一种环保型钢铁表面处理液及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种环保型钢铁表面处理液，包括以下成分：钛盐的质量浓度为0.1～1.5%；钒化合物的质量浓度为2～15%；氟化物的质量浓度为5～20%；用于将钝化液的pH值调为3～4的酸；植酸钠的质量浓度为2～5%；表面活性剂的质量浓度为0.5～3.5%；余量为水和其他不可避免的杂质。本发明专利技术中的表面处理液用于处理钢铁材料时的工艺简单，易于实施，成本较低。只需添加少量辅助仪器或设备就完全可以在钢板的传统的铬处理生产线上进行无铬化表面处理，使得废水处理更为简单，从而降低成本，具有显著的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢铁表面改性处理
，特别是一种环保型钢铁表面处理液。
技术介绍
钢铁占金属材料使用量的90%以上，是日常生活中应用最广泛、然而却最容易腐蚀的金属，全世界每年生产的钢铁产品有近30%受到不同程度的腐蚀，其中约有10%的钢铁产品将报废。全世界每年因腐蚀造成的经济损失约7000亿美元，约占各国国民经济产值的2%-4%钢铁设备还因腐蚀造成设备性能下降，使生产安全受到严重威胁、生产效率大幅度下降。 钢铁防腐蚀处理技术有许多，但钢铁表而磷化处理和铬酸盐钝化处理是钢铁腐蚀保护中目前最常用的两种方法。 钢铁表面磷化处理是通过钢铁基体与含有磷酸盐、重金属离子、氟离子、硝酸盐、亚硝酸盐等成分的转化液发生化学反应而在钢铁表而形成磷化膜的一种技术。磷化膜的特点之一是多孔性，膜本身的耐蚀性有限，有的在干燥过程中就迅速产生水锈。因此，磷化处理技术的目的通常是增强钢铁表面与有机涂层的结合力，其处理后的钢铁产品一般只在室内使用。为了提高磷化膜的防腐能力，磷化后通常还必须对磷化膜作进一步填充、氧化作用的封闭钝化处理，使磷化膜能够稳定于大气中。经封闭处理的磷酸盐膜，可以作为钢铁金属基体的防蚀层。尽管如此，该技术产生的磷化膜仍然存在着耐蚀性能较差以及磷化液中含有的磷酸盐、重金属离子对环境造成富营养化、重金属污染等缺点。 铬酸盐钝化处理作为一种传统的金属表面加工处理工艺，一直被作为钢铁防腐蚀处理方法广泛使用，传统上将钢板在铬酸或铬酸盐等含铬的处理液中进行浸溃或电解处理，从而在表面形成铬酸盐被膜。更优选地一种方法是在钢铁金属表面镀锌然后进行铬酸盐化学转化处理。例如专利申请号为91102396.8，专利技术名称为金属镀锌层钝化用铬酸盐组合物及其应用的专利，揭示了一种铬酸盐金属表面处理液组合物及以所述的液对金属镀锌层表面作防腐蚀的橄榄色钝化工艺，该液在含Cr03、NaHSO4, NaH2PO4的钝化液中，加入AgNO30.08-0.2g/l、烷基聚氧乙烯醚0.04-0.lg/Ι，经该液所作钝化处理后的金属镀锌层具优异的抗腐蚀性能、较大的钝化膜厚和附着力、漂亮、厚重的橄榄绿色泽，同时延长了钝化液的使用寿命和扩大了钝化工艺的使用范围，从而可在严酷的环境中使用。 以上所述表面处理液及表面处理方法虽然能给钢铁提供极好的腐蚀保护，但由于锌资源的日渐紧缺，以及镀锌过程中剧毒氰化物、铬酸盐钝化处理过程中致癌铬酸盐的使用，尤其是铬酸盐处理的产品由于转化膜含有致癌物六价铬，失去使用价值废弃后产生的电子垃圾污染已经对人类环境造成了巨大的危害，而且生产过程中产生的含铬废水处理程序复杂且成本较高。随着全球信息产业的迅猛发展，产品更新换代速度的加快，世界各国每年产生的电子垃圾达百万、千万吨，而几这个数字还在逐年攀升。电子垃圾填埋处理时有毒物渗漏、焚化处理时产生的有毒气体对环境和人类健康造成的极大危害，已经受到了全世界的关注。因此，金属表面铬酸盐转化处理技术这一具有百年历史的传统工艺已经面临着被取消的命运。欧盟2006年7月I日实施的(关于在电子电器设备中限制使用某些有害物质》的 RoHS (The Restrict1n of the Use of Certain Hazardous Substances inElectrical and ElcctricEquipmcnt)指令,规定从2006年7月I日起，进入欧盟市场的新电子电器产品应不得含有包括六价铬等六种有害物质，其目的在于提高报废电子电器产品的回收及再循环率、减少电子电器产品废料对水源和土壤引起的二次污染、保障社会的可持续发展。我国也于2007年3月I日起执行欧盟RoHS指令，禁止在金属表面处理工艺过程中使用六价铬等有害物质。 目前，为了增加钢铁金属的防腐性能，人们提出了各种各样的磷化处理方法。例如申请号为01806287.3，专利技术名称为表面处理镀锡钢板及化成处理液的专利，提供了一种含有磷酸离子、锡离子和硅烷偶联剂、且PH为1.5?5.5的化成处理液，该专利技术的表面处理液是不含有不利于环境保护的铬，而处理后的钢板涂料密合性、涂漆后耐蚀性、抗锈性及加工性都很优良。 虽然上述专利所公开的钝化液，在钢铁或镀锌层表面经上述钝化液处理后，其表面防腐性能大大提高，但钝化液中含有磷酸盐、重金属离子和六价铬，对人类健康和环境生态造成严重的破坏和影响。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种不含磷、铬的表面处理液。 为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是:一种环保型钢铁表面处理液，包括以下成分: 钛盐的质量浓度为0.1?1.5% ；钒化合物的质量浓度为2?15% ；氟化物的质量浓度为5?20% ；用于将表面处理液的pH值调为3?4的酸；植酸钠的质量浓度为2?5% ；表面活性剂的质量浓度为0.5?3.5% ；余量为水和其他不可避免的杂质。 本专利技术所述酸为硝酸溶液。 本专利技术所述钛盐采用氯化钛、硫酸钛、硫酸氧钛、硝酸氧钛、钛酸钠、钛酸钾中的至少一种。 本专利技术所述钒化合物为选自偏钒酸、偏钒化合物钒酸铵、多钒酸铵、偏钒酸钠、氧基三氯化钒、二氯氧钒溶液、硫酸氧钒、硫酸钒、二氯化钒、原钒酸钠和多聚钒酸铵中的至少一种。 本专利技术所述氟化物采用氟化铵、氟氢化铵、氟化钠、氟氢化钠、氟化钾和氟铵化钾中的至少一种。 本专利技术所述一种环保型钢铁表面处理液用于钢铁表面处理的方法，包括以下步骤:第一步、将钢铁表面进行脱脂处理后用去离子水漂洗； 第二步、对钢铁表面进行除锈处理后用去离子水漂洗； 第三步、用本专利技术所述表面处理液在钢铁表面进行钝化处理，使用时，温度控制在10°C—40°C，pH值为f 5，与钢铁表面的接触时间为5分钟?60分钟；第四步、将第三步得到的表面钝化膜用去离子清洗后，自然干燥，即在钢铁表面形成色泽均匀的钝化膜。 本专利技术采用上述技术方案后，具有如下技术效果: 本专利技术中表面处理液由于不含会导致水体富营养化的磷酸盐、致癌物六铬价(铬酸盐)以及有毒的金属离子，不仅对环境的污染大大减轻，而且成本大幅度降低。 本专利技术充分利用了硝酸的氧化性和强酸性，将钢铁表面的铁氧化为三价铁离子或低价铁氧化物氧化为能够溶于酸的三氧化二铁而成为三价铁离子，转化液中的氟离子与三价铁离子络合形成氟铁络离子后，将与处理液中的铵离子或钾离子或钠离子反应生成氟铁酸盐沉淀，结果在钢铁表面形成以难溶的以氟铁酸盐为主要成分的致密转化膜层，使钢铁的耐腐蚀性得到大大提高。所生成的钝化膜，由于利用了钢铁表面本身溶解的成分一三价铁离子形成转化膜的特点，使得致密的转化膜易于在钢铁表面形成，而且转化膜耐蚀性能好。 本专利技术中含有的植酸钠具有巨大的螯合势能，可赋予钝化膜优良的抗腐蚀性好金属层与钝化膜层之间的优良粘合性。 本专利技术中表面处理液及用此处理液进行处理的钢板表面不含有对环境不利的铬，钢板的生产及产品都实现了无铬化，因此也就不存在含铬废水的处理问题，从而保护了环境，具有显著的环境和社会效益。 本专利技术中的表面处理液用于处理钢铁材料时的工艺简单，易于实施，成本较低。只需添加少量辅助仪器或设备就完全可以在钢板的传统的铬处理生产线上进行无铬化表面处理，使得废水处理更为简单，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保型钢铁表面处理液，其特征在于，包括以下成分：钛盐的质量浓度为0.1～1.5%；钒化合物的质量浓度为2～15%；氟化物的质量浓度为5～20%；用于将表面处理液的pH值调为3～4的酸；植酸钠的质量浓度为2～5%；表面活性剂的质量浓度为0.5～3.5%；余量为水和其他不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种环保型钢铁表面处理液，其特征在于，包括以下成分: 钛盐的质量浓度为0.1?1.5% ； 钒化合物的质量浓度为2?15% ； 氟化物的质量浓度为5?20% ； 用于将表面处理液的pH值调为3?4的酸； 植酸钠的质量浓度为2?5% ； 表面活性剂的质量浓度为0.5?3.5% ； 余量为水和其他不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种环保型钢铁表面处理液，其特征在于:所述酸为硝酸溶液。3.根据权利要求1所述的一种环保型钢铁表面处理液，其特征在于:所述钛盐采用氯化钛、硫酸钛、硫酸氧钛、硝酸氧钛、钛酸钠、钛酸钾中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种环保型钢铁表面处理液，其特征在于:所述钒化合物为选自偏钒酸、偏钒化合物钒酸铵、多钒酸铵、偏钒酸钠、氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤为，
申请(专利权)人：无锡伊佩克科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32