一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液及其製備方法和應用的製作方法
2023-04-22 17:35:51 2
專利名稱：一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬鈍化液，更具體說是涉及一種用於鋼鐵鍍鋅後表面鈍化所用的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液及其製備方法和應用。
背景技術：
鍍鋅層作為陽極防護層廣泛用於鋼鐵表面的保護。金屬鋅在溼度高於70%的大氣中，其表面易腐蝕，產物為白鏽。為了減緩白鏽的生成，通常在鍍鋅層表面形成一層化學穩定性較高的鉻酸鹽薄膜，以提高它的耐蝕性，這層膜被稱為鈍化膜或轉化膜。鍍鋅層鈍化最常用的鈍化工藝為鉻酸鹽鈍化，因其生成的鈍化膜具有良好的屏蔽性能和自修復作用，故具有優良的抗腐蝕性能。但Cr(VI)毒性大，又是致癌物質，汙染環境。從原料的可得性、安全性、經濟性和工藝的適應性考慮，人們用Cr(III)代替Cr(VI)鈍化。毒性只有Cr (VI)的約百分之一，且環境可容性較好。目前鍍鋅層表面非Cr(VI)鈍化技術通常採用了三價鉻鹽、鑰酸鹽、鎢酸鹽、矽酸鹽、稀土金屬鹽、鈦鹽及羧酸等物質。近年來，國內外對三價鉻鈍化工藝的研究很多，三價鉻鈍化工藝已應用於生產，市場上已有商品銷售，但其性能(例如溶液穩定性、可操作性、膜的外觀、物化性能、經濟性)很少能與六價鉻鈍化膜相比，所以對於三價鉻鈍化工藝進行改進與研究具有重要的意義和可觀的市場前景。
發明內容
本發明的目的之一是為了解決上述所說的鈍化膜耐蝕性不高，厚度較薄的技術問題而提供一種高耐蝕性三價鉻藍`白鈍化液。本發明的目的之二是提供上述的一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液的製備方法。本發明技術方案
一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液，按每升計算，其原料的組成及含量如下
硫酸鉻5-25g
氟化鈉2-8g
次磷酸鈉l_6g
梓檬酸O. 3-1. 5g
硝酸鈉l-5g
七水硫酸鈷5-15g
餘量為去尚子水。上述的一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液的製備方法，步驟如下
將硫酸鉻溶於去離子水中，然後加入檸檬酸，攪拌溶解之後加次磷酸鈉、硝酸鈉，再次攪拌使完全溶解，之後加入七水硫酸鈷溶解，最後加入氟化鈉在攪拌條件下使各原料混合均勻，最終得高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液。
上述的一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液用於鋼鐵鍍鋅後表面的鈍化以形成的保護膜。本發明的有益效果
本發明的一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液，原料採用簡單的鹽類如硫酸鉻、次磷酸鈉、硝酸鈉、七水硫酸鈷、氟化鈉和檸檬酸及水進行鈍化液的配置，與現有技術中的鈍化液相t匕，由於不包含鑰酸鹽、鎢酸鹽、矽酸鹽、稀土金屬鹽、鈦鹽及羧酸等，因此最終所得的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液性能穩定，使用壽命長，生產成本降低。進一步，本發明的一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液，由於鈍化液中不含六價鉻離子，沒有毒性，環保無汙染。進一步，本發明的一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液的製備方法簡單，操作方便，適於工業化生產。進一步，本發明的一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液對鋼鐵鍍鋅表面鈍化後，在其表面形成的鈍化膜顏色均勻光亮，厚度達到2Mm，耐蝕性時間達到120h。
圖1、用市售(PERMA PASS ULTRA III樂思產品)鈍化液對鍍好鋅的鐵片進行鈍化後所得的鈍化膜表面的SEM掃描 圖2、用實施例1所得的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液對鍍好鋅的鐵片進行鈍化後所得的鈍化膜表面的SEM掃描 圖3、在相同的鈍化條件下，用實施例1所得的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液對鍍好鋅的鐵片進行鈍化後所得的鈍化膜和用市售(PERMA PASS ULTRA III樂思產品)鈍化液對鍍好鋅的鐵片進行鈍化後所得的鈍化膜的耐蝕性電化學分析Tafeal曲線圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例並結合附圖對本發明做進一步描述，但本發明的保護範圍並不僅限於此。實施例1
一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液，按每升計算，其組分及含量如下
硫酸鉻IOg
氟化鈉5g
次磷酸鈉2g
梓檬酸O. 3g
硝酸鈉2g
七水硫酸鈷5g
餘量為去尚子水。上述的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液的製備方法，步驟如下
稱取硫酸鉻溶於去離子水中，然後加入檸檬酸，攪拌溶解之後加次磷酸鈉、硝酸鈉，再次攪拌使完全溶解，之後加入七水硫酸鈷溶解，最後加入氟化鈉持續攪拌2h，使各原料混合均勻，既得高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液。
應用實施例1
將除鏽、除油、打磨後的2快相同的鐵片(10X2. 5cm)放入同一電鍍槽中鍍鋅，然後將鍍好鋅的2塊鐵片用O. 5%的硝酸活化；
將活化完成後的鍍好鋅的鐵片中的I塊放入實施例1所得的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液中，另外I塊放入到市售(PERMA PASS ULTRA III樂思產品)鈍化液中，分別控制室溫下進行鈍化60s，最後用60攝氏度的去離子水水洗並吹乾，結果在鍍好鋅的鐵片表面上都得到一層光亮均勻的藍白鈍化膜，從而保護鐵片的鍍鋅層。但經SEM (日立掃描電子顯微鏡S-3400N)分別對上述所得的鈍化膜進行掃描，圖1為用市售(PERMA PASS ULTRA III樂思產品)鈍化液對鍍好鋅的鐵片進行鈍化後所得的鈍化膜表面的SEM掃描圖；圖2為用實施例1所得的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液對鍍好鋅的鐵片進行鈍化後所得的鈍化膜表面的SEM掃描圖；從圖1及圖2對比可以看出本發明的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液所得的鈍化膜厚比市售(PERMA PASS ULTRA III樂思產品)鈍化液所得的鈍化膜表面更均勻，沒有裂紋出現。進一步，通過EDS (德國BRUKER)，分別對上述所得的鈍化膜中的元素含量進行分析，最終得出用本發明的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液對鍍好鋅的鐵片進行鈍化後所得的鈍化膜中鉻的元素含量是5. 3%左右，而用市售(PERMA PASS ULTRA III樂思產品)鈍化液對鍍好鋅的鐵片進行鈍化後所得的鈍化膜中鉻的元素含量是2. 6%左右，由於鈍化膜中鉻的含量越高，耐腐蝕性越好，因此用本發明的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液對鍍好鋅的鐵片進行鈍化後所得的鈍化膜的耐蝕性要好於用市售(PERMA PASS ULTRA III樂思產品)鈍化液對鍍好鋅的鐵片進行鈍化後所得的鈍化膜。進一步，通過電化學工作站CHI_760d分別對上述所得的鈍化膜耐蝕性進行電化學分析所得Tafeal曲線圖如圖3所示，圖3中硫酸鉻含量10g/L表示的是實施例1所得的高耐蝕性三價鉻藍白 鈍化液對鍍好鋅的鐵片進行鈍化後所得的鈍化膜的Tafeal曲線，而市售(PERMA PASS ULTRA III樂思產品)鈍化液對鍍好鋅的鐵片進行鈍化後所得的鈍化膜的Tafeal曲線，從圖3中可以看出，本發明的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液對鍍好鋅的鐵片進行鈍化後所得的鈍化膜的極化曲線的極化電流更小，電位正移，陰極和陽極反應都得到抑制，由此表明，用本發明的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液對鍍好鋅的鐵片進行鈍化後所得的鈍化膜對鍍鋅層的腐蝕產生抑制作用。進一步，從圖3中還可以得出，用本發明的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液對鍍好鋅的鐵片進行鈍化後所得的鈍化膜的極化曲線要比用市售(PERMA PASS ULTRA III樂思產品)鈍化液對鍍好鋅的鐵片進行鈍化後所得的鈍化膜的極化曲線極化程度更高，極化電流更負，由此表明，本發明的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液對鍍好鋅的鐵片進行鈍化後所得的鈍化膜對鋅層的保護效果更好。進一步，通過鹽霧試驗(FQY-050)分別對上述所得的鈍化膜的耐鹽霧性能進行測試，得出實驗結果是，本發明的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液形成的鈍化膜的鹽霧試驗時間是120h，而市售(PERMA PASS ULTRA III樂思產品)鈍化液形成的鈍化膜的鹽霧試驗時間是78h，由此表明，本發明的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液形成的鈍化膜的耐蝕性好。進一步，通過金相顯微鏡(4XA/4XB)分別對上述所得的鈍化膜的厚度進行測試，結果本發明的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液形成的鈍化膜的厚度是2Mm，市售(PERMA PASSULTRA III樂思產品)鈍化液形成的鈍化膜的厚度是1. 2Mm,由此表明，本發明的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液與市售(PERMA PASS ULTRA III樂思產品)鈍化液相比，在相同的鈍化條件下形成的鈍化膜也較厚。實施例2
一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液，按每升計算，其組分及含量如下
硫酸鉻IOg
氟化鈉4g
次磷酸鈉3g
檸檬酸I g
硝酸鈉3g
七水硫酸鈷IOg
餘量為去尚子水。上述的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液的製備方法，步驟如下
稱取硫酸鉻溶於去離子水中，然後加入檸檬酸，攪拌溶解之後加次磷酸鈉、硝酸鈉，再次攪拌使完全溶解，之後加入七水硫酸鈷溶解，最後加入持續攪拌2h，使各原料混合均勻，最終得到高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液。實施例3
一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液，按每升計算，其組分及含量如下
硫酸鉻25g
氟化鈉8g
次磷酸鈉5g
梓檬酸1. 5g
硝酸鈉5g
七水硫酸鈷IOg
餘量為去尚子水。上述的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液的製備方法，步驟如下
稱取硫酸鉻溶於去離子水中，然後加入檸檬酸，攪拌溶解之後加次磷酸鈉、硝酸鈉，再次攪拌使完全溶解，之後加入七水硫酸鈷溶解，最後加入氟化鈉持續攪拌2h，使各原料混合均勻，最終得高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液。上述內容僅為本發明構思下的基本說明，而依據本發明的技術方案所作的任何等效變換，均應屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液，其特徵在於按每升計算，其原料的組成及含量如下硫酸鉻5-25g氟化鈉2-8g次磷酸鈉l-6g檸檬酸O. 3-1. 5g硝酸鈉l-5g七水硫酸鈷5-15g餘量為去尚子水。
2.如權利要求1所述的一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液，其特徵在於按每升計算，其原料的組成及含量如下硫酸鉻10-25g氟化鈉4-8g次磷酸鈉2-5g梓檬酸O. 3-1. 5g硝酸鈉2-5g七水硫酸鈷5-10g餘量為去尚子水。
3.如權利要求2所述的一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液，其特徵在於按每升計算，其原料的組成及含量如下硫酸鉻IOg氟化鈉5g次磷酸鈉2g梓檬酸O. 3g硝酸鈉2g七水硫酸鈷5g餘量為去尚子水。
4.如權利要求2所述的一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液，其特徵在於按每升計算，其原料的組成及含量如下硫酸鉻IOg氟化鈉4g次磷酸鈉3g檸檬酸Ig硝酸鈉3g七水硫酸鈷IOg餘量為去尚子水。
5.如權利要求2所述的一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液，其特徵在於按每升計算，其原料的組成及含量如下硫酸鉻25g氟化鈉8g次磷酸鈉5g檸檬酸1.5g硝酸鈉5g七水硫酸鈷10g餘量為去尚子水。
6.如權利要求1、2、3、4或5所述的一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液的製備方法，步驟如下將硫酸鉻溶於去離子水中，然後加入檸檬酸，攪拌溶解之後加次磷酸鈉、硝酸鈉，再次攪拌使完全溶解，之後加入七水硫酸鈷溶解，最後加入氟化鈉持續攪拌使各原料混合均勻，最終得到高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液。
7.如權利要求1、2、3、4或5所述的一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液應用於鋼鐵鍍鋅後表面的鈍化。
全文摘要
本發明公開一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液及其製備方法,所述的高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液按每升計算，由5-25g的硫酸鉻，2-8g的氟化鈉，1-6g的次磷酸鈉，0.3-1.5g的檸檬酸，1-5g的硝酸鈉，5-15g的七水硫酸鈷和餘量的去離子水組成。其製備方法即將硫酸鉻溶於去離子水中，然後加入檸檬酸攪拌溶解之後加次磷酸鈉、硝酸鈉，再次攪拌使完全溶解，之後加入七水硫酸鈷溶解，最後加入氟化鈉持續攪拌使各原料混合均勻，最終得到性能穩定，使用壽命長，生產成本降低，沒有毒性，環保無汙染的一種高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液。該高耐蝕性三價鉻藍白鈍化液的製備方法簡單，操作方便，適於工業化生產。
文檔編號C23C22/36GK103046037SQ20121046524
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月19日 優先權日2012年11月19日
發明者韓生, 繆樹婷, 曹磊昌, 王金鑽, 王建華, 夏乃潔, 何忠義, 熊麗萍, 鬱平, 孫揭陽, 高峰, 朱賢, 王愛民 申請人:上海應用技術學院