CN114107969A - 一种钝化液及蓝白钝化膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钝化液及蓝白钝化膜的制备方法，其中，所述钝化液中各个组分的浓度为：CrF3：110～130g/L；NaNO3：3～4g/L；NH4NO3：3～4g/L；Mo3++Co2+：0.2～0.4g/L；H2SO4：0.5～0.8g/L。所述制备方法包括：将镀锌工件进行预处理；将预处理后的所述镀锌工件置于所述钝化液中进行钝化，以使所述镀锌工件中的锌持续溶解并生成蓝白钝化膜。本发明中的钝化液克服了六价铬酸盐钝化技术毒性大、不环保等缺点，是一种环保型的钝化液；该钝化液性能稳定、生产成本较低、使用过程简单。使用本发明中的钝化液制备得到的蓝白钝化膜成膜均匀，耐腐蚀性高，经中性盐雾试验出现白色腐蚀产物的时间为84小时，远远超过平时六价铬钝化膜试验的时间。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，具体而言，涉及一种钝化液及蓝白钝化膜的制备方法。
背景技术
腐蚀给人类带来的损失是巨大的。据《中国腐蚀调查报告》显示，全世界每90s就有1t钢腐蚀成铁锈，世界上每年因腐蚀而报废的金属材料和设备约相当于生产量的20％以上，一些发达国家由于金属腐蚀而造成的经济损失大约占国民经济总产值的2～4％。地球上的有限资源日益枯竭，随着全球工业的发展，除了直接损耗外，腐蚀的问题日趋严重。就世界范围来说，虽然在控制污染和研究的工作在同时进行，防腐技术措施在不断发展，使腐蚀问题得到了一些缓解，但总的来说，金属的腐蚀仍十分严重。
因此，各种防护措施应运而生。其中镀锌钝化防腐较为广泛，应用多种金属防护行业，例如五金机电、航空航天材料、电子设备等行业。钝化技术主要分为银白钝化，蓝白钝化，彩色钝化和黑色钝化，不同钝化工艺得到的钝化膜耐蚀性不同。
蓝白钝化外观简约大方，性能优异，深受市场的青睐，一直是镀锌件最主要的后处理工艺之一，处理后镀锌件呈现淡蓝色，外观光亮，既能保持镀锌件金属本色，又提高了产品的抗蚀性，因此蓝白钝化工艺广泛被应用于各个金属保护行业。但是现有的钝化液技术得到的蓝白钝化膜较薄，分布不均匀，耐腐蚀效果不能令人满意，而且钝化层也易泛彩。
针对现有技术中蓝白钝化膜较薄，分布不均匀，耐腐蚀效果较差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例中提供一种钝化液及蓝白钝化膜的制备方法，以解决现有技术中蓝白钝化膜较薄，分布不均匀，耐腐蚀效果较差的问题。
为达到上述目的，一方面，本发明提供了一种钝化液，所述钝化液中各个组分的浓度为：CrF3：110～130g/L；NaNO3：3～4g/L；NH4NO3：3～4g/L；Mo3++Co2+：0.2～0.4g/L；H2SO4：0.5～0.8g/L。
另一发明，本发明提供了一种通过上述钝化液制备蓝白钝化膜的制备方法，该制备方法包括：将镀锌工件进行预处理；将预处理后的所述镀锌工件置于所述钝化液中进行钝化，以使所述镀锌工件中的锌持续溶解并生成蓝白钝化膜。
可选的，所述生成蓝白钝化膜后包括：将所述蓝白钝化膜进行烘干。
可选的，所述钝化液的PH值为2.5～3.5。
可选的，所述钝化的时间为30～60s。
可选的，所述钝化的温度为20～40℃。
可选的，所述烘干的时间为5～20min。
可选的，所述烘干的温度为85～180℃。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种钝化液及蓝白钝化膜的制备方法，该钝化液中各个组分的浓度为：CrF3：110～130g/L；NaNO3：3～4g/L；NH4NO3：3～4g/L；Mo3++Co2+：0.2～0.4g/L；H2SO4：0.5～0.8g/L。该制备方法包括：将镀锌工件进行预处理；将预处理后的所述镀锌工件置于所述钝化液中进行钝化，以使所述镀锌工件中的锌持续溶解并生成蓝白钝化膜。本发明中的钝化液克服了六价铬酸盐钝化技术毒性大、不环保等缺点，是一种环保型的钝化液；该钝化液性能稳定、生产成本较低、使用过程简单。使用本发明中的钝化液制备得到的蓝白钝化膜成膜均匀，耐腐蚀性高，经中性盐雾试验出现白色腐蚀产物的时间为84小时，远远超过平时六价铬钝化膜试验的时间。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种通过钝化液制备蓝白钝化膜的制备方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
蓝白钝化外观简约大方，性能优异，深受市场的青睐，一直是镀锌件最主要的后处理工艺之一，处理后镀锌件呈现淡蓝色，外观光亮，既能保持镀锌件金属本色，又提高了产品的抗蚀性，因此蓝白钝化工艺广泛被应用于各个金属保护行业。但是现有的钝化液技术得到的蓝白钝化膜较薄，分布不均匀，耐腐蚀效果不能令人满意，而且钝化层也易泛彩。
因而，本发明提供了一种钝化液及蓝白钝化膜的制备方法。其中，所述钝化液中各个组分的浓度为：CrF3：110～130g/L；NaNO3：3～4g/L；NH4NO3：3～4g/L；Mo3++Co2+：0.2～0.4g/L；H2SO4：0.5～0.8g/L。
CrF3是三价铬化合物，作为钝化液的成膜剂；NaNO3作为钝化液的氧化剂，在钝化过程中能与镀锌层反应使锌溶解生成Zn2+。CrF3与Zn2+反应生成不溶性的锌铬氧化物隔离层。NH4NO3作为钝化液的络合剂，能与三价铬离子形成较稳定的络合物。Mo3++Co2+提高钝化液的耐腐蚀性。H2SO4使钝化液能保持一定的pH值，保证钝化反应的正常进行。
图1是本发明实施例提供的一种通过钝化液制备蓝白钝化膜的制备方法，如图1所示，该方法包括：
S101.将镀锌工件进行预处理；
S102.将预处理后的所述镀锌工件置于所述钝化液中进行钝化，以使所述镀锌工件中的锌持续溶解并生成蓝白钝化膜。
在一个可选的实施方式中，在所述S102之后，还包括：
S103.将所述蓝白钝化膜进行烘干。
具体的，所述钝化液的PH值为2.5～3.5。所述钝化的时间为30～60s。所述钝化的温度为20～40℃。所述烘干的时间为5～20min。所述烘干的温度为85～180℃。
钝化液的PH值控制：由钝化的机制可知：pH值不但影响新的溶解和钝化膜的再溶解速率，同时也影响工件在钝化液中滞留的时间。因此，想要获得稳定、理想的钝化膜，就要保持钝化液的pH值相对稳定，否则易造成钝化膜的厚薄不均。当pH值低于2.5时，钝化膜就难以形成，不易获得较厚的钝化膜，色彩也较淡，造成耐蚀性也较差；当pH值高于3.5时，又会影响到钝化膜的结合力，镀层疏松，表面光感较差，易发雾、发花。从实验的结果看看，pH值低时易泛彩，pH值高时则发白，pH值最好在2.5～3.5之间。
合适的钝化时间是钝化工艺中最重要的一个因素，当镀锌工件置于钝化液中，镀锌工件中的锌被溶解，并生成钝化膜，钝化液与镀锌工件接触时间越长，发生转镀的机会也越多，而且在大多数情况中会导致较厚的钝化膜，从而耐蚀性能好；但是钝化膜的形成是一个动态过程，在界面上钝化膜不断生成、溶解、再生成、再溶解。因此应选择合适的钝化时间。当其他条件(浓度、温度、pH值等)一定时，钝化时间短，膜的厚度则薄，而且膜色淡、耐蚀性差。当钝化时间长时，膜层将变得疏松多孔，结合强度低，耐蚀性降低。所以，在操作过程中，需时刻监控钝化时间。具体的，控制钝化时间为30～60s。
除了钝化时间要控制，钝化温度也需控制，三价铬钝化液的温度控制与钝化膜的形成速率有着密切的联系。当钝化液的温度过低和过高时其结果都是偏色，不能获得理想色泽。在相同的钝化时间和pH值条件下，钝化液的温度越高，钝化膜越厚；钝化膜的温度越低，钝化膜越薄。具体的，控制钝化温度为20～40℃。
以下结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案：
实施例1
制备钝化液，该钝化液中各个组分的浓度：CrF3：110g/L；NaNO3：3g/L；NH4NO3：3g/L；Mo3++Co2+：0.2g/L；H2SO4：0.5g/L。
将镀锌工件进行预处理，所述预处理为将镀锌工件进行清洗除油，并将清洗后的镀锌工件进行吹干；将预处理后的所述镀锌工件置于所述钝化液中进行钝化，以使所述镀锌工件中的锌持续溶解并生成蓝白钝化膜。所述钝化液的PH值为2.5。所述钝化的时间为30s。所述钝化的温度为20℃。生成所述蓝白钝化膜后，将所述蓝白钝化膜进行烘干。所述烘干的时间为5min。所述烘干的温度为85℃。该实施例得到的镀层厚度为12.3μm。
实施例2
制备钝化液，该钝化液中各个组分的浓度：CrF3：110g/L；NaNO3：4g/L；NH4NO3：4g/L；Mo3++Co2+：0.4g/L；H2SO4：0.5g/L。
将镀锌工件进行预处理，所述预处理为将镀锌工件进行清洗除油，并将清洗后的镀锌工件进行吹干；将预处理后的所述镀锌工件置于所述钝化液中进行钝化，以使所述镀锌工件中的锌持续溶解并生成蓝白钝化膜。所述钝化液的PH值为2.5。所述钝化的时间为40s。所述钝化的温度为25℃。生成所述蓝白钝化膜后，将所述蓝白钝化膜进行烘干。所述烘干的时间为10min。所述烘干的温度为110℃。该实施例得到的镀层厚度为12.4μm。
实施例3
制备钝化液，该钝化液中各个组分的浓度：CrF3：115g/L；NaNO3：3g/L；NH4NO3：3g/L；Mo3++Co2+：0.2g/L；H2SO4：0.7g/L。
将镀锌工件进行预处理，所述预处理为将镀锌工件进行清洗除油，并将清洗后的镀锌工件进行吹干；将预处理后的所述镀锌工件置于所述钝化液中进行钝化，以使所述镀锌工件中的锌持续溶解并生成蓝白钝化膜。所述钝化液的PH值为3。所述钝化的时间为50s。所述钝化的温度为30℃。生成所述蓝白钝化膜后，将所述蓝白钝化膜进行烘干。所述烘干的时间为15min。所述烘干的温度为140℃。该实施例得到的镀层厚度为12.6μm。
实施例4
制备钝化液，该钝化液中各个组分的浓度：CrF3：115g/L；NaNO3：4g/L；NH4NO3：4g/L；Mo3++Co2+：0.4g/L；H2SO4：0.7g/L。
将镀锌工件进行预处理，所述预处理为将镀锌工件进行清洗除油，并将清洗后的镀锌工件进行吹干；将预处理后的所述镀锌工件置于所述钝化液中进行钝化，以使所述镀锌工件中的锌持续溶解并生成蓝白钝化膜。所述钝化液的PH值为3。所述钝化的时间为55s。所述钝化的温度为35℃。生成所述蓝白钝化膜后，将所述蓝白钝化膜进行烘干。所述烘干的时间为18min。所述烘干的温度为160℃。该实施例得到的镀层厚度为12.9μm。
实施例5
制备钝化液，该钝化液中各个组分的浓度：CrF3：120g/L；NaNO3：3g/L；NH4NO3：3g/L；Mo3++Co2+：0.2g/L；H2SO4：0.6g/L。
将镀锌工件进行预处理，所述预处理为将镀锌工件进行清洗除油，并将清洗后的镀锌工件进行吹干；将预处理后的所述镀锌工件置于所述钝化液中进行钝化，以使所述镀锌工件中的锌持续溶解并生成蓝白钝化膜。所述钝化液的PH值为3.5。所述钝化的时间为60s。所述钝化的温度为40℃。生成所述蓝白钝化膜后，将所述蓝白钝化膜进行烘干。所述烘干的时间为20min。所述烘干的温度为180℃。该实施例得到的镀层厚度为13.5μm。
实施例6
制备钝化液，该钝化液中各个组分的浓度：CrF3：120g/L；NaNO3：4g/L；NH4NO3：4g/L；Mo3++Co2+：0.3g/L；H2SO4：0.6g/L。
将镀锌工件进行预处理，所述预处理为将镀锌工件进行清洗除油，并将清洗后的镀锌工件进行吹干；将预处理后的所述镀锌工件置于所述钝化液中进行钝化，以使所述镀锌工件中的锌持续溶解并生成蓝白钝化膜。所述钝化液的PH值为2.5。所述钝化的时间为30s。所述钝化的温度为20℃。生成所述蓝白钝化膜后，将所述蓝白钝化膜进行烘干。所述烘干的时间为5min。所述烘干的温度为85℃。该实施例得到的镀层厚度为13.7μm。
实施例7
制备钝化液，该钝化液中各个组分的浓度：CrF3：125g/L；NaNO3：3g/L；NH4NO3：3g/L；Mo3++Co2+：0.4g/L；H2SO4：0.7g/L。
将镀锌工件进行预处理，所述预处理为将镀锌工件进行清洗除油，并将清洗后的镀锌工件进行吹干；将预处理后的所述镀锌工件置于所述钝化液中进行钝化，以使所述镀锌工件中的锌持续溶解并生成蓝白钝化膜。所述钝化液的PH值为2.5。所述钝化的时间为40s。所述钝化的温度为25℃。生成所述蓝白钝化膜后，将所述蓝白钝化膜进行烘干。所述烘干的时间为10min。所述烘干的温度为110℃。该实施例得到的镀层厚度为14.2μm。
实施例8
制备钝化液，该钝化液中各个组分的浓度：CrF3：125g/L；NaNO3：4g/L；NH4NO3：4g/L；Mo3++Co2+：0.2g/L；H2SO4：0.7g/L。
将镀锌工件进行预处理，所述预处理为将镀锌工件进行清洗除油，并将清洗后的镀锌工件进行吹干；将预处理后的所述镀锌工件置于所述钝化液中进行钝化，以使所述镀锌工件中的锌持续溶解并生成蓝白钝化膜。所述钝化液的PH值为3。所述钝化的时间为50s。所述钝化的温度为30℃。生成所述蓝白钝化膜后，将所述蓝白钝化膜进行烘干。所述烘干的时间为15min。所述烘干的温度为140℃。该实施例得到的镀层厚度为14.5μm。
实施例9
制备钝化液，该钝化液中各个组分的浓度：CrF3：130g/L；NaNO3：3g/L；NH4NO3：3g/L；Mo3++Co2+：0.3g/L；H2SO4：0.8g/L。
将镀锌工件进行预处理，所述预处理为将镀锌工件进行清洗除油，并将清洗后的镀锌工件进行吹干；将预处理后的所述镀锌工件置于所述钝化液中进行钝化，以使所述镀锌工件中的锌持续溶解并生成蓝白钝化膜。所述钝化液的PH值为3.2。所述钝化的时间为55s。所述钝化的温度为35℃。生成所述蓝白钝化膜后，将所述蓝白钝化膜进行烘干。所述烘干的时间为18min。所述烘干的温度为160℃。该实施例得到的镀层厚度为14.8μm。
实施例10
制备钝化液，该钝化液中各个组分的浓度：CrF3：130g/L；NaNO3：4g/L；NH4NO3：4g/L；Mo3++Co2+：0.4g/L；H2SO4：0.8g/L。
将镀锌工件进行预处理，所述预处理为将镀锌工件进行清洗除油，并将清洗后的镀锌工件进行吹干；将预处理后的所述镀锌工件置于所述钝化液中进行钝化，以使所述镀锌工件中的锌持续溶解并生成蓝白钝化膜。所述钝化液的PH值为3.5。所述钝化的时间为60s。所述钝化的温度为40℃。生成所述蓝白钝化膜后，将所述蓝白钝化膜进行烘干。所述烘干的时间为20min。所述烘干的温度为180℃。该实施例得到的镀层厚度为15μm。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种钝化液及蓝白钝化膜的制备方法，该钝化液中各个组分的浓度为：CrF3：110～130g/L；NaNO3：3～4g/L；NH4NO3：3～4g/L；Mo3++Co2+：0.2～0.4g/L；H2SO4：0.5～0.8g/L。该制备方法包括：将镀锌工件进行预处理；将预处理后的所述镀锌工件置于所述钝化液中进行钝化，以使所述镀锌工件中的锌持续溶解并生成蓝白钝化膜。本发明中的钝化液克服了六价铬酸盐钝化技术毒性大、不环保等缺点，是一种环保型的钝化液；该钝化液性能稳定、生产成本较低、使用过程简单。使用本发明中的钝化液制备得到的蓝白钝化膜成膜均匀，耐腐蚀性高，经中性盐雾试验出现白色腐蚀产物的时间为84小时，远远超过平时六价铬钝化膜试验的时间。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种钝化液，其特征在于，所述钝化液中各个组分的浓度为：
CrF3：110～130g/L；NaNO3：3～4g/L；NH4NO3：3～4g/L；Mo3++Co2+：0.2～0.4g/L；H2SO4：0.5～0.8g/L。
2.一种通过权利要求1所述钝化液制备蓝白钝化膜的制备方法，其特征在于，包括：
将镀锌工件进行预处理；
将预处理后的所述镀锌工件置于所述钝化液中进行钝化，以使所述镀锌工件中的锌持续溶解并生成蓝白钝化膜。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述生成蓝白钝化膜后包括：
将所述蓝白钝化膜进行烘干。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
所述钝化液的PH值为2.5～3.5。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
所述钝化的时间为30～60s。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
所述钝化的温度为20～40℃。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：
所述烘干的时间为5～20min。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：
所述烘干的温度为85～180℃。
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