一种三价铬钝化液及涂覆钢板的方法技术

本发明专利技术公开了一种三价铬钝化液及涂覆钢板的方法，属于冶金技术领域。本发明专利技术采用三价铬钝化液，其组分及质量分数为3％

【技术实现步骤摘要】
一种三价铬钝化液及涂覆钢板的方法


[0001]本专利技术属于金属材料领域，更具体地说，涉及一种三价铬钝化液及涂覆钢板的方法。

技术介绍

[0002]热镀锌钢板广泛应用于建筑、家电和汽车等领域，用户对镀锌板的表面质量要求越来越高，镀后涂层处理工艺作为热镀镀涂覆产品表面后处理的重要工序，对产品表面质量和用户使用影响极大。
[0003]六价铬钝化热镀锌产品，因含有Cr(
Ⅵ
)元素，不满足家电等领域对产品环保性能的要求。2003年1月，欧盟颁布《关于在电子电器设备中限制使用某些有害物质的指令》及《关于报废电子电气设备指令》(RoHS指令)。限制有害物质如Pb、Hg、Cd、Cr(
Ⅵ
)、PBB等，2006年7月1日起RoHS指令强制执行。中国出口电子电器产品的企业从2005年12月1日起停止使用六价铬表面处理工艺。具有高性价比的环保三价铬钝化Cr(Ⅲ)热镀锌产品得到广泛应用于镀锌卷钢行业。
[0004]在热镀锌产线，传统的钝化表面改性处理主要两种生产工艺：辊涂工艺及喷淋挤干钝化工艺。三价铬钝化产品因酸性较强，采用喷淋挤干钝化工艺生产时，对镀锌产线的设备“酸蚀”较重，辊面结晶，热镀锌产品板面产生色差等缺陷。钝化结晶产物，造成管道喷嘴堵塞，喷嘴流量不稳定，板面钝化不均及板面条纹等缺陷。
[0005]经检索，专利CN104404500A公开了一种镀锌板表面钝化处理方法，解决钝化过程中，钝化液液吨耗过高，钝化斑、钝化花纹缺陷的产生，采用钝化机辊涂式方式中，提料辊的压力为2.5～3.0kN之间；涂辊与镀锌板表面的压力保持在2.6～2.8kN之间；控制提料辊与涂辊之间的辊速比为36～38/100；涂辊与镀锌板的线速度相同，采用顺涂方式，所述镀锌板的线速度为50～55m/min。钝化前镀锌板温度30～35摄氏度之间；钝化后镀锌板的温度采用降温处理控制在35～36摄氏度之间；钝化后烘干温度为60～90摄氏度，烘干后镀锌板采用冷风迅速降温处理，保持在48～50摄氏度3～5秒。该专利生产工艺为立式辊涂，与喷淋挤干及S型卧式辊涂工艺存在差异，镀后烘干工艺存在明显差异。
[0006]专利CN113403615A公开了一种可提供深加工性能的三价铬钝化液及其制备方法，该钝化液由水和以下主要成分组成：(A)至少含一种二足硅烷的硅烷水解溶液，(B)有机树脂的水性分散体或乳液，(C)水溶性三价铬盐，(D)磷酸或磷酸盐，(E)有机酸和(F)复合润滑剂。其可应用于涂覆镀锌钢板中，脱脂清洗后的金属表面与所述的钝化组合物接触1
‑
10秒，涂覆方式可为辊涂，浸渍或喷淋，在金属表面形成未固化的钝化涂层。但该钝化液pH值至4
‑
5，属于弱酸反应型钝化液，膜厚为40
‑
80mg/cm2，且钝化后烘干带钢温度要求大于80℃。
[0007]专利CN103572273A公开了一种彩色钝化镀锌钢板的制作方法，将配置好的三价铬钝化液采用辊涂法常温下镀在镀锌钢板的表面。所述钝化液的pH值范围为2.0
‑
3.5，通过控制膜重来实现钢板表面不同的颜色，其钝化液成分及PH值与本专利存在差异。
[0008]以上专利中均公开了采用含有三价铬的钝化液对钢板进行钝化，但其工艺不适用
于酸性过强的三价铬钝化液的钝化。

技术实现思路

[0009]1.要解决的问题
[0010]针对现有三价铬钝化液酸性过强导致板面出现缺陷的问题，本专利技术提供一种三价铬钝化液及涂覆钢板的方法，制得的涂覆钢板具有高的表面质量及稳定优异的工艺性能。
[0011]2.技术方案
[0012]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0013]本专利技术针对的热镀涂覆机组产线，产品宽度小于等于1650mm。所采用的三价铬钝化液包括的组分及质量分数为3％
‑
6％三价铬盐、1％
‑
2％磷酸、2％
‑
4％氢氟酸、3％
‑
4％硅烷，还包括1％
‑
2％封孔剂，其余为去离子水。所述三价铬钝化液的密度为1.0
‑
1.2g/cm3，pH值为1
‑
2，10％＜固含量＜20％。
[0014]本专利技术的三价铬钝化液中加入多种酸，利用三价铬盐作为骨架，多种酸和表面锌层反应生成钝化膜层，其反应式为Zn
2+
+Cr 3+
+(2F
‑
)+PO
43
‑
→
ZnCrF2PO4，生成的钝化膜和锌层的结合力为原子间力，附着紧密，钝化膜致密无缝隙，表面光整程度高，膜层较薄，耐腐蚀性能优异，相较单一的酸生成的产物Cr
3+
+PO
43
‑
→
CrPO4的耐腐蚀性能优异，优选的，控制磷酸和氢氟酸的质量比为1：2。硅烷在钝化膜中稳定存在，不溶于水，起到增加附着力、提高涂膜耐腐蚀性、增加涂膜硬度和耐划擦性等作用。
[0015]其中，三价铬盐可以为硝酸铬、卤化铬和硫酸铬中的一种或多种，酸中包括磷酸、氢氟酸，硅烷为氨基硅烷、乙烯基硅烷、环氧硅烷中的一种或多种，封孔剂为水性硅油、硅酸钾溶液、硅酸钠溶液、纳米二氧化硅溶液、乳化石蜡溶液中的一种或多种。
[0016]采用喷淋挤干钝化工艺，利用上述三价铬钝化液涂覆钢板，其步骤如下：将钢板进行喷淋降温，喷淋后经过挤干辊挤干、烘干、降温，在钢板表面形成钝化膜。
[0017]涂覆钢板喷淋挤干钝化装置如图1所示。喷淋挤干钝化装置包括储液罐、供液循环管道、喷淋管道和挤干辊，所述供液循环管道一端与储液罐连接，另一端与喷液管道连接，所述喷淋管道包括上供液喷淋管道和下供液喷淋管道，所述挤干辊包括上挤干辊和下挤干辊，所述上挤干辊和上供液喷淋管道位于钢板上方，所述下挤干辊和下供液喷淋管道位于钢板下方。喷淋管道上设置有喷嘴，用于喷淋三价铬钝化药剂，通过调整喷淋位置、挤干辊压力，控制钝化膜重。
[0018]所述喷淋管道上喷嘴之间的间距小于10cm，喷嘴直径为3
‑
5mm。采用喷淋挤干钝化工艺涂覆钢板时，三价铬钝化液在喷淋系统中循环利用，但三价铬酸性强，对镀锌产线的设备“酸蚀”较重，钝化反应迅速且剧烈，钝化结晶产物易造成管道喷嘴堵塞，喷嘴流量不稳定，从而导致板面钝化不均、膜重不均匀、板面条纹等缺陷。为减少三价铬产品结晶产物对喷淋循化系统产生堵塞，造成喷嘴流量不稳定，本专利技术对循环喷淋系统进行优化，控制板宽方向喷淋管道上喷嘴与喷嘴之间的间距小于10cm，增加喷嘴数量，提高喷淋钝化液在钢板表面的均匀性，喷嘴直径控制在3
‑
5mm，通过控制直径尺寸，来调节压力及防止喷嘴堵塞。
[0019]为减少强酸与镀层剧烈反应产生反应产物堆积，产生钝化不均及色差缺陷，控制喷淋位置在距离挤干辊与钢板接触位置5cm
‑
10cm处，最佳接触点在挤干辊与钢板接触夹角处，减少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三价铬钝化液，其特征在于，钢板采用三价铬钝化液进行涂覆，所述三价铬钝化液的组分及质量分数为三价铬盐3％
‑
6％、磷酸1％
‑
2％、氢氟酸2％
‑
4％、硅烷3％
‑
4％、封孔剂1％
‑
2％，其余为去离子水。所述三价铬钝化液的密度为1.0
‑
1.2g/cm3，pH值1
‑
2，10％＜固含量＜20％。2.根据权利要求1所述一种三价铬钝化液，其特征在于，所述磷酸和氢氟酸的质量比为1：2。3.根据权利要求1所述一种三价铬钝化液，其特征在于，所述硅烷为氨基硅烷、乙烯基硅烷、环氧硅烷中的一种或多种，所述封孔剂为水性硅油、硅酸钾溶液、硅酸钠溶液、纳米二氧化硅溶液、乳化石蜡溶液中的一种或多种。4.一种利用权利要求1
‑
3任一项所述三价铬钝化液涂覆钢板的方法，其特征在于，所述钢板采用喷淋挤干钝化工艺或S型辊涂钝化工艺进行涂覆，生产线速度50
‑
130mpm，板温烘干温度≥50℃，三价铬钝化膜单面40mg/m2‑
90mg/m2。5.根据权利要求4所述一种三价铬钝化液涂覆钢板的方法，其特征在于，所述钢板采用喷淋挤干钝化工艺进行涂覆，包括步骤：将钢板(1)进行喷淋降温，喷淋后经过挤干辊(2)挤干、烘干、降温，在钢板(1)表面形成钝化膜。6.根据权利要求5所述一种三价铬钝化液涂覆钢板的方法，其特征在于，所述喷淋采用喷淋管道(3)进行，所述喷淋管道(3)上设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：王滕，柴立涛，李超，杨平，陈泓业，孙霖，李伟刚，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：