化学转化处理液、其制造方法、以及化学转化被膜的形成方法技术

本发明专利技术提供一种可以不使用氟及过氧化氢而形成耐蚀性及外观优异的化学转化被膜的无铬的化学转化处理技术。本发明专利技术涉及的化学转化处理液用于在锌或锌合金上形成化学转化被膜，该化学转化处理液中不含有铬、过氧化氢及氟，其中，所述化学转化处理液中含有0.5g/L～38g/L的镁、0.5g/L～3.5g/L的硅、以及0.36g/L以上的硝酸根离子，且以水溶性硅酸盐的形式含有上述硅，另外，以5g/L以下的浓度任意地含有钴，铝的含量为0.08g/L以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及化学转化处理技术，特别涉及用于在锌或锌合金表面形成化学转化被膜的化学转化处理技术。
技术介绍
铬酸盐处理是用来防止锌或锌合金表面生锈的典型化学转化处理。铬酸盐处理由于廉价且简便，因此已在工业上得到广泛应用。但由于六价铬是有害物质，因此其使用受到限制。于是，已大规模地开展起有关使用三价铬代替六价铬的化学转化处理、不含铬的化学转化处理的研究。例如，日本特开平11-181578号公报中公开了一种含有铝、硅、及有机酸或无机酸中的1种以上的化学转化处理液。根据专利文献1的记载，向该化学转化处理液中添加氟时，可获得良好的外观。另外，日本特开2007-177304号公报中公开了下述化学转化处理液，其含有水溶性镁无机盐及水溶性锂无机盐中的至少一种、其它水溶性无机盐或无机硅酸盐或者胶体二氧化硅、以及过氧化氢。根据专利文献2的记载，使用该化学转化处理液时，可形成具有充分耐蚀性的不含铬的被膜。
技术实现思路
氟化合物呈腐蚀性，而且难以进行废水处理。另外，过氧化氢不仅要在操作时倍加小心，而且稳定性低。因此，期待开发一种不使用氟及过氧化氢的无铬的化学转化处理技术。本专利技术的目的在于提供一种无铬的化学转化处理技术，其能形成耐蚀性及外观优异的化学转化被膜而不使用氟及过氧化氢。本专利技术的第1方面提供一种用于在锌或锌合金上形成化学转化被膜的化学转化处理液，该化学转化处理液中不含有铬、过氧化氢及氟，其中，所述化学转化处理液中含有0.5g/L～38g/L的镁、0.5g/L～3.5g/L的硅、以及0.36g/L以上的硝酸根离子，且以水溶性硅酸盐的形式含有上述硅，另外，以5g/L以下的浓度任意地含有钴，铝的含量为0.08g/L以下。本专利技术的第2方面提供一种化学转化处理液的制造方法，其包括：将第1浓缩液及第2浓缩液任意地与水混合来获得第1方面涉及的化学转化处理液，其中，上述第1浓缩液中含有的镁及硝酸根离子的浓度分别高于所述第2浓缩液中的镁及硝酸根离子的浓度，上述第2浓缩液中含有的水溶性硅酸盐的浓度高于上述第1浓缩液中的水溶性硅酸盐的浓度。本专利技术的第3方面提供一种化学转化被膜的形成方法，其包括：将锌或锌合金供给至使用第1方面涉及的化学转化处理液的化学转化处理。附图说明[图1]某化学转化被膜的显微镜照片。[图2]其它化学转化被膜的显微镜照片。具体实施方式以下，针对本专利技术的实施方式进行说明。首先，针对本专利技术的第1实施方式进行说明。本专利技术的第1实施方式的化学转化处理液是用于在锌或锌合金上形成化学转化被膜的化学转化处理液。该化学转化处理液不含有铬、过氧化氢及氟，典型情况下，也不含有铝。另外，该化学转化处理液中除了含有水等水性溶剂以外，还含有镁、钴、硅及硝酸根离子。该化学转化处理液中以例如镁离子的形式含有镁。该化学转化处理液中也可以以配位离子或多原子离子的形式含有镁、或者以上述配位离子或多原子离子与镁离子的组合的形式含有镁。该化学转化处理液中的镁浓度在1g/L～12g/L范围内，典型的情况在1.8g/L～5g/L范围内。如果降低镁浓度，则会导致耐蚀性下降。如果提高镁浓度，则不仅耐蚀性下降，还会导致外观劣化。该化学转化处理液中以例如钴离子的形式含有钴。该化学转化处理液中也可以以配位离子或多原子离子的形式含有钴、或者以上述配位离子或多原子离子与钴离子的组合的形式含有钴。该化学转化处理液中的钴浓度在0.03g/L～5g/L范围内，典型的情况在0.05g/L～2g/L范围内。如果降低钴浓度，则会导致耐蚀性下降。如果提高钴浓度，则不仅耐蚀性下降，还会导致外观劣化。需要说明的是，钴浓度0.03g/L以上时，即使化学转化处理液在制造后直到使用为止经过了长时间放置，也不会发生溶液的凝胶化。特别是，钴浓度为0.05g/L以上时，即使化学转化处理液在制造后直到使用为止经过了长时间放置，也不会发生溶液粘度的上升。该化学转化处理液中以水溶性硅酸盐的形式含有硅。该化学转化处理液中以水溶性硅酸盐以外的形式、例如以胶体二氧化硅的形式含有硅的情况下，无法获得像化学转化处理液中以水溶性硅酸盐的形式含有硅的情况那样优异的耐蚀性和/或外观。作为硅酸盐，可使用例如硅酸钠及硅酸钾等碱金属盐。作为硅酸盐，可使用单一化合物，也可以混合使用多种化合物。该化学转化处理液中的硅浓度在0.7g/L～3.5g/L范围内，典型的情况在1.2g/L～3g/L范围内。如果降低硅浓度，则会导致耐蚀性下降。如果提高硅浓度，则不仅耐蚀性下降，还会导致外观劣化。该化学转化处理液中的硝酸根离子浓度在3g/L～15g/L范围内，典型的情况在4.5g/L～11g/L范围内。降低或提高硝酸根离子浓度的情况下，会导致耐蚀性下降。典型情况下，该化学转化处理液中不含铝，但可以以0.01g/L以下的浓度含有铝。如果提高铝浓度，则不仅耐蚀性下降，还会导致外观劣化。典型情况下，该化学转化处理液中仅含有镁及钴作为金属元素，或者，仅含有镁、钴及铝作为金属元素。该化学转化处理液中还可以进一步含有除了铬、镁、钴及铝以外的其它金属元素。例如，该化学转化处理液中还可以进一步含有钠、钾及钙等金属元素。需要说明的是，这些追加的金属元素的总量例如在10g/L以下。在能够获得充分的性能的情况下，该化学转化处理液中还可以含有胶体二氧化硅。此时，对化学转化处理液中胶体二氧化硅的浓度进行设定，使得换算成硅的水溶性硅酸盐浓度和换算成硅的胶体二氧化硅浓度之和例如以水溶性硅酸盐计在上述的硅浓度范围内。该化学转化处理液中可以仅含有硝酸作为酸，也可以不仅含有硝酸、还含有其它无机酸。作为追加的无机酸，可使用例如硫酸、盐酸、或它们的组合。该化学转化处理液中的除硝酸以外的其它无机酸的浓度例如在10g/L以下。该化学转化处理液为酸性溶液。该化学转化处理液的pH值例如在1.5～3.5范围内，典型情况下在1.8～3.0范围内。配制该化学转化处理液时，作为镁及钴等的金属元素源，可使用例如硝酸盐、硫酸盐、氯化物、或它们中的2种以上的组合。此外，作为硝酸根离子源，可使用例如：硝酸、镁及钴等金属的硝酸盐、或它们的组合。使用该化学转化处理液形成化学转化被膜时，可通过例如下述方法进行。首先，准备含锌或锌合金的被处理物、或表面设置有含锌或锌合金的层的被处理物。作为表面设置有含锌或锌合金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.04.09 JP 2009-095047;2010.03.10 JP 2010-053211.一种化学转化处理液，其用于在锌或锌合金上形成化学转化被膜，
该化学转化处理液中不含有铬、过氧化氢及氟，
其中，所述化学转化处理液中含有0.5g/L～38g/L的镁、0.5g/L～3.5g/L的
硅、以及0.36g/L以上的硝酸根离子，且以水溶性硅酸盐的形式含有上述硅，
另外，以5g/L以下的浓度任意地含有钴，铝的含量为0.08g/L以下。
2.根据权利要求1所述的化学转化处理液，其中，以所述水溶性硅酸
盐的形式含有0.5g/L～2.5g/L的硅，且钴的浓度为3.25g/L以下。
3.根据权利要求2所述的化学转化处理液，其中，镁的浓度在
2.5g/L～25g/L范围内，钴的浓度在0.05g/L～1.5g/L范围内，硅的浓度在
1g/L～1.6g/L范围内，硝酸根离子的浓度在1.8g/L～51g/L范围内。
4.根据权利要求1所述的化学转化处理液，其中，以所述水溶性硅酸

【专利技术属性】
技术研发人员：大谷佑介，杉冈惠，长谷川史，
申请(专利权)人：村田株式会社，森村商事株式会社，
类型：发明
国别省市：