环保型无铬转化处理液制造技术

本发明专利技术公开了一种环保型无铬转化处理液，由１～２５克／升的钛元素形成的盐、１２～３０克／升的络合剂、５～１５克／升的硅酸盐、１０～２５克／升的氧化还原剂、３～６．５克／升的添加剂和余量的去离子水组成。该处理液不含有铬元素，适用于镀锌层和锌合金成型品进行化学转化处理，且不造成环境污染。采用本发明专利技术的处理液对镀锌层和锌合金成型品进行化学转化处理获得的膜层，可以有白色膜层、蓝色膜层、或其他彩色膜层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适用于化学镀的转化处理液，更特别地说，是指一种适用于镀锌层成型品和锌合金成型品进行化学镀膜的，不含有六价铬或者三价铬的环保型无铬转化处理液。
技术介绍
镀锌(Zn)是提高钢铁材料抗大气腐蚀的有效方法。但在潮湿的环境中，钢铁材料表面上的镀锌层易发生腐蚀，其表面容易形成白色疏松的腐蚀产物(白锈)，而经过化学转化处理的镀锌层则可以延长出白锈的时间。目前广泛使用的镀锌层化学转化处理液有六价铬的铬酸盐、或三价铬的铬酸盐，这两种铬酸盐处理液均可以得到耐腐蚀性能较好的膜层，而且具有较好的稳定性和自修复能力；并且使用铬酸盐处理液的镀层工艺简单、成本低、膜层(即铬酸盐处理液与镀锌层化学反应后形成的膜)的耐腐蚀性能好，这是因为经铬酸盐处理液后的镀锌层表面形成了铬/锌混合氧化物膜层，膜层具有非常好的稳定性和自修复能力。但六价铬的铬酸盐、或三价铬的铬酸盐会造成严重的环境污染，其使用和排放已受到国家法规的日益严格限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种环保型无铬转化处理液，该处理液不含有铬元素，可以对镀锌层成型晶和锌合金成型品进行化学转化处理，不会造成环境污染。本专利技术是一种环保型无铬转化处理液，由1～25克/升的钛元素形成的盐、12～30克/升的络合剂、5～15克/升的硅酸盐、10～25克/升的氧化还原剂、3～6.5克/升的添加剂和余量的去离子水组成。所述环保型无铬转化处理液是在室温条件下，采用常规溶质溶于溶剂，经搅拌均匀配制得到。本专利技术环保型无铬转化处理液的优点在于(1)处理液不含有铬元素，在使用中不会对环境造成污染；(2)将本专利技术的处理液采用化学镀工艺进行镀膜，能够得到较好的具有抗腐蚀性能的转化膜，所述转化膜在中性盐雾试验中经过48h没有出现腐蚀点，满足72h无红锈腐蚀点的标准；(3)采用本专利技术的处理液对镀锌层和锌合金成型品进行化学转化处理获得的膜层，可以有白色膜层、蓝色膜层、或其他彩色膜层。具体实施例方式下面将结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明。本专利技术是一种适用于对镀锌层和锌合金成型品进行化学转化处理用的环保型无铬转化处理液，由1～25克/升的钛元素形成的盐、12～30克/升的络合剂、5～15克/升的硅酸盐、10～25克/升的氧化还原剂、3～6.5克/升的添加剂和余量的去离子水组成。在本专利技术中，钛元素形成的盐是指硫酸亚钛、三氯化钛、硫酸氧钛或四氯化钛中的一种；或者是硫酸亚钛和三氯化钛，硫酸亚钛与三氯化钛的重量比为1∶1。在本专利技术中，络合剂是指氟硅酸、氟硼酸、氟硅酸钠、氟硅酸钾、氟化钠、氟化钾、氟硼酸钠或氟硼酸钾的含氟无机物；或者是一种含氟无机物与一种或者两种有机酸的混合物，其中，含氟无机物与一种有机酸的重量比4～10∶1，含氟无机物与两种有机酸的重量比为2～10∶1∶1；所述含氟无机物可以是氟硅酸、氟硼酸、氟硅酸钠、氟硅酸钾、氟化钠、氟化钾、氟硼酸钠或氟硼酸钾；所述有机酸可以是丁二酸、草酸、焦磷酸、柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸或氨三乙酸。在本专利技术中，硅酸盐是指硅酸钠或硅酸钾。在本专利技术中，氧化还原剂是指过氧化氢或过氧化钠的过氧化物；或者是一种过氧化物与一种无机氧化物的混合物，过氧化物与无机氧化物的重量比为3～8∶1，其过氧化物为过氧化氢、过氧化钠；其无机氧化物为硝酸、硝酸钠、硝酸钾、过硫酸钠或高锰酸钾。在本专利技术中，添加剂是指一种金属盐、乙二醇和聚乙烯醇的混合物，金属盐∶乙二醇∶聚乙烯醇的重量比为1～8∶4∶1，其金属盐为硫酸钴、氯化钴、氯化铟或氯化锶。本专利技术无铬转化处理液是将按配比称取的各原材料放入去离子水中，在常温下进行溶解制得。不同组份处理液的配制用量请参见表一所示。下面将列举一个实施例对专利技术无铬转化处理液的制备方法进行详细说明。实施例1将20克的浓度20％硫酸亚钛、24克的氟化钠、4克丁二酸、5克的硅酸钠、12克的过氧化氢、3克的浓度65％硝酸、1克硫酸钴、2克的乙二醇、0.5克的聚乙烯醇和余量的去离子水，在室温下混合搅拌均匀制成1升的环保型无铬转化处理液。在上述配制的1升环保型无铬转化处理液中加入浓度20％氢氧化钠溶液，调节pH值至2.0～4.0。然后，分别在镀锌层成型品和锌合金成型品上进行化学转化处理制备抗腐蚀性的转化膜。本专利技术的环保型无铬转化处理液在化学镀膜过程中，可以通过控制化学转化时间得到不同色彩的转化膜。(一)制白色转化膜的工艺为在室温条件下，将镀锌层成型品放入本专利技术的环保型无铬转化处理液中8秒后取出，经水洗、干燥后得到0.95μm厚有白色转化膜在镀锌层成型品表面。(二)制蓝色转化膜的工艺为在室温条件下，将镀锌层成型品放入本专利技术的环保型无铬转化处理液中37秒后取出，经水洗、干燥后得到1.1μm厚有蓝色转化膜在镀锌层成型品表面。将制得的表面有蓝色转化膜的镀锌层成型品放在中性盐雾试验中经过48h没有出现腐蚀点，满足72h无红锈腐蚀点的标准。(三)制彩色转化膜的工艺为在室温条件下，将镀锌层成型品放入本专利技术的环保型无铬转化处理液中220秒后取出，经水洗、干燥后得到2μm厚有彩色转化膜在镀锌层成型品表面。(四)制白色转化膜的工艺为在室温条件下，将锌合金成型品放入本专利技术的环保型无铬转化处理液中11秒后取出，经水洗、干燥后得到0.75μm厚有白色转化膜在镀锌层成型品表面。(五)制蓝色转化膜的工艺为在室温条件下，将锌合金成型品放入本专利技术的环保型无铬转化处理液中47秒后取出，经水洗、干燥后得到1.5μm厚有蓝色转化膜在镀锌层成型品表面。(六)制彩色转化膜的工艺为在室温条件下，将锌合金成型品放入本专利技术的环保型无铬转化处理液中310秒后取出，经水洗、干燥后得到2.13μm厚有彩色转化膜在镀锌层成型品表面。化学镀是在金属的催化作用下，通过可控制的氧化还原反应产生金属的沉积过程。采用本专利技术的处理液对成型品进行化学转化处理，实际上是一个镀锌层钛盐钝化处理的过程，钛盐钝化液中，钛是以水合氢氧配离子2+形式存在的，溶液呈酸性，当镀锌层浸入的钝化溶液中，在锌层的微阳极区发生锌的溶解，同时镀层的微阴极区发生氢离子的还原析出(钝化过程中可观察到Zn层表面的H2析出)和氧的去极化(溶液的pH值升高)，在镀锌层表面产生钛和锌的氢氧化物胶体沉淀膜，经过脱水后成为镀锌钝化膜。通过对镀锌层钛盐钝化溶液温度、钝化时间和钝化溶液pH值的优选试验，获得了色泽均匀、耐腐蚀性能优良的蓝色镀锌钝化膜层。表一制1升的环保型无铬转化处理液所需原材料的用量 权利要求1.一种环保型无铬转化处理液，其特征在于由1～25克/升的钛元素形成的盐、12～30克/升的络合剂、5～15克/升的硅酸盐、10～25克/升的氧化还原剂、3～6.5克/升的添加剂和余量的去离子水组成。2.根据权利要求1所述的无铬转化处理液，其特征在于所述钛元素形成的盐是硫酸亚钛、三氯化钛、硫酸氧钛或四氯化钛中的一种；或者是硫酸亚钛和三氯化钛，硫酸亚钛与三氯化钛的重量比为1∶1。3.根据权利要求1所述的无铬转化处理液，其特征在于所述络合剂是氟硅酸、氟硼酸、氟硅酸钠、氟硅酸钾、氟化钠、氟化钾、氟硼酸钠或氟硼酸钾的含氟无机物。4.根据权利要求1所述的无铬转化处理液，其特征在于所述络合剂是一种含氟无机物与一种或者两种有机酸的混合物，其中，含氟无机物与一种有机酸的重量比为4～10∶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保型无铬转化处理液，其特征在于：由１～２５克／升的钛元素形成的盐、１２～３０克／升的络合剂、５～１５克／升的硅酸盐、１０～２５克／升的氧化还原剂、３～６．５克／升的添加剂和余量的去离子水组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱立群，杨飞，刘慧丛，李卫平，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]