[发明专利]高耐蚀性三价铬蓝白色钝化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高耐蚀性三价铬蓝白色钝化剂及其制备方法，属于金属表面处理技术领域。

背景技术

为了提高钢铁制件的耐腐蚀性，通常在制件表面上镀锌或其合金(锌镍、锌钴和锌铁)形成镀锌层，为进一步提高其防腐蚀性能和装饰性，镀层必须进行钝化处理，以生成一层耐腐蚀性高、装饰性好的钝化膜。过去人们一直采用六价铬对其进行钝化处理，六价铬钝化工艺成熟稳定，耐蚀性高，具有修复耐蚀性的自愈能力，原料来源广泛而且价廉，但六价铬具有高毒性和致癌性，对环境与人体健康存在严重的危害性，因此，镀锌层选用三价铬钝化工艺替代六价铬钝化工艺是表面处理行业亟待解决的技术问题。

目前国内外报道的有关三价铬蓝白色钝化剂，其组成一般由三价铬盐(主成膜剂)、钴盐(副成膜剂)、氟离子(络合剂)和硫酸(成膜促进剂)、硝酸(成膜促进剂)等成份组成。中国发明专利(公开号CN1594651A)“镀锌用三价铬蓝白钝化剂及其制造方法”公开了含有三价铬盐、钴盐、硝酸盐或硝酸、氟化物的专利配方，采用该方法制备的三价铬蓝白色钝化溶液钝化的工件，其中性盐雾试验可达到72h。为了提高其耐蚀性，还可以加入磷酸盐、硅酸盐、稀土金属盐等。中国发明专利(公开号CN1858302A)“高耐蚀性的镀锌层三价铬蓝白钝化剂及其制备方法”公开了含有三价铬盐、钴盐、硝酸盐、氟化氢铵(络合剂)、丙二酸(络合剂)、醋酸(络合剂)、磷酸盐、硅酸盐等成分的专利配方，采用该方法制备的三价铬蓝白色钝化溶液钝化的试件，其中性盐雾试验可达到96h。

采用现有三价铬蓝白色钝化剂技术所钝化的金属镀锌层，尽管可以获得一定程度的耐蚀性和光亮度，但是其耐蚀性与目前汽车、电子等行业对于镀锌工件高耐蚀性的要求仍有很大差距。这主要与现有钝化液所形成的钝化层表面粗糙、存在许多微孔缺陷有关，这些粗糙的表面和微孔缺陷既影响了钝化层的光亮度，又影响了钝化层的耐蚀性。在钝化液中加入现有技术的封孔剂或对钝化后钝化层采用封闭剂封闭处理，尽管可以提高钝化层的耐蚀性，但是却严重影响了钝化层的光亮度。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高耐蚀性三价铬蓝白色钝化剂及其制备方法，工艺简便，生产过程无六价铬污染，得到的钝化剂不含有六价铬，用于金属表面处理能提高钝化产品的耐蚀性并具有较好的装饰性。

为实现这一目的，本发明通过在钝化剂中添加游离态的甲酸，抑制钝化过程中镀锌层表面过高的pH值，来控制镀锌层表面的胶状物生成速率与胶状膜形成速率平稳进行，从而形成均匀、致密的钝化层；通过在钝化剂中添加低纳米级尺寸的酸性硅溶胶，进一步封闭钝化层中的微孔缺陷。

本发明的具体技术解决方案如下：

本发明的三价铬蓝白钝化剂，其原料有，含铬2～6g/l的Cr³⁺化合物，5～8g/l丙二酸，含钴0.5～1g/l的Co²⁺化合物，1～3g/l氟氢化铵，1～2g/l NaOH，1.5～3g/lNO₃^-，0.5～1g/l甲酸，含SiO₂ 0.4～2g/l的低纳米级尺寸酸性硅溶胶，其余为纯水。

其中Cr³⁺的化合物可以是CrCl₃.6H₂O和Cr₂(SO₄)₃.6H₂O中的任意一种，Co²⁺的化合物可以是CoCl₂.6H₂O、Co(NO₃)₂.6H₂O和CoSO₄.7H₂O中的任意一种，NO₃^-来源于NaNO₃，或NaNO₃与Co(NO₃)₂.6H₂O的组合。