热镀锌无铬钝化膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种热镀锌无铬钝化膜的制备方法，首先将锌板于80目砂纸上打磨，用清水清理，再用120目砂纸打磨至表面光滑；将磷酸、钼酸钠、磷酸三钠加入到去离子水中混合搅拌，加入三乙醇胺和柠檬酸继续搅拌混合均匀；取处理好的锌板用清水冲洗后放入到10％的氢氧化钠溶液中清洗表面，去除油污，除油后用蒸馏水清洗，用5％的盐酸溶液酸洗锌板1‑2分钟，除去表面氧化膜，用镊子夹取锌板，置于10％的磷酸溶液中，待锌板表面形成一层白色的膜后，放入配置好的钝化液中钝化成膜，最后室温下自然干燥，使之生成灰白色钝化膜。本发明专利技术制备的钝化膜能够有效的影响镀锌层的腐蚀反应过程，降低了镀锌层的腐蚀电流密度，阻滞了镀锌层的腐蚀速度。

Preparation of chromium free passivation film for hot dip galvanizing

【技术实现步骤摘要】
热镀锌无铬钝化膜的制备方法
本专利技术涉及无铬钝化膜
，尤其是涉及一种热镀锌无铬钝化膜的制备方法。
技术介绍
镀锌产品因其适用范围广泛、防腐年限长久、制备工艺简单、价格成本低廉等优势，在航空、交通、电力、船舶、机械等领域应用广泛。锌是两性金属，化学性质活泼，在湿度高于70％的环境中，镀锌层外层极易产生白色腐蚀产物(又称白锈)，从而影响产品外观质量，大大降低了镀锌层的耐蚀性能，使腐蚀速率大大加快，甚至失去防护作用，所以镀锌层要做钝化处理来克服相应的问题。目前，采用铬酸盐的钝化工艺简单且成熟，使镀锌层的耐蚀性和自我修复能力得到了有效的提高，加强了镀锌层对钢铁的良好的保护作用。但是，铬酸盐中含有六价铬，而六价铬具有较大的毒性，对人体和环境都有重大的危害。随着环保意识的加强，各国限制铬酸盐的使用的条例日趋严格。用低毒或无毒的无铬钝化工艺取代铬酸盐钝化工艺已成为镀锌层钝化的主要研究方向。因为铬酸盐钝化工艺的弊端的出现，人们开始对铬的同一族元素-钼进行研究，钼与铬是同主族，有着相似的性质化学性质，但毒性却远远低于铬。目前人们已经研究的钼酸盐有钼酸钠与钼酸胺，王凯甜研究了一种以钼酸钠和硝酸铈复配构成的钝化液，镀锌层经钝化液处理后得到一层膜层，该膜层耐蚀性能与铬酸盐钝化膜层相近。解亚丹研究了以钼酸钠+柠檬酸为主要成膜物质的复合盐钝化液，5％的氯化钠溶液浸泡试验表明，该工艺得到的膜层比铬酸盐钝化工艺得到的膜层腐蚀速率小，但通过大量实验证实，两种钝化处理工艺钝化出的钝化膜较薄。鉴于以上原因，设计一种热镀锌无铬钝化膜的制备方法是很有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种热镀锌无铬钝化膜的制备方法，制备的钝化膜能够有效的影响镀锌层的腐蚀反应过程，降低了镀锌层的腐蚀电流密度，阻滞了镀锌层的腐蚀速度。为实现上述目的，本专利技术提供了热镀锌无铬钝化膜的制备方法，包括以下步骤：(1)锌板的处理：首先将锌板于80目砂纸上打磨，待锌板上无锈迹后，用清水清理，再用120目砂纸打磨至表面光滑，用清水清理后擦干备用；(2)钝化液的配置：将一定比例的磷酸、钼酸钠、磷酸三钠加入到去离子水中进行混合搅拌，然后加入三乙醇胺和柠檬酸继续搅拌混合均匀得到钝化液；(3)钝化膜的制备：取步骤(1)处理好的锌板用清水冲洗后放入到10％的氢氧化钠溶液中清洗表面，去除表面油污，除油后再用蒸馏水清洗，然后用5％的盐酸溶液在室温下酸洗锌板1-2分钟，除去表面氧化膜，用镊子夹取锌板，置于10％的磷酸溶液中，待锌板表面形成一层白色的膜后，放入配置好的钝化液中钝化成膜，最后室温下自然干燥，使之生成灰白色钝化膜。优选的，所述步骤(2)中加入的磷酸为4-16ml/L，钼酸钠为5-10g/L，磷酸三钠为2-7g/L，柠檬酸为5-10g/L，三乙醇胺为5-40ml/L。优选的，所述步骤(2)中钝化液的PH值为1-6。优选的，所述步骤(3)中钝化膜的钝化温度为10-60℃，钝化处理时间为30-150秒。优选的，热镀锌无铬钝化膜的制备方法包括以下步骤：(1)锌板的处理：首先将锌板于80目砂纸上打磨，待锌板上无锈迹后，用清水清理，再用120目砂纸打磨至表面光滑，用清水清理后擦干备用；(2)钝化液的配置：将10ml/L的磷酸、8g/L的钼酸钠、4g/L的磷酸三钠加入到去离子水中进行混合搅拌，然后加入20ml/L的三乙醇胺和8g/L的柠檬酸继续搅拌混合均匀得到钝化液，钝化液的PH值为2-3；(3)钝化膜的制备：取步骤(1)处理好的锌板用清水冲洗后放入到10％的氢氧化钠溶液中清洗表面，去除表面油污，除油后再用蒸馏水清洗，然后用5％的盐酸溶液在室温下酸洗锌板1-2分钟，除去表面氧化膜，用镊子夹取锌板，置于10％的磷酸溶液中，待锌板表面形成一层白色的膜后，放入配置好的钝化液中钝化成膜，钝化膜的钝化温度为30-50℃，钝化处理时间为30-70秒，最后室温下自然干燥，使之生成灰白色钝化膜。因此，本专利技术采用上述热镀锌无铬钝化膜的制备方法，制备的钝化膜能够有效的影响镀锌层的腐蚀反应过程，降低了镀锌层的腐蚀电流密度，阻滞了镀锌层的腐蚀速度。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术一种热镀锌无铬钝化膜的制备方法实施例的流程图；图2为钼酸钠浓度对钝化膜的影响；图3为磷酸三钠浓度对钝化膜的影响；图4为三乙醇胺浓度对钝化膜的影响；图5为柠檬酸浓度对钝化膜的影响；图6为磷酸浓度对钝化膜的影响；图7为钝化时间对钝化膜的影响；图8为钝化液的PH值对钝化膜的影响；图9为在5％NaCl溶液中的塔菲尔极化曲线。具体实施方式图1为本专利技术一种热镀锌无铬钝化膜的制备方法实施例的流程图，如图所示，本专利技术提供了热镀锌无铬钝化膜的制备方法，包括以下步骤：(1)锌板的处理：首先将锌板于80目砂纸上打磨，待锌板上无锈迹后，用清水清理，再用120目砂纸打磨至表面光滑，用清水清理后擦干备用。(2)钝化液的配置：将一定比例的磷酸、钼酸钠、磷酸三钠加入到去离子水中进行混合搅拌，然后加入三乙醇胺和柠檬酸继续搅拌混合均匀得到钝化液，钝化液的PH值为1-6，其中加入的磷酸为4-16ml/L，钼酸钠为5-10g/L，磷酸三钠为2-7g/L，柠檬酸为5-10g/L，三乙醇胺为5-40ml/L。(3)钝化膜的制备：取步骤(1)处理好的锌板用清水冲洗后放入到10％的氢氧化钠溶液中清洗表面，去除表面油污，除油后再用蒸馏水清洗，然后用5％的盐酸溶液在室温下酸洗锌板1-2分钟，除去表面氧化膜，用镊子夹取锌板，置于10％的磷酸溶液中，待锌板表面形成一层白色的膜后，放入配置好的钝化液中钝化成膜，钝化温度为10-60℃，钝化处理时间为30-150秒，最后室温下自然干燥，使之生成灰白色钝化膜。实施例1钼酸钠浓度对钝化膜的影响，固定磷酸三钠、三乙醇胺、柠檬酸和磷酸的加入量依次为4g/L，20mL/L，8g/L，10mL/L，改变钼酸钠的加入量依次为5.0g，6.0g，7.0g，8.0g，9.0g，10.0g配制钝化液，控制溶液的pH为3，用点滴实验测试钝化膜的耐蚀性能。如图2所示，钼酸钠的浓度较低时，膜的抗蚀性较低，随着加入量的增加，膜的抗蚀性逐渐增强，当钼酸钠的浓度达到8.0g/L时钝化膜抗蚀性达到最佳状态，由于钼酸钠在锌板表面发生反应，生成难溶性物质，并沉积在锌板表面，增强了抗蚀性能。钼酸钠可以与溶液中的锌离子发生反应，促进成膜。但是钼酸钠加入的量过多，抗蚀性能随之降低，可能是钝化膜中钼酸盐的含重过多，导致膜的致密度降低，所以钼酸钠的最佳成膜浓度为8.0g/L。实施例2磷酸三钠浓度对钝化膜的影响，固定钼酸钠、三乙醇胺、柠檬酸和磷酸的加入量依次为8g/L，20mL/L，8g/L，10mL/L，改变磷酸三钠的加入量依次为2.0g，3.0g，4.0g，5.0g，6.0g配制钝化液，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热镀锌无铬钝化膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)锌板的处理：首先将锌板于80目砂纸上打磨，待锌板上无锈迹后，用清水清理，再用120目砂纸打磨至表面光滑，用清水清理后擦干备用；/n(2)钝化液的配置：将一定比例的磷酸、钼酸钠、磷酸三钠加入到去离子水中进行混合搅拌，然后加入三乙醇胺和柠檬酸继续搅拌混合均匀得到钝化液；/n(3)钝化膜的制备：取步骤(1)处理好的锌板用清水冲洗后放入到10％的氢氧化钠溶液中清洗表面，去除表面油污，除油后再用蒸馏水清洗，然后用5％的盐酸溶液在室温下酸洗锌板1-2分钟，除去表面氧化膜，用镊子夹取锌板，置于10％的磷酸溶液中，待锌板表面形成一层白色的膜后，放入配置好的钝化液中钝化成膜，最后室温下自然干燥，使之生成灰白色钝化膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种热镀锌无铬钝化膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)锌板的处理：首先将锌板于80目砂纸上打磨，待锌板上无锈迹后，用清水清理，再用120目砂纸打磨至表面光滑，用清水清理后擦干备用；
(2)钝化液的配置：将一定比例的磷酸、钼酸钠、磷酸三钠加入到去离子水中进行混合搅拌，然后加入三乙醇胺和柠檬酸继续搅拌混合均匀得到钝化液；
(3)钝化膜的制备：取步骤(1)处理好的锌板用清水冲洗后放入到10％的氢氧化钠溶液中清洗表面，去除表面油污，除油后再用蒸馏水清洗，然后用5％的盐酸溶液在室温下酸洗锌板1-2分钟，除去表面氧化膜，用镊子夹取锌板，置于10％的磷酸溶液中，待锌板表面形成一层白色的膜后，放入配置好的钝化液中钝化成膜，最后室温下自然干燥，使之生成灰白色钝化膜。


2.根据权利要求1所述的热镀锌无铬钝化膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中加入的磷酸为4-16ml/L，钼酸钠为5-10g/L，磷酸三钠为2-7g/L，柠檬酸为5-10g/L，三乙醇胺为5-40ml/L。


3.根据权利要求2所述的热镀锌无铬钝化膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中钝化液的PH...

【专利技术属性】
技术研发人员：张巧云，陈泽民，于淑媛，任萍，王树军，张成根，
申请(专利权)人：廊坊师范学院，
类型：发明
国别省市：河北;13