三價鉻鈍化液及其使用方法
2024-02-17 01:44:15 1
專利名稱：三價鉻鈍化液及其使用方法
技術領域：
本發明屬於表面處理領域，具體涉及三價鉻鈍化液及其使用方法。
背景技術：
以往，金屬電鍍鍍層是採用含有六價鉻的化工材料對金屬進行表面處理，而六價鉻屬於第一類危險物質，是致癌物，所處理的產品的電鍍層中含有六價鉻，對人體有害，致癌性強；而且產品報廢后，通常是填埋處理，填埋會致使有害物質轉移到土壤中，汙染環境。而現有的三價鉻鈍化處理液雜質容忍度低，影響鍍層最終耐蝕性，操作範圍窄，外觀溶液發霧、發花，並且由於配方中大多含鈷，在庫存和使用過程中，會使部分三價鉻氧化成六價鉻，廣品存在環保隱患。本發明的發明人提供了一種全新的三價鉻鈍化液及其金屬電鍍層表面處理方法。
發明內容
本發明所解決的第一個技術問題是提供一種不含鈷離子的三價鉻鈍化液，本發明的三價鉻鈍化液毒性比六價鉻小一百倍，具有環保性和提高零件電鍍層的抗腐蝕能力的優勢。本發明三價鉻鈍化液中，含有基本組分和關鍵組分，溶劑為水配製鈍化液，基本組分和關鍵組分的用量為基本組分硫酸鉻20-50g/L、硝酸鈉2-15g/L，草酸鹽O. 5_5g/L，有機酸l_15g/L ；關鍵組分鎢酸鹽l-10g/L，鑰酸鹽4_12g/L，矽化物O. 5_5g/L至少一種。優選組分用量為基本組分硫酸鉻20-30g/L、硝酸鈉4-6g/L、草酸鹽O. 5_lg/L、有機酸2_3g/L ；關鍵組分鎢酸鹽l_2g/L、鑰酸鹽6_8g/L、矽化物O. 5-lg/L至少一種。本發明鈍化液中，關鍵組分對於鈍化液的防腐蝕效果起主要影響I、當擇一使用關鍵組分時，處理的試樣能形成鈍化膜，外觀光亮但會局部發霧，有一定耐蝕性能，存放一星期測試無六價鉻析出。本發明三價鉻鈍化液中，溶劑為水，基本組分和關鍵組分的組分用量為基本組分硫酸鉻20-50g/L、硝酸鈉2-15g/L、草酸鹽O. 5_5g/L、有機酸l_15g/L ；關鍵組分鎢酸鹽l-10g/L、鑰酸鹽4_12g/L、矽化物O. 5_5g/L任意一種。優選組分用量為基本組分硫酸鉻20-30g/L、硝酸鈉4-6g/L、草酸鹽O. 5_lg/L、有機酸2_3g/L ；關鍵組分鶴酸鹽l_2g/L、鑰酸鹽6_8g/L、娃化物O. 5-lg/L任意一種。2、當混合使用兩種關鍵組分時，處理的試樣能形成穩定的鈍化膜，外觀光亮全光亮、無局部發霧，雜質容忍性高，耐蝕性能和溶液使用壽命較擇一使用關鍵組分時提高，存放一星期測試無六價鉻析出。本發明三價鉻鈍化液中，溶劑為水，基本組分和關鍵組分的組分用量為
基本組分硫酸鉻20-50g/L、硝酸鈉2-15g/L、草酸鹽O. 5_5g/L、有機酸l_15g/L ；關鍵組分鎢酸鹽l-10g/L、鑰酸鹽4_12g/L、矽化物O. 5_5g/L任意兩種。優選組分用量為基本組 分硫酸鉻20_30g/L、硝酸鈉4_6g/L、草酸鹽O. 5_lg/L、有機酸2_3g/L ；關鍵組分鎢酸鹽l_2g/L、鑰酸鹽6_8g/L、矽化物O. 5-lg/L任意兩種。3、當同時使用三種關鍵組分時，處理的試樣能形成穩定的鈍化膜，外觀光亮全光亮、無局部發霧，雜質容忍性高，耐蝕性能和溶液使用壽命較混合使用兩種關鍵組分時又有所提高，存放一星期測試無六價鉻析出。本發明三價鉻鈍化液中，溶劑為水，基本組分和關鍵組分的組分用量為基本組分硫酸鉻20_50g/L、硝酸鈉2_15g/L、草酸鹽O. 5_5g/L、有機酸l_15g/L ；關鍵組分鎢酸鹽l-10g/L、鑰酸鹽4_12g/L、矽化物O. 5_5g/L。優選組分用量為基本組分硫酸鉻20-30g/L、硝酸鈉4-6g/L、草酸鹽O. 5_lg/L、有機酸2_3g/L ；關鍵組分鎢酸鹽l_2g/L、鑰酸鹽6_8g/L、矽化物O. 5_lg/L。本發明鈍化液中，硫酸鉻是主鹽，為鈍化液提供金屬鉻離子，是成膜的骨架。硝酸鈉提供硝酸根離子，是鈍化成膜的載體。草酸鹽提供配位體，與鉻形成穩定絡合物，與緩蝕劑協同，參與鈍化成膜。有機酸可採用醋酸、酒石酸、檸檬酸中的至少一種，調節鈍化液的PH值，控制鈍化成膜的反應速度。鎢酸鹽在鈍化液中加入少許，可以起到穩定顏色的作用，可以形成色彩均勻的鈍化膜，提高耐腐蝕性能。鑰酸鹽在鈍化的過程中與鋅反應形成緩蝕劑，增加鈍化液的耐腐蝕性能；不加鑰酸鹽耐蝕性能不能達到最佳狀態。矽化物是矽膠的一種，三價鉻鈍化膜層是有空隙的膜層，加入矽化物後它會沉積在三價鉻骨架的孔隙中，在鈍化液中封閉鈍化膜，提高鈍化膜的緻密性，從而提高鈍化膜的耐蝕性。其中，鎢酸鹽可採用鎢酸鈉、鎢酸鉀；鑰酸鹽可採用鑰酸鈉、鑰酸鉀；草酸鹽可採用草酸鈉、草酸鉀。本發明所解決的第二個技術問題是應用本發明三價鉻鈍化液的使用方法A、配製鈍化液按照下述基本組分和關鍵組分用量溶於水中配製鈍化液基本組分硫酸鉻20_50g/L、硝酸鈉2_15g/L、草酸鹽O. 5_5g/L、有機酸l_15g/L ；關鍵組分鎢酸鹽l-10g/L、鑰酸鹽4_12g/L、矽化物O. 5_5g/L至少一種；B、將鈍化樣品置於鈍化液中，控制鈍化條件溫度為30-40°C，pH值為I. 8-2. 5，時間為 55-65S。其中配製鈍化液優選按照下述基本組分和關鍵組分用量配製鈍化液基本組分硫酸鉻20_30g/L、硝酸鈉4_6g/L、草酸鹽O. 5_lg/L、有機酸2_3g/L ；關鍵組分鎢酸鹽l_2g/L、鑰酸鹽6_8g/L、矽化物O. 5-lg/L至少一種。進一步的，可以如前所述擇一使用、兩兩混合使用和三者同時使用關鍵組分。鈍化溫度如果低於30°C會產生鈍化膜層薄，光亮度稍差，耐蝕性減弱的缺陷，如果高於40°C會產生鈍化膜層疏鬆，耐蝕性差的缺陷。採用溫度30-40°C可達到外觀光亮、均勻，膜層緻密性好，耐蝕性優良的效果。鈍化時，pH值若低於I. 8，酸度過大，鈍化液對鋅電鍍層的溶解能力變大，雜質聚集多，影響鋅鍍層厚度以及鈍化液壽命，防腐性下降；PH值若高於2. 5，鈍化膜形成速度變慢，鈍化膜層變薄，影響外觀及耐蝕性。故PH值採用I. 8-2. 5的範圍值。綜上,採用本發明鈍化液,配合該鈍化條件可使得鍍層厚度可達20 μ m以上,使用全部關鍵組分時可通過240h中性鹽霧實驗，產品外觀光亮均勻、不發霧、不發花、溶液雜質容忍度高，使用壽命長，操作範圍寬，不含鉛、汞、鎘、六價鉻，庫存與使用過程中不會析出六價鉻，全過程環保，符合ROHS標準，得到上汽、播音公司、豐田公司、山葉等應用廠家的認可。
具體實施例方式以下通過實施例形式的具體實施方式
，對本發明的上述內容再作進一步的詳細說明，說明但不限制本發明。
本發明鈍化液是以硫酸鉻，硝酸鈉，草酸鹽，有機酸為基本組分，鎢酸鹽，鑰酸鹽，矽化物為關鍵組分，溶劑為水，按照下述組分用量溶於水中配製鈍化液基本組分硫酸鉻20-50g/L、硝酸鈉2-15g/L、草酸鹽O. 5_5g/L、有機酸l_15g/L ；關鍵組分鎢酸鹽l-10g/L、鑰酸鹽4_12g/L、矽化物O. 5_5g/L至少一種。優選組分用量基本組分硫酸鉻20_30g/L、硝酸鈉4_6g/L、草酸鹽O. 5_lg/L、有機酸2_3g/L ；關鍵組分鎢酸鹽l_2g/L、鑰酸鹽6_8g/L、矽化物O. 5-lg/L至少一種。然後在下述條件下鈍化處理金屬表面溫度為30_40°C，pH值為I. 8-2. 5，時間為55-65S。以下實施例按照使用方法處理試樣，考察各實施例的鈍化效果。實施例I硫酸鉻25g/L、硝酸鈉5g/L，草酸鹽lg/L，將上述物質按以上濃度溶解於水中，形成處理液，調整PH值為2，溫度30°C，處理約lmin。處理的試樣形成的鈍化膜不連續，不完
難
iF. O其中，草酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。實施例2硫酸鉻25g/L、硝酸鈉5g/L，草酸鹽lg/L，有機酸3g/L，將上述物質按以上濃度溶解於水中，形成處理液，調整PH值為2，溫度30°C，處理約lmin。處理的試樣能形成鈍化膜，但外觀會出現局部發霧，有一定耐蝕性能。其中，草酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。實施例3硫酸鉻25g/L，硝酸鈉5g/L，草酸鹽lg/L，有機酸3g/L，鎢酸鹽I. 5g/L，將上述物質按以上濃度溶解於水中，形成三價鉻鈍化處理液。調整PH值為2，溫度30°C，處理約lmin。處理的試樣能形成鈍化膜，外觀光亮但會局部發霧，有一定耐蝕性能，存放一星期測試無六價鉻析出。其中，草酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。鎢酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。實施例4硫酸鉻25g/L，硝酸鈉5g/L，草酸鹽lg/L，有機酸3g/L，矽化物lg/L，將上述物質按以上濃度溶解於水中，形成三價鉻鈍化處理液。調整PH值為2，溫度30°C，處理約lmin。處理的試樣能形成鈍化膜，外觀光亮但會局部發霧，有一定耐蝕性能，存放一星期測試無六價鉻析出，耐蝕性在實施例3的基礎上增加。其中，草酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。實施例5硫酸鉻25g/L，硝酸鈉5g/L，草酸鹽lg/L，有機酸3g/L，鑰酸鹽8g/L，將上述物質按以上濃度溶解於水中，形成三價鉻鈍化處理液。調整PH值為2，溫度30°C，處理約lmin。處理的試樣能形成鈍化膜，外觀光亮全光亮，有一定耐蝕性能，存放一星期測試無六價鉻析出，耐蝕性在實施例4的基礎上增加。其中，草酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。鑰酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。
實施例6硫酸鉻25g/L，硝酸鈉5g/L，草酸鹽lg/L，有機酸3g/L，矽化物lg/L，鎢酸鹽I. 5g/L，將上述物質按以上濃度溶解於水中，形成三價鉻鈍化處理液。調整pH值為2，溫度30°C，處理約lmin。處理的試樣能形成穩定的鈍化膜,外觀光亮全光亮、無局部發霧,雜質容忍性高，耐蝕性能和溶液使用壽命較擇一使用關鍵組分時提高，存放一星期測試無六價鉻析出。其中，草酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。鎢酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。實施例7硫酸鉻25g/L，硝酸鈉5g/L，草酸鹽lg/L，有機酸3g/L，鎢酸鹽I. 5g/L，鑰酸鹽8g/L，將上述物質按以上濃度溶解於水中，形成三價鉻鈍化處理液。調整pH值為2，溫度30°C，處理約lmin。處理的試樣能形成穩定的鈍化膜,外觀光亮全光亮、無局部發霧,雜質容忍性高，存放一星期測試無六價鉻析出。溶液使用壽命增加，耐蝕性在實施例6的基礎上增加。其中，草酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。鑰酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。鎢酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。實施例8硫酸鉻25g/L,硝酸鈉5g/L,草酸鹽lg/L,有機酸3g/L,娃化物lg/L,鑰酸鹽8g/L,將上述物質按以上濃度溶解於水中，形成三價鉻鈍化處理液。調整PH值為2，溫度30°C，處理約lmin。處理的試樣能形成穩定的鈍化膜,外觀光亮全光亮、無局部發霧,雜質容忍性高，存放一星期測試無六價鉻析出。溶液使用壽命增加，耐蝕性在實施例7的基礎上增加。其中，草酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。鑰酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。實施例9硫酸鉻20/L、硝酸鈉4g/L，鎢酸鹽lg/L，鑰酸鹽7g/L，草酸鹽O. 5g/L，有機酸2g/L，矽化物O. 5g/L，將上述物質按以上濃度溶解於水中，形成三價鉻鈍化處理液。調整pH值為2，溫度30°C，處理約lmin。處理的試樣能形成穩定的鈍化膜，外觀光亮全光亮，雜質容忍性高，操作範圍寬，存放一星期測試無六價鉻析出。耐蝕性能和溶液使用壽命較兩兩混合使用關鍵組分時提聞。其中，草酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。鑰酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。鎢酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。實施例10硫酸鉻25/L、硝酸鈉5g/L，鎢酸鹽I. 5g/L，鑰酸鹽7g/L，草酸鹽O. 5g/L，有機酸
2.5g/L，矽化物O. 5g/L，將上述物質按以上濃度溶解於水中，形成三價鉻鈍化處理液。調整pH值為2，溫度30°C，處理約lmin。處理的試樣能形成穩定的鈍化膜，外觀光亮全光亮，雜質容忍性高，操作範圍寬，存放一星期測試無六價鉻析出，溶液使用壽命增加，耐蝕性在實施例9的基礎上增加。其中，草酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。鑰酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。鎢酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。實施例11硫酸鉻30g/L、硝酸鈉6g/L，鎢酸鹽2g/L，鑰酸鹽8g/L，草酸鹽lg/L，有機酸3g/L，矽化物lg/L，將上述物質按以上濃度溶解於水中，形成三價鉻鈍化處理液。調整pH值為
2.2，溫度為35°C，處理約lmin。處理的試樣能形成穩定的鈍化膜，外觀全光亮，雜質容忍性 進一步提高，操作範圍寬，存放一星期測試試樣無六價鉻析出，溶液使用壽命增加，耐蝕性在實施例10的基礎上增加，達到最佳狀態。其中，草酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。鑰酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。鎢酸鹽採用其鈉、鉀鹽均可。總之，本發明適用於鍍鋅、鋅合金電鍍層的三價鉻鈍化處理，溶液穩定，操作方便，經濟實用，外觀漂亮，耐蝕性優，庫存和使用過程中無六價鉻有害物質析出。
權利要求
1.三價鉻鈍化液，其特徵在於含有基本組分和關鍵組分，溶劑為水，其組分用量為 基本組分硫酸鉻20-50g/L、硝酸鈉2-15g/L、草酸鹽O. 5_5g/L、有機酸l_15g/L ； 關鍵組分鎢酸鹽Ι-lOg/L、鑰酸鹽4-12g/L、矽化物O. 5-5g/L至少ー種。
2.根據權利要求I所述的三價鉻鈍化液，其特徵在於基本組分和關鍵組分的用量為 基本組分硫酸鉻20-30g/L、硝酸鈉4-6g/L、草酸鹽O. 5_lg/L、有機酸2_3g/L ； 關鍵組分鎢酸鹽l_2g/L、鑰酸鹽6-8g/L、矽化物O. 5-lg/L至少ー種。
3.根據權利要求I所述的三價鉻鈍化液，其特徵在於擇ー使用關鍵組分時，基本組分和關鍵組分的組分用量為 基本組分硫酸鉻20-50g/L、硝酸鈉2-15g/L、草酸鹽O. 5_5g/L、有機酸l_15g/L ； 關鍵組分鎢酸鹽Ι-lOg/L、鑰酸鹽4-12g/L、矽化物O. 5-5g/L任意ー種。
4.根據權利要求3所述的三價鉻鈍化液，其特徵在於擇ー使用關鍵組分時，基本組分和關鍵組分的組分用量為 基本組分硫酸鉻20-30g/L、硝酸鈉4-6g/L、草酸鹽O. 5_lg/L、有機酸2_3g/L ； 關鍵組分鎢酸鹽l_2g/L、鑰酸鹽6-8g/L、矽化物O. 5-lg/L任意ー種。
5.根據權利要求I所述的三價鉻鈍化液，其特徵在於兩兩混合使用關鍵組分時，基本組分和關鍵組分的組分用量為 基本組分硫酸鉻20-50g/L、硝酸鈉2-15g/L、草酸鹽O. 5_5g/L、有機酸l_15g/L ； 關鍵組分鎢酸鹽Ι-lOg/L、鑰酸鹽4-12g/L、矽化物O. 5-5g/L任意兩種。
6.根據權利要求5所述的三價鉻鈍化液，其特徵在於兩兩混合使用關鍵組分時，基本組分和關鍵組分的組分用量為 基本組分硫酸鉻20-30g/L、硝酸鈉4-6g/L、草酸鹽O. 5-lg/L、有機酸2_3g/L ； 關鍵組分鎢酸鹽l_2g/L、鑰酸鹽6-8g/L、矽化物O. 5-lg/L任意兩種。
7.根據權利要求I所述的三價鉻鈍化液，其特徵在於使用全部關鍵組分時，基本組分和關鍵組分的組分用量為 基本組分硫酸鉻20-50g/L、硝酸鈉2-15g/L、草酸鹽O. 5_5g/L、有機酸l_15g/L ； 關鍵組分鎢酸鹽Ι-lOg/L、鑰酸鹽4-12g/L、矽化物O. 5-5g/L。
8.根據權利要求7所述的三價鉻鈍化液，其特徵在於使用全部關鍵組分時，基本組分和關鍵組分的組分用量為 基本組分硫酸鉻20-30g/L、硝酸鈉4-6g/L、草酸鹽O. 5-lg/L、有機酸2_3g/L ； 關鍵組分鎢酸鹽l_2g/L、鑰酸鹽6-8g/L、矽化物O. 5-lg/L。
9.三價鉻鈍化液的使用方法，其特徵在於步驟如下 A、配製鈍化液溶劑為水，按照下述基本組分和關鍵組分用量溶於水中配製鈍化液 基本組分硫酸鉻20-50g/L、硝酸鈉2-15g/L、草酸鹽O. 5_5g/L、有機酸l_15g/L ； 關鍵組分鎢酸鹽Ι-lOg/L、鑰酸鹽4-12g/L、矽化物O. 5-5g/L至少ー種； B、將鈍化樣品置於鈍化液中，控制鈍化條件 .溫度為30-40°C，pH值為I.8-2. 5，時間為55-65S。
10.根據權利要求9所述的三價鉻鈍化液的使用方法，其特徵在於按照下述基本組分和關鍵組分用量溶於水中配製鈍化液基本組分硫酸鉻20-30g/L、硝酸鈉4-6g/L、草酸鹽O. 5-lg/L、有機酸2_3g/L ； 關鍵組分鎢酸鹽l_2g/L、鑰酸鹽6-8g/L、矽化物O. 5-lg/L至少ー種。
全文摘要
本發明屬於表面處理領域，具體涉及三價鉻鈍化液及其使用方法。本發明提供了一種不含鈷離子的三價鉻鈍化液，該鈍化液毒性比六價鉻小一百倍，具有環保性和提高零件電鍍層的抗腐蝕能力的優勢。該鉻鈍化液中含有基本組分和關鍵組分，溶劑為水，組分用量為基本組分硫酸鉻20-50g/L、硝酸鈉2-15g/L、草酸鹽0.5-5g/L、有機酸1-15g/L；關鍵組分鎢酸鹽1-10g/L、鉬酸鹽4-12g/L、矽化物0.5-5g/L至少一種。鈍化條件30-40℃，pH值1.8-2.5，時間55-65S。採用該鈍化液及鈍化條件可使得鍍層厚度可達20μm以上，可通過240h中性鹽霧實驗，產品外觀光亮均勻，溶液雜質容忍度高，使用壽命長，操作範圍寬，不含鉛、汞、鎘、六價鉻，庫存與使用過程中不會析出六價鉻，全過程環保，符合ROHS標準，得到多家應用廠家的認可。
文檔編號C23C22/46GK102839366SQ20121033643
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月12日 優先權日2012年9月12日
發明者陳進, 代勇, 羅軍, 王大海, 鄧勇 申請人:成都華川電裝有限責任公司