一種清潔型稀土鈍化膜的製作方法
2023-04-26 05:58:26 2
專利名稱：一種清潔型稀土鈍化膜的製作方法
技術領域：
本發明涉及屬鋼鐵材料表面處理技術領域，特別是涉及清潔型稀土鈍化膜的 製備，用於鋼鐵零部件電鍍鋅或鋅鐵合金的後處理工序。
背景技術：
腐蝕與防腐關係到經濟發展和人民生命安全，表面工程技術是解決機械零 部件及材料腐蝕與防護最經濟有效的手段和方法。
鍍鋅及鋅鐵合金是提高鋼鐵零件抗腐蝕能力的有效途徑，目前廣泛地應用於 造船工業、機械工業、航空、建築等許多領域中。但在潮溼的環境中，尤其在 溼熱環境中，鍍鋅及鋅鐵合金層易發生腐蝕，使鍍層表面形成暗灰色或白色疏
松的腐蝕產物——白鏽；時間長了會出現紅鏽，從而失去防腐效果。為了提高 鍍層的耐蝕性，須在鋼鐵零部件電鍍鋅或鋅鐵合金後對鍍層進行鈍化處理，在 電鍍層的表面形成緻密的鈍化膜，從而提高零部件的耐蝕性。 -
目前幾乎所有的鍍鋅鋼板後處理，都是在鍍鋅鋼板表面生成鉻酸鹽鈍化膜， 但由於鉻酸鹽中六價鉻毒性高且易致癌，政府己嚴格限制鉻酸鹽的使用和排放; 並且"十一五"規劃中強調把開發環境保護技術放在優先位置。因此鉻酸鹽鈍化 膜正面臨嚴峻挑戰，而尋求和採用符合環保要求的無鉻鈍化膜正成為目前發展 的必然趨勢。目前國內外鍍鋅及其合金層上的無鉻鈍化膜主要有鉬酸鹽鈍化膜、 稀土鹽鈍化膜、矽酸鹽鈍化膜、植酸鈍化膜和有機物鈍化膜等，但這些無鉻鈍 化膜的鈍化效果還達不到鉻酸鹽鈍化膜所具有的耐蝕性，或者是費用太高，以 至於目前還沒有一種無鉻鈍化膜完全取代鉻酸鹽鈍化膜。 發明內容本發明的目的是克服現有鈍化膜的不足，提供一種不含有毒物質、所處理 產品性能優良、生產成本低的電鍍鋅及鋅鐵合金清潔型稀土鈍化膜。
本發明的技術方案是該清潔型稀土鈍化膜的製備過程為電鍍鋅或鋅鐵 合金一水洗一出光一水洗一鈍化一水洗一吹乾。
出光過程的操作為將鍍有鋅或鋅鐵合金的零部件放入由HN03和H20組 成的出光液中，室溫下停留3 10秒，.然後取出鍍有鋅或鋅鐵合金零部件。出光
液中各組成物及其含量為HN032 5ml/L、其餘為H20。
鈍化過程的操作為將出光後的鍍有鋅或鋅鐵合金的零部件放入由稀土鹽、
K2S208、 Na2Si03、 H3B03、 H202、 HC1和H20組成的稀土鹽鈍化液中後，控制 鈍化液的pH為1.8 2.8，室溫下停留30 90秒，然後取出鍍鋅或鋅鐵合金零部 件。鈍化液中各組成物及其含量為稀土鹽15 30 g/L、 K2S208 2 5 g/L 、 Na2Si03.3H20 2 6 g/L 、 H3B03 2 6 g/L 、 H202 5~20 ml/L、 HC1 5~15 ml/L、其 餘為H20。稀土鹽可以是硝酸亞鈰或氯化亞鈰中的任一種。
出光液和鈍化液中各組成物含量以及操作條件可以根據實際需要在給定範 圍內選擇。
水洗過程的操作為將剛剛鍍好的鍍有鋅或鋅鐵合金的零部件或出光後的 鍍有鋅或鋅鐵合金的零部件或鈍化後的鍍有鋅或鋅鐵合金的零部件用自來水進 行反覆衝洗，直至鍍有鋅或鋅鐵合金的零部件表面清洗乾淨為止。
吹乾過程的操作為將鈍化並水洗後的鍍有鋅或鋅鐵合金的零部件用吹7jC 機將零部件表面的水分吹乾為止。
本發明由於採用稀土鹽作為鈍化液的主要成分，並配以K2S20s、 Na2Si03、 H3B03、 H202、 HCl，用於電鍍鋅及鋅鐵合金工藝的後處理，可在電鍍鋅及鋅鐵 合金表面製備出清潔型稀土鈍化膜，能夠顯著提高電鍍鋅及鋅鐵合金的耐蝕性， 使鹽霧試驗出白鏽時間可達25 50小時以上。由於在鈍化膜中不含鉻，克服了鉻酸鹽鈍化膜毒性大、不環保等缺點，可實現電鍍鋅及鋅鐵合金的清潔生產。 該清潔型稀土鈍化膜穩定可靠，性能優良，可以取代格酸鹽鈍化膜，具有很重 要的社會意義和應用價值。
圖1為本發明清潔型稀土鈍化膜製備流程圖。
具體實施方式
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下面結合實例進一步說明本發明的實質內容，但本發明的內容並不限於此。
實施例l:局部鍍鋅的鋼板表面製備出清潔型稀土鈍化膜。
該鋼板在進行電鍍之前進行除鏽、除油、活化等前處理後，放入電鍍液中
進行電鍍，鍍鋅工藝的鍍液組成及操作條件為ZnCl2 80 g/L、 KC1200g/L 、 添加劑適量、鍍液的pH值保持在5.5左右，電流密度為1.2 A/dm2，溫度為室 溫，電鍍時間為25分鐘。
配製由HN03 2 ml/L和H20組成的出光液以及由氯化亞鈰15g/L、 K2S208 2 g/L 、 Na2Si03 2g/L 、 H3B03 2g/L 、 H202 5ml/L、 HC1 5ml/L和H20組成的鈍 化液，用稀HCl或NaOH溶液將pH值調至2.8，然後將電鍍後的鋼板取出，經 清洗後先放入出光液中停留10秒，取出用自來水衝洗，再放入鈍化液中，室溫 下鈍化90秒，然後取出該鍍鋅鋼板，經自來水清洗乾淨後用吹風機吹乾，在鋼 板表面製備出清潔型稀土鈍化膜。
該稀土鈍化膜外觀均勻光亮，經中性鹽霧試驗出白鏽時間超過25小時。 實施例2:局部電鍍Zn-Fe合金的鋼板表面製備出清潔型稀土鈍化膜 在進行鈍化之前，鋼板經前處理(除鏽、除油、活化)後實施電鍍，鋅鐵 合金電鍍工藝的鍍液組成及操作條件為ZnCl2 100 g/L、 KC1 230 g/L、 FeS04.7H20 10 g/L、抗壞血酸1.2 g/L、添加劑適量、pH值4.0、陰極電流密度1.8 A/dnA溫度為室溫，電鍍時間為40分鐘，所得Zn-Fe合金鍍層中鐵含量為0.5%。配製由HN03 3ml/L和H20組成的出光液以及由硝酸亞鈰25g/L、 K2S208 4 g/L 、 Na2Si03 3g/L 、 H3B03 3g/L 、 H202 10ml/L、 HC1 10ml/L和H20組成的 鈍化液，用稀HCl或NaOH溶液將pH值調至2.4，然後將電鍍後的鋼板取出， 經清洗後先放入出光液中停留6秒，取出用自來水衝洗，再放入鈍化液中，室 溫下鈍化60秒，然後取出該鋼管，經自來水清洗乾淨後用吹風機吹乾，在電鍍 Zn-Fe合金的鋼板表面製備出清潔型稀土鈍化膜。。
該稀土鈍化膜外觀均勻光亮，經中性鹽霧試驗出白鏽時間超過50小時，不 僅超過了現有鉻酸鹽鈍化膜耐蝕性能(25小時)，而且還超過了國家標準(30 小時)。
權利要求
1、一種清潔型稀土鈍化膜，其特徵是在鋼鐵零部件電鍍鋅或鋅鐵合金表面製備出清潔型稀土鈍化膜，該鈍化膜在鋅或鋅鐵合金電鍍層的表面形成緻密的稀土鈍化膜，該清潔型稀土鈍化膜製備流程為電鍍鋅或鋅鐵合金→水洗→出光→水洗→鈍化→水洗→吹乾。
2、 根據權利要求1所述的清潔型稀土鈍化膜，其特徵是所述的出光過程的 操作為將鍍有鋅或鋅鐵合金的零部件放入由HN03和H20組成的出光液中，室溫下停留3 10秒，然後取出鍍有鋅或鋅鐵合金零部件。
3、 根據權利要求2所述的清潔型稀土鈍化膜，其特徵是出光液中各組成物 及其含量為HN032~5ml/L、其餘為H20。
4、 根據權利要求1所述的清潔型稀土鈍化膜，其特徵是鈍化過程的操作為將出光後的鍍有鋅或鋅鐵合金的零部件放入由稀土鹽、K2S208、 Na2Si03、 H3B03、 H202、 HC1和H20組成的稀土鹽鈍化液中後，室溫下停留30-90秒， 然後取出鍍鋅或鋅鐵合金零部件。
5、 根據權利要求4所述的清潔型稀土鈍化膜，其特徵是鈍化液中各組成物 及其含量為稀土鹽15~30 g/L、K2S208 2~5 g/L 、Na2Si03.3H20 2~6 g/L 、H3B03 2 6 g/L 、 H202 5 20 ml/L、 HC1 5~15 ml/L、其餘為H20，待鈍化液中各組份溶 解完全後用稀HC1或NaOH溶液將pH值調至1.8-2.8。
6、 根據權利要求5所述的清潔型稀土鈍化膜，其特徵是稀土鹽可以是硝酸 亞鈰或氯化亞鈰中的任一種。
7、 根據權利要求2或3所述的清潔型稀土鈍化膜，其特徵是出光液中各組 成物含量以及操作條件可以根據實際需要在給定範圍內選擇。
8、 根據權利要求4或5所述的清潔型稀土鈍化膜，其特徵是鈍化液中各組 成物含量以及操作條件可以根據實際需要在給定範圍內選擇。
9、 根據權利要求1所述的清潔型稀土鈍化膜，其特徵是水洗過程的操作為將剛剛鍍好的鍍有鋅或鋅鐵合金的零部件或出光後的鍍有鋅或鋅鐵合金的零部 件或鈍化後的鍍有鋅或鋅鐵合金的零部件用自來水進行反覆衝洗，直至鍍有鋅 或鋅鐵合金的零部件表面清洗乾淨為止。
10.根據權利要求1所述的清潔型稀土鈍化膜，其特徵是吹乾過程的操作 為將鈍化並水洗後的鍍有鋅或鋅鐵合金的零部件用吹水機將零部件表面的水 分吹乾為止。
全文摘要
本發明公開了一種稀土鹽清潔鈍化膜，用於鋼鐵零部件電鍍鋅或鋅鐵合金的後處理工序，屬金屬材料表面處理技術領域。配製由HNO3 2～5ml/L和H2O組成的出光液以及由硝酸亞鈰或氯化亞鈰15～30g/L、K2S2O8 2～5g/L、Na2SiO3 2～6g/L、H3BO3 2～6g/L、H2O2 5～20ml/L、HCl 5～15ml/L、其餘為H2O組成的鈍化液，用稀HCl或NaOH溶液將pH值調至1.8～2.8，然後將電鍍鋅或鋅鐵合金後的鋼鐵零部件取出，經清洗後先放入出光液中停留3～10秒，取出用自來水衝洗，再放入鈍化液中，室溫下鈍化30～90秒，然後取出該鋼鐵零部件，經自來水清洗乾淨後用吹風機吹乾。經本鈍化工藝處理，能夠顯著提高電鍍鋅及鋅鐵合金鋼鐵零部件的耐蝕性，而且該鈍化工藝不含有毒物質，穩定可靠，產品性能優良，屬清潔環保、經濟實用的無鉻鈍化技術，具有很重要的社會意義和應用價值。
文檔編號C23C22/78GK101525748SQ200910094369
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月17日 優先權日2009年4月17日
發明者張英傑, 章江洪, 鵬 董, 帥 鄭, 閆宇星 申請人:昆明理工大學