一種熱浸鍍鋅用無鉻鈍化液及其配備方法與流程
2023-05-26 07:55:01 1
本發明涉及一種熱浸鍍鋅用無鉻鈍化液及其配備方法，屬於熱浸鍍鋅及鍍鋅層的後處理技術領域，用於鋼鐵製件表面熱浸鍍鋅層的鈍化處理。
背景技術：
熱浸鍍鋅鋼構件存放時，因陰雨天氣或溼熱空氣的影響，鍍鋅層易發生腐蝕，使鋅層表面形成暗灰色或白色疏鬆的腐蝕產物—白鏽，嚴重影響了產品的外觀。對於此，行業內普遍採用鈍化處理以改善鍍層的外觀質量，避免鍍層發生白鏽腐蝕。傳統的鉻酸鹽鈍化工藝簡單，膜結合力好，耐蝕性優異，一直是企業的首選。但鉻酸鹽鈍化液中的Cr6+為有毒物質，並被列為電子、五金、玩具等產品製造過程嚴禁使用的添加物質。為此，發達國家一直在尋找鉻零排放工藝和無鉻鈍化工藝，我國在此方面也開展了大量的研究工作，工程師們先後研製了矽酸鹽鈍化、腐植酸鈍化、鉬酸鹽鈍化、鎢酸鹽鈍化、磷酸鹽鈍化等多種鈍化處理劑或鈍化工藝。如中國專利(申請號：CN201510830363.2)提供了一種主要由矽酸鈉、鎢酸鈉、氟鈦酸、雙氧水、硝酸、磷酸和成膜促進劑組成的熱鍍鋅層用的無鉻鈍化劑，中國專利(申請號：CN201510382539.2)提供了一種主要由氨丙基三甲氧基矽烷、鉬酸鈉、硫酸氧鈦、單寧酸、矽酸鈣等組成的批量熱鍍鋅用無鉻鈍化劑及其製備方法，中國專利(申請號：CN201510380882.3)提供了一種主要由植酸、矽酸鈉、硫脲、單寧酸、矽溶膠等組成的熱鍍鋅鋼板用無鉻鈍化劑，中國專利(申請號：CN201510080210.0)提供了一種主要由水性醇酸樹脂、鉬酸鹽、磷酸等組成的熱鋅層用無鉻鈍化液。這些不同pH值環境下的無鉻酸鹽轉化膜，或是黑色的鉬酸鹽，或是灰色的磷酸鹽轉化膜，從外觀上難以接受，而且耐蝕效果也不盡人意。所以，研究一種新型的無鉻鈍化處理劑及鈍化處理工藝，在滿足鍍件外觀質量的前提下，最大程度提高鍍件的耐蝕性能具有重要的意義，這也是熱浸鍍鋅領域技術人員亟待解決的技術問題。
技術實現要素：
本發明目的在於克服現有技術的不足，提供一種熱浸鍍鋅用無鉻鈍化液，所述鈍化液組分組成為HNO3 5～10ml/l，NaF 1.5～3g/l，H3PO4 5～8ml/l，BaCO3 2～3g/l，植酸2～4ml/l，蟲膠溶液1～3ml/l，蒸餾水。
所述無鉻鈍化液的組分中的蟲膠酒精溶液為蟲膠含量為2％～5％的酒精溶液。
所述無鉻鈍化液配製時首先將HNO3、H3PO4、NaF、BaCO3加入到蒸餾水中，然後添加植酸，最後添加蟲膠酒精溶液。
所述處理劑用於熱浸鍍鋅層的封閉處理時，工作條件要求為pH 3～6，溫度室溫，處理時間10～20s，其中pH值可用H3PO4或NaF調整。
本發明無鉻鈍化液組成中除了NaF、BaCO3鈍化膜成膜物質外，還含有組成物植酸和蟲膠，植酸在本發明的鈍化液環境中可以和鍍層表面發生絡合作用，在鍍層表面形成穩定的絡合物，同時植酸還可以在金屬表面形成一層單分子保護膜。在鈍化膜形成的同時，無鉻鈍化液組分中的蟲膠溶液能夠滲入並封閉鈍化膜中的微孔，且附著在鈍化膜表面，從而起到鈍化膜表面的有機封閉作用，實現熱浸鍍鋅層表面的鈍化+封閉雙重效果，可明顯提高鍍層的耐蝕性能。並且，在本發明無鉻鈍化液中蟲膠可穩定存在，即使無鉻鈍化液各組成物含量百分比在一定範圍內波動，本發明的無鉻鈍化液中也沒有出現蟲膠的沉澱物。
本發明的有益效果：
(1)本發明的鈍化液組成不含有鉻物質。
本發明的熱浸鍍鋅用無鉻鈍化液組成中不含Cr6+、Cr3+，鈍化膜的形成過程沒有含鉻物質的參與，也不發生鉻化合物的轉變；鈍化液的廢氣液中所以鍍鋅層表面的封閉膜層中也不含鉻；另外，封閉處理劑的廢棄液中也不含有鉻物質，所以本發明的鈍化液及鈍化過程實現了工藝過程無鉻化，從工藝源頭上徹底消除了鉻的存在及危害。
(2)採用本發明的無鉻鈍化液處理所形成的鈍化膜耐蝕性能好。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細說明，但本發明的保護範圍並不限於所述內容。
熱浸鍍鋅用無鉻鈍化液的配製組成：HNO3 5～10ml/l，NaF 1.5～3g/l，H3PO4 5～8ml/l，BaCO3 2～3g/l，植酸2～4ml/l，蟲膠溶液1～3ml/l，蒸餾水。
上述無鉻鈍化液的組分中的蟲膠酒精溶液為蟲膠含量為2％～5％的酒精溶液。
上述無鉻鈍化液配製時首先將HNO3、H3PO4、NaF、BaCO3加入到蒸餾水中，然後添加植酸，最後添加蟲膠酒精溶液。
上述無鉻鈍化液用於熱浸鍍鋅層的處理時，工作條件要求為pH 3～6，溫度室溫，處理時間10～20s，其中pH值可用H3PO4或NaF調整。
實施例1
熱浸鍍鋅用無鉻鈍化液的配製組成：HNO3 5ml/l，NaF 1.5g/l，H3PO4 5ml/l，BaCO32g/l，植酸2ml/l，蟲膠溶液3ml/l，蒸餾水。鈍化槽容量27m3，鈍化液體積約23m3。
將剛熱浸鍍鋅後冷卻的一批角鋼鍍件吊掛浸入上述鈍化槽內，槽液溫度為室溫，浸漬時間20s，浸漬時掛具稍作移動，20s後將鍍件移出鈍化槽空置10s，待鍍件表面晾乾後發現鍍件表面色澤均勻，表面存在一層半透明狀淺褐色的鈍化膜。
實施例2
熱浸鍍鋅用無鉻鈍化液的配製組成：HNO3 10ml/l，NaF 3g/l，H3PO4 8ml/l，BaCO33g/l，植酸4ml/l，蟲膠溶液1ml/l，蒸餾水。鈍化槽容量27m3，鈍化液體積約24m3。
將剛熱浸鍍鋅後冷卻的一批建築用焊接預埋鋼構件吊掛浸入上述鈍化槽內，槽液溫度為室溫，浸漬時間10s，浸漬時掛具稍作移動，10s後將鍍件移出封閉槽空置15s，待鍍件表面晾乾後發現鍍件表面色澤均勻，表面存在一層半透明狀淡淡黃色的鈍化膜，鈍化膜覆蓋完整，焊縫處或構件的拐角或槽縫處鈍化膜完整。
實施例3
熱浸鍍鋅用無鉻鈍化液的配製組成：HNO3 8ml/l，NaF 2g/l，H3PO4 6ml/l，BaCO32.5g/l，植酸3ml/l，蟲膠溶液2ml/l，蒸餾水。鈍化槽容量27m3，鈍化液體積約24m3。
將剛熱浸鍍鋅後冷卻的一批焊接鋼管吊掛浸入上述鈍化槽內，槽液溫度為室溫，浸漬時間15s，浸漬時掛具稍作移動，15s後將鍍件移出封閉槽空置15s，待鍍件表面晾乾後發現鍍件表面色澤均勻，表面存在一層半透明狀淺黃色的鈍化膜，鋼管外表面鈍化膜覆蓋完整，鋼管內表面及管口部位的鈍化膜完整。
本發明的熱浸鍍鋅用無鉻鈍化液組成中不含Cr6+、Cr3+，從工藝源頭上徹底消除了鉻的存在及危害。本發明的無鉻鈍化液應用於熱浸鍍鋅層時，可在鍍層表面形成均勻的鈍化膜，且鈍化膜表面處於封閉狀態，實現了熱浸鍍鋅層表面的鈍化+封閉雙重效果。