镀锌零部件彩色钝化的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有含铬钝化液的不足，提供一种无络、无公 害，且所处理的材料外观及性能优良、成本低、效率高，可满足电镀锌及 热镀锌材料彩色钝化要求的硅酸盐彩色钝化液配制方法。本专利技术通过下列技术方案完成 一种镀锌件硅酸盐彩色钝化液的制备 方法，其特征在于经过下列步骤 A、按下列配方备料硅酸钠 3 10 g/L硼酸 1 3 g/LH202 20 30 mL/LHN03 3 5 mL/LH2S04 3 5 mL/LKMn04 0.1 0.5 g/LNaAc 1 3 g/L其量为H20;B、 将硅酸钠加入占体积总量l/5 l/4的水中，并使硅酸钠完全溶解于 水中，得硅酸钠水溶液；将硼酸加入占体积总量1/5 1/4的水中，加热至 硼酸完全溶解于水中，冷却至室温得硼酸水溶液；C、 将H2S04加入B步骤的硅酸钠水溶液中，混合均匀，得混合液；D、 将HN03加入C步骤的混合溶液中，混合均匀，得混合液；E、 将B步骤的硼酸水溶液加入D步骤的混合液中，混合均匀，得混 合液；F、 将H202加入E步骤的混合液中，混合均匀，得混合液；G、 将KMn04加入F步骤的混合液中，混合均匀，得混合液；H、 将NaAc加入G步骤的混合液中，混合均匀，得混合液；I、 在G步骤的混合溶液中加水定容至所需体积，调整pH值至0.5 1.0，即得硅酸盐彩色钝化液。所述硅酸钠、硼酸、H2S04、 HN03、 H202、 KMn04、 NaAc为市购的 分析纯产品。所述I步骤的硅酸盐彩色钝化液的pH值按常规方法用稀H2S04或稀 NaOH溶液调整至0.5 1.0。本专利技术所涉及各个工艺过程中所使用的水为自来水，或者是蒸馏水。本专利技术与现有技术相比具有下列优点和效果采用上述方案，即以硅 酸钠作为主要成分，并配以硼酸、H202 、 HN03、 H2S04，、 KMn04和NaAc 等辅助成膜物质，制备成硅酸盐彩色钝化液，用于电镀锌及热镀锌材料的 后序钝化处理，可使镀锌材料的镀层表面形成一层均匀、致密的彩色钝化 膜，同时显著提高了镀锌或热镀锌材料的耐蚀性，经盐雾试验，出锈时间 达到80 120小时，在外观和性能方面均可达到现有含铬彩色钝化工艺的 效果。另外，由于本专利技术方法制备的钝化液中不含六价铬和三价铬，从根 本上解决了现有含铬钝化工艺污染环境的问题，而且也不含其它任何对人 体和环境有害的Ag、 Cu、 Pb、 Ni等重金属离子，完全符合我国国家污水 综合排放标准(GB 8978-1996)和欧盟RoHS指令等环保标准，是一种真 正意义上的无公害钝化液制备工艺，可实现电镀锌及热镀锌钝化工序的清 洁生产，同时，廉价的硅酸盐及及其它辅助成膜物质又使钝化液配制成本 大大降低，该钝化液稳定可靠，成膜效率高，完全可取代现有含铬彩色钝 化液，在成本和钝化效率方面也容易为生产企业所接受，因此本专利技术是一 种极具应用前景的无公害钝化液制备工艺。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。 实施例1一、 按下列配方备料硅酸钠3 g/L、硼酸2 g/L 、 H2O2(30%)25 mL/L、 HN03 (65%) 3 mL/L、 H2S04 (98%) 5 mL/L、 KMn04 0.3 g/L、 NaAc 2 g/L、 其余为H20;二、 以配制10L硅酸盐彩色钝化液计，则经过下列步骤1)用天平先按3g/L称取分析纯硅酸钠30g，倒入盛有2L自来水的烧 杯中，并用玻璃棒充分搅拌至完全溶解，得硅酸钠水溶液；另外，用天平 按2g/L称取20g分析纯用硼酸，倒入盛有2L自来水的烧杯中并加热，用玻璃棒充分搅拌至硼酸完全溶解，然后自然冷却至室温，得硼酸水溶液；2) 用移液管量取50mL分析纯用浓H2SO4 (98°/。)，慢慢加入上述l) 的硅酸钠溶液中，边加入边用玻璃棒搅拌，直至混合均匀；3) 用移液管量取30mL分析纯用浓HNO3 (65%)，慢慢加入上述3) 的硅酸钠和浓H2S04的混合溶液中，边加入边用玻璃棒搅拌，直至混合均 匀；4) 将1)的硼酸水溶液加入到3)的硅酸钠与浓HN03和浓H2S04的 混合溶液中，边加入边用玻璃棒搅拌，直至混合均匀；5) 用量筒取250mL分析纯用H202 (30%)，加入到上述4)的已配制 好的硅酸钠、HN03、 H2S04和硼酸的混合溶液中，边加边搅拌，以至混合 均匀；6) 用天平按0.3 g/L称量3 g分析纯用KMn04，然后加入到上述5)的 已配制好的硅酸钠、硼酸、HN03、 H2S04和H202的混合溶液中，边加边搅 拌，直至KMn04完全溶解并混合均匀；7) 用天平按2g/L称量20g分析纯用NaAc,然后加入到上述6)的已 配制好的硅酸钠、硼酸、HN03、 H2S04、 &02和KMn04的混合溶液中， 边加边搅拌，直至NaAc完全溶解并混合均匀；8) 用自来水将上述混合液定容到10 L，得到含硅酸钠3 g/L、硼酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镀锌件硅酸盐彩色钝化液的制备方法，其特征在于经过下列步骤：　Ａ、按下列配方备料：　硅酸钠　３～１０　ｇ／Ｌ　硼酸　１～３　ｇ／Ｌ　Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］　２０～３０　ｍＬ／Ｌ　ＨＮＯ↓［３］　３ ～５　ｍＬ／Ｌ　Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］　３～５　ｍＬ／Ｌ　ＫＭｎＯ↓［４］　０．１～０．５　ｇ／Ｌ　ＮａＡｃ　１～３　其量为Ｈ↓［２］Ｏ；　Ｂ、将硅酸钠加入占体积总量１／５～１／４的水中，并使硅酸钠 完全溶解于水中，得硅酸钠水溶液；将硼酸加入占体积总量１／５～１／４的水中，并使硼酸完全溶解于水中，得硼酸水溶液；　Ｃ、将Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］加入Ｂ步骤的硅酸钠水溶液中，混合均匀，得混合液；　Ｄ、将ＨＮＯ↓［３］加入Ｃ步骤的混合 溶液中，混合均匀，得混合液；　Ｅ、将Ｂ步骤的硼酸水溶液加入Ｄ步骤的混合液中，混合均匀，得混合液；　Ｆ、将Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］加入Ｅ步骤的混合液中，混合均匀，得混合液；　Ｇ、将ＫＭｎＯ↓［４］加入Ｆ步骤的混合液中，混合均匀， 得混合液；　Ｈ、将ＮａＡｃ加入Ｇ步骤的混合液中，混合均匀，得混合液；　Ｉ、在Ｇ步骤的混合溶液中加水定容至所需体积，调整ｐＨ值至０．５～１．０，即得硅酸盐彩色钝化液。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范云鹰，刘晓晶，陈冬华，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：53[]