[发明专利]一种三价铬蓝白钝化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种三价铬蓝白钝化剂，尤其涉及一种镀锌用、颜色可调的三价铬蓝白钝化剂。

背景技术

传统六价铬钝化工艺有很高的耐蚀性，但六价铬是致癌物，对环境与人体健康存在严重的危害性。

目前，在锌上进行无六价铬钝化的研究主要采用三价铬钝化和无铬钝化两个方向。

传统六价铬的钝化膜是通过锌的溶解、铬酸根的还原以及三价铬凝胶的析出而形成，膜层中含有六价铬，因此，钝化膜有自我修复能力，亦被称为自愈能力。

三价铬膜层是通过锌的溶解形成锌离子，同时锌离子的溶解造成锌表面溶液的pH值上升，三价铬直接与锌离子、氢氧根等反应，形成不溶性化合物沉淀在锌表面上，而形成钝化膜。

具体反应式如下：

溶锌过程：Zn+Ox(氧化剂)→Zn²⁺+Ox^-

          Zn+2H⁺→Zn²⁺+H₂↑

成膜过程：Zn²⁺+xCr³⁺+yH₂O→ZnCrxOy+2yH⁺

溶膜过程：ZnCrxOy+2yH⁺→Zn²⁺+xCr³⁺+yH₂O

发明内容

本发明提供了一种镀锌用三价铬蓝白钝化剂，其不含六价铬，为单剂型环保型产品。

本发明提供的三价铬蓝白钝化剂包括Cr³⁺、Ce⁴⁺、NO₃^-、F^-以及有机羧酸。

Cr³⁺是钝化膜的主成份来源，Cr³⁺可取硫酸铬、硝酸铬、氯化铬、醋酸铬等；

Ce⁴⁺是辅助离子，为过度族元素，成膜后在腐蚀环境下可水解，填充膜表面的微孔，提高膜的耐腐蚀性，达到保护基体的目的；

F^-以及有机羧酸是络合剂，用于控制成膜的速度和钝化液稳定性。络合性太强，成膜速度慢，膜层薄，甚至不能形成膜层；络合性太弱，钝化液稳定性差，膜层无光泽。

NO₃^-为氧化剂，使基体部分锌层溶解，以便成膜。

本发明提供的三价铬蓝白钝化剂原料利用率高、物料省。

本发明提供的三价铬蓝白钝化剂可通过改变开缸液浓度调整镀层颜色。当浓度为1％时，镀层是银白色；当浓度为3％时，镀层是蓝白色；当浓度为5％时，镀层是蓝色。

本发明提供的三价铬蓝白钝化剂开缸液浓度取决于沉浸时间。当沉浸时间为45～90秒时，浓度为1～2％；当沉浸时间为20～30秒时，浓度为3％；当沉浸时间为10～20秒时，浓度为4～5％。

通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

具体实施方式

本发明提供的三价铬蓝白钝化剂的一个具体实施方式如下：

Cr³⁺        1.5g/L

Ce⁴⁺        0.2g/L

NO₃^-、      2.4g/L

有机羧酸    4g/L

F^-          0.3g/L

使用时，每1000升开缸，需要三价铬蓝白钝化剂10～50升，最佳为20～30升，即浓度为1％～5％，最佳浓度为2％～3％。

该三价铬蓝白钝化剂镀锌时温度为21～32℃，最佳温度为26～29℃。使用过程中pH值为1.8～3.0，最佳pH值为2.5。pH值可用25～35％的HNO₃进行调解，常用30％的HNO₃，此步骤可在室温下进行。

开缸操作的具体过程如下：在浴槽中添加约总体积1/2量的纯水，再添加浓度为2％的三价铬蓝白钝化剂，搅拌均匀，用pH计或pH试纸确定pH值，同时通过添加三价铬蓝白钝化剂调整pH值至指定的范围，最后添加水于浴槽至操作刻度。

该三价铬蓝白钝化剂镀锌层的颜色可随开缸液浓度的不同实现白锌至蓝白锌的调整，满足装饰性要求，具体实施过程如下：开缸液浓度为1％时，镀层是银白色；开缸液浓度为3％时，镀层是蓝白色；开缸液浓度为5％时，镀层是蓝色；最佳浓度为3％。