[发明专利]镀锌层磷化与无铬钝化相结合的金属表面处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属表面处理工艺，特别是一种镀锌层磷化与无铬钝化相结合的金属表面处理工艺。

背景技术

镀锌是提高钢铁的耐腐蚀性能的有效方法，但是在潮湿的环境中经镀锌的钢铁也易发生腐蚀，使其表面形成白色的腐蚀产物或变成灰暗色。因此，为增加镀锌层的耐腐蚀性，增加其装饰性，通常是将钢铁镀锌后再进行镀锌层的铬酸盐钝化处理，以提高镀锌板材或镀锌件的耐腐蚀性能。镀锌层经铬酸盐钝化处理后，镀锌层的表面会形成一层以三价和六价形式存在的铬离子钝化膜，其中三价铬作为骨架组成网络，六价铬分散在其中和凝胶物形成薄膜，前者具有较高的稳定性，可以使钝化膜具有一定的厚度和良好的机械强度；后者则有自修复作用，因而耐蚀性很好，目前，铬酸盐钝化工艺简单、膜结合力好、成本低、抗腐蚀性能好、使用较广。但是，铬酸盐钝化液及其所形成的钝化膜中含有对人体健康及环境的危害的铬离子，政府已逐步限制铬酸盐的使用、排放。因而镀锌层无铬钝化处理已成为金属表面防腐处理的发展方向，现有的无铬钝化处理方法有无机钝化处理和有机钝化处理，无机盐类如钼酸盐、钨酸盐、硅酸盐、稀土盐等，有机盐类如植酸、单宁酸、有机鳌合物、丙烯酸树脂及环氧树脂类等。但均难以同时具有铬酸盐钝化膜的自愈、耐腐蚀性好。磷化处理是指金属表面与含磷酸二氢盐的酸性溶液接触，发生化学反应而在金属表面生成稳定的不溶性的无机化合物膜层的一种表面的化学处理方法。磷化的目的主要是，给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀，可防范应用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力，在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。但是，钢铁件表层的磷化膜是由一系列大小不同的晶体所组成，在晶体的连接点上形成细小裂纹的多孔结构，这种多孔的晶体结构耐磨性，耐腐蚀性较差。

发明内容

本发明的发明目的就是提供一种镀锌层磷化与无铬钝化相结合的表面处理工艺，克服常规铬酸盐钝化液及其所形成的钝化膜中含有对人体健康及环境的危害；无铬钝化难以同时具有铬酸盐钝化膜的自愈、耐腐蚀性能；磷化处理后磷化膜的晶体结构耐磨性、耐腐性较差等缺点。既满足了环保安全的要求，又实现了比使用常规铬酸盐钝化镀锌层更优的耐腐蚀性能。

本发明的目的主要是采用以下技术方案来实现：

一种镀锌层磷化与无铬钝化相结合的金属表面处理工艺，所采用的工艺包括待镀件清洗，镀锌，钝化，老化等工序，其特征是：在镀锌工序后还有磷化工序。

所述的磷化工序的操作条件是，磷化液的游离酸度(FA)为1.5-2.5，总酸度(TA)为20-25，温度为40-60℃，时间为40-70秒。

在所述的磷化工序前还要进行出光工序和表调工序，所述的出光工序是将镀件浸入2—5％硝酸溶液出光，直至镀锌层白亮；所述的表调工序是采用浓度为1—3g/L，PH为8—10的胶态磷酸钛表调剂，表调时间为10—50秒。

所采用的钝化工序的操作条件是，总酸度(TA)为1.5—2.0，PH值为3-6温度要为10-50℃。

本发明突破了现有的金属表面一般防腐处理工艺，在电镀锌层上进行磷化，结合无铬钝化，避免了钢铁件普通磷化或镀锌层直接无铬钝化的弊端，既提高了镀锌件的耐腐蚀性能，又符合环保安全要求。

具体实施例

本发明的优选实施是：一种镀锌层磷化与无铬钝化相结合的金属表面处理工艺，所采用的工艺包括待镀件清洗，镀锌，钝化，老化等工序，其特征是：在镀锌工序后还有磷化工序。

待镀件清洗过程是：化学除油→酸洗→电解去油→盐酸活化→酸性氯化钾镀锌，这个过程可以保证待镀件清洗彻底。

氯化钾镀锌工艺是采用不含络合物的单盐镀液，可以使废水处理容易，镀层的光亮度和整平性优于其他镀锌体系。镀锌液的成分为氯化锌：50-90g/l、氯化钾200-280g/l、硼酸25-35g/l、L-818柔软剂20-40mg/l、L-818光亮剂1-3mg/l，操作条件是：PH为4.8-5.8，阴极电流密度为1-3A/dm，温度10-40℃，电镀时间为30-60分钟。