本发明专利技术公开了一种稀土金属盐钝化液，其中硝酸亚铈浓度为1~10g/L，氯化亚铈浓度为1~10g/L，硝酸亚镧浓度为1~10g/L，硝酸亚镤浓度为1~10g/L，硼酸浓度为1~10g/L，35%双氧水浓度为2~20ml/L，硝酸浓度为1~4g/L，电流密度浓度为10~100mA/cm2，pH值1~7。本发明专利技术还公开了一种钝化镀锌钢丝表面镀层的方法，首先对镀锌钢丝进行预处理，再依次进行中温除油、表面活化、辊涂成膜及固化处理。本发明专利技术钝化液中的稀土金属离子缓和了表面处理被膜层的应力，改善了镀锌钢丝表面裂纹，钝化液无毒环保，健康安全，钝化处理工艺有效改善镀锌层耐蚀性能，提高镀锌层使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种材料表面防腐工艺，特别是涉及一种钝化液和一种材料表面钝化方法，应用于材料表面防腐处理
。
技术介绍
钢丝表面镀锌技术是将优质碳素结构钢拉拔，然后再经电镀锌或热镀锌形成锌层钢丝的技术。锌在干燥的空气当中几乎不发生变化，在含氧和二氧化碳的环境中会生成一层薄膜，使其具有良好的防腐蚀性能。基于此性能，锌镀层被广泛应用于钢铁制品表面的镀覆。目前国内多采用电镀锌的方法来获得锌镀层，并逐渐应用于建设桥梁所使用的超高强度钢丝表面。由于锌镀层比较活泼，需要在表面进行钝化处理，最常用的钝化处理是用重铬酸盐进行钝化，但因为环境的要求，近年来逐渐被取代，其中相对钝化质量好，研究较少的的是稀土金属盐钝化。在金属防护领域，稀土元素可以用作铁、锌、铝等金属的缓蚀剂，这些稀土元素主要包括铈、镧、钇、镤 等稀土金属。铈、镧、钇、镤等所形成的盐被认为是锌合金或铝合金等在含氯溶液中的有效缓蚀剂，这些稀土化合物可与锌及锌合金在其表面形成钝化膜，这层钝化膜实际上是稀土元素所形成的氧化物或氢氧化物沉积层，使阳极性镀层的溶解受阻，从而显著地延长了阴极保护的时间。在这些稀土元素所形成的钝化膜中，以铈盐得到的钝化膜最好，实验可得到金黄色系的钝化膜，耐蚀性较好。Hinton B R W等人对含铈溶液处理锌表面做了研究，他们在浓度为0.lmol/L的NaCl溶液中加入少量CeCl3后，发现铈盐可以有效地降低阴极部位的氧化还原速度，保护基体材料，X射线光电子能谱和俄歇电子能谱分析发现该钟盐钝化膜厚薄均匀，膜层中含有Ce、0和Zn等元素，其中Ce以四价的形式存在，膜的主要成分是四价铈的氧化物和饰的氢氧化物。Geary M等人将镀锌镍合金件放置于含32.61g/L的Ce (NO3) 3溶液中，以阴极电流密度30 mA/cm2处理30s，得到的钝化膜层的耐蚀性与重铬酸盐钝化膜的耐蚀性相当。由于稀土钝化膜层制备工艺较为复杂，还没有能很好地适应工业生产的钝化超高强度材料表面镀层的工艺，而如何通过选择添加剂来提高耐蚀性和简化后处理工艺也成为亟待解决的技术难题。
技术实现思路
为了解决现有技术问题，本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种，处理工艺简单，钝化液中的稀土金属离子缓和了表面处理被膜层的应力，从而改善了镀锌钢丝表面的裂纹与剥离，在一定程度上可以代替传统的铬酸盐钝化，采用无毒环保型钝化剂来提高超高强度镀锌钢丝的耐蚀性，在镀锌钢丝表面得到完整的钝化膜，在镀锌钢丝上进行无铬钝化不仅可以保证钢丝外观色泽要求，有效改善镀锌层的耐蚀性能，提高镀锌层的使用寿命，而且对于改善污染环境及危害人体健康的现状具有重要的意义，符合清洁生产发展方向。为达到上述专利技术创造目的，本专利技术采用下述技术方案: 一种稀土金属盐钝化液，钝化液配方如下: 硝酸亚铈的浓度为f 10 g/L，氯化亚铈的浓度为fio g/L，硝酸亚镧的浓度为fio g/L，硝酸亚镤的浓度为1~10 g/L，硼酸的浓度为1~10 g/L，35%双氧水的浓度为2~20 ml/L,硝酸的浓度为1~4 g/L，电流密度的浓度为10-100 mA/cm2，pH值为广7。作为本专利技术优选的技术方案，钝化液中的硝酸亚铈的浓度为5~10 g/L，氯化亚铈的浓度为5~10 g/L，硝酸亚镧的浓度为5~10 g/L，硝酸亚镤的浓度为5~10 g/L，硼酸的浓度为5~10 g/L，35%双氧水的浓度为1(T20 ml/L，硝酸的浓度为2~4 g/L，电流密度的浓度为50~100 mA/cm2, pH 值为 3.5~7。采用本专利技术稀土金属盐钝化液钝化镀锌钢丝表面镀层的方法，具有如下步骤: a.镀锌钢丝表面的预处理:首先要对镀锌钢丝进行机械抛光，采用砂纸对镀锌钢丝进行打磨，除去镀锌钢丝表面的氧化物膜层，并使镀锌钢丝表面具有银白色的金属光泽；优选先采用4#砂纸对镀锌钢丝进行打磨，除去镀锌钢丝表面的氧化物膜层，然后再用6#金相砂纸反复打磨，使镀锌钢丝表面具有银白色的金属光泽； b.镀锌钢丝表面的除油:在温度为45飞5°C的中温条件下，采用弱碱性脱脂液对经过上述步骤a打磨好的镀锌钢丝进行除油，除油时间控制在5~12min，除油结束后用流水将镀锌钢丝冲洗干净；优选脱脂液配方如下: 磷酸三钠的浓度为20g/L，硅酸钠的浓度为10g/L，碳酸钠的浓度为30g/L，0P-10乳化剂的浓度为5ml/L ； c.表面活化:将经过上述步骤b除油后的镀锌钢丝浸入浓度不高于4%(v/v)的HNO3溶液中进行活化处理，时间控制在5~15s，活化结束后用去离子水将镀锌钢丝清洗干净； d.辊涂成膜:采用辊子，将稀土金属盐钝化液辊涂在经过上述步骤c处理后的镀锌钢丝表面，然后在1(T6(TC的温度条件下对镀锌钢丝表面镀层进行钝化处理f7200min，并将镀锌钢丝表面吹干，最后进行固化处理，固化时间为45飞Os，稀土金属盐钝化液由硝酸亚铈、氯化亚铈、硝酸亚镧、硝酸亚镤、硼酸、双氧水和硝酸形成的pH值为广7的稀土金属离子溶液，硝酸亚铈的浓度为f 10 g/L，氯化亚铈的浓度为flO g/L，硝酸亚镧的浓度为广10g/L，硝酸亚镤的浓度为1~10 g/L，硼酸的浓度为1~10 g/L，35%双氧水的浓度为2~20 ml/L，硝酸的浓度为1~4 g/L,电流密度的浓度为1(T100 mA/cm2 ;优选稀土金属盐钝化液中的硝酸亚铈的浓度为5~10 g/L，氯化亚铈的浓度为5~10 g/L，硝酸亚镧的浓度为5~10 g/L,硝酸亚镤的浓度为5~10 g/L，硼酸的浓度为5~10 g/L，35%双氧水的浓度为1(T20 ml/L,硝酸的浓度为2~4 g/L,电流密度的浓度为50~100 mA/cm2，pH值为3.5~7 ;优选在3(T60°C的温度条件下对镀锌钢丝表面镀层进行钝化处理；优选对镀锌钢丝表面镀层进行钝化处理3600~7200min。本专利技术优选应用于对1860MPa强度等级的镀锌钢丝表面的无铬钝化。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点: 1.本专利技术基于防腐技术在一种大跨度桥梁用超高强度镀锌钢丝表面无铬钝化，稀土金属盐钝化液以稀土金属为主盐，稀土金属元素的氧化物或氢氧化物不易被酸、碱腐蚀，具有化学稳定性，有效提高了镀锌钢丝表面的耐腐蚀性，提高了镀锌层的使用寿命，钝化液中的稀土金属离子缓和了表面处理被膜层的应力，从而改善了镀锌钢丝表面的裂纹与剥离； 2.本专利技术无铬钝化法成本低廉，用途广泛，对于改善污染环境及危害人体健康的现状也具有重要的意义，符合清洁生产发展方向。【具体实施方式】本专利技术的优选实施例详述如下: 实施例一: 在本实施例中，钝化镀锌钢丝表面镀层的方法，具有如下步骤: a.镀锌钢丝表面的预处理:取长度为IOcm的1860MPa强度等级的镀锌钢丝若干根，先后依次对镀锌钢丝进行机械预处理，即首先要对镀锌钢丝进行机械抛光，采用4#砂纸对镀锌钢丝进行打磨，除去镀锌钢丝表面的氧化物膜层，然后再优先采用6#金相砂纸反复打磨，使镀锌钢丝表面具有银白色的金属光泽； b.镀锌钢丝表面的除油:在温度为50°C的中温条件下，采用弱碱性脱脂液对经过上述步骤a打磨好的镀锌钢丝进行除油，除油时间控制在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种稀土金属盐钝化液，其特征在于，钝化液配方如下：硝酸亚铈的浓度为1~10 g/L，氯化亚铈的浓度为1~10 g/L，硝酸亚镧的浓度为1~10 g/L，硝酸亚镤的浓度为1~10 g/L，硼酸的浓度为1~10 g/L，35%双氧水的浓度为2~20 ml/L，硝酸的浓度为1~4 g/L，电流密度的浓度为10~100 mA/cm2，pH值为1~7。
【技术特征摘要】
1.一种稀土金属盐钝化液，其特征在于，钝化液配方如下: 硝酸亚铈的浓度为f 10 g/L，氯化亚铈的浓度为fio g/L，硝酸亚镧的浓度为fio g/L，硝酸亚镤的浓度为1~10 g/L，硼酸的浓度为1~10 g/L，35%双氧水的浓度为2~20 ml/L,硝酸的浓度为1~4 g/L，电流密度的浓度为10-100 mA/cm2，pH值为广7。2.根据权利要求1所述稀土金属盐钝化液，其特征在于: 钝化液中的硝酸亚铈的浓度为5~10 g/L，氯化亚铈的浓度为5~10 g/L，硝酸亚镧的浓度为5~10 g/L，硝酸亚镤的浓度为5~10 g/L，硼酸的浓度为5~10 g/L，35%双氧水的浓度为1(T20 ml/L，硝酸的浓度为2~4 g/L，电流密度的浓度为5(T100 mA/cm2，pH值为3.5~7。3.一种采用权利要求1所述稀土金属盐钝化液钝化镀锌钢丝表面镀层的方法，其特征在于，具有如下步骤: a.镀锌钢丝表面的预处理:首先要对镀锌钢丝进行机械抛光，采用砂纸对镀锌钢丝进行打磨，除去镀锌钢丝表面的氧化物膜层，并使镀锌钢丝表面具有银白色的金属光泽； b.镀锌钢丝表面的除油:在温度为45飞5°C的中温条件下，采用弱碱性脱脂液对经过上述步骤a打磨好的镀锌钢丝进行除油，除油时间控制在5~12min，除油结束后用流水将镀锌钢丝冲洗干净； c.表面活化:将经过上述步骤b除油后的镀锌钢丝浸入浓度不高于4%(v/v)的HNO3溶液中进行活化处理，时间控制在5~15s，活化结束后用去离子水将镀锌钢丝清洗干净； d.辊涂成膜:采用辊子，将稀土金属盐钝化液辊涂在经过上述步骤c处理后的镀锌钢丝表面，然后在1(T6(TC的温度条件下对镀锌钢丝表面镀层进行钝化处理f7200min，并将镀锌钢丝表面吹干，最后进行固化处理，固化时间为45飞Os，稀土金属盐钝化液由硝酸亚铈、氯...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟庆东，张俊良，纪丹，赵启亮，郭炜，勒霞文，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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