[发明专利]一种镀锌材料用硅酸盐彩色钝化液

说明书

技术领域

本发明涉及一种镀锌材料用硅酸盐彩色钝化液，作为钢铁零部件电镀 锌或热镀锌用的处理液，属材料表面处理技术领域。

背景技术

材料腐蚀与材料防腐工程，直接关系到经济的发展和人民的生命安全， 表面工程技术是解决机械零部件及材料腐蚀与防护最经济有效的手段和方 法。

电镀锌及热镀锌是提高钢铁材料表面抗腐蚀能力的有效途径，目前广 泛地应用于建筑、交通、机械、电子、航空等许多领域中。但在潮湿的环 境中，尤其在湿热环境中，镀锌层易发生腐蚀，使镀层表面形成暗灰色或 白色疏松的腐蚀产物——白锈；时间长了会出现红锈，从而失去防腐效果。 为了提高镀层的耐蚀性，须在钢铁材料表面电镀锌或热镀锌后，再对镀层 进行钝化处理，以便在镀锌层表面形成致密的钝化膜，从而进一步提高材 料的耐蚀性，延长材料的使用寿命。

目前几乎所有的镀锌材料如镀锌板等的后处理工艺都采用以六价铬或 三价铬为主要成分的溶液进行钝化处理，由于六价铬毒性高且容易致癌， 各国政府已严格限制其使用和排放，尤其是在欧盟RoHS指令中明确禁止 使用任何经六价铬钝化技术处理的零件和产品；三价铬钝化工艺尽管比六 价铬的污染性小得多，但是经三价铬钝化的镀锌材料经过一段时间后仍会 被氧化成六价铬，也就是说实质上并没有真正解决六价铬的毒性问题，所 以很多国家和地区也开始限制使用三价铬钝化工艺。

因此，开发符合环保要求的无铬钝化液必然成为今后的发展趋势。目 前国内外对于镀锌层无铬钝化液的研究主要有钼酸盐体系、钛盐体系、稀 土体系、硅酸盐体系、植酸体系和有机物体系等，但目前还没有一种无铬 钝化液可以在生产上完全取代传统含铬钝化液。钼酸盐钝化液可形成多种 颜色钝化膜，但是耐蚀性差、效率低、成本高、维护困难，而且钼与铬同 族，仍有污染问题。钛盐钝化液可提供较好的耐蚀性，但成本太高，而且 成膜效率需要进一步提高。稀土钝化液也可以形成耐蚀性优良的钝化膜， 但成膜效率太低，一般要钝化1～2天才能达到性能要求，而含铬钝化只需 5～30秒。植酸和有机物钝化液环保性好，无重金属离子处理问题，但是成 膜光亮性和耐腐蚀性较差，成本高，维护困难。硅酸盐钝化液清洁环保， 膜层耐蚀性好，成本低，效率高，是最有应用前景的无铬钝化液，但是现 有的研究表明硅酸盐钝化外观主要呈现蓝白色，还无法满足镀锌零部件彩 色钝化的要求。

发明内容

本发明正是为克服现有技术钝化液存在的不足，提供一种无公害且处 理的产品外观及性能优良，成本低，效率高，可满足电镀锌及热镀锌材料 彩色钝化要求的硅酸盐彩色钝化液。

本发明的技术方案是：一种镀锌材料用硅酸盐彩色钝化液，其特征在 于由下列组分组成：

硅酸钠   3～10     g/L

硼酸     1～3      g/L

H₂O₂     20～30    mL/L

HNO₃     3～5      mL/L

H₂SO₄    3～5      mL/L

KMnO₄    0.1～0.5  g/L

NaAc     1～3      g/L

其量为H₂O。

所述硅酸钠、硼酸、H₂SO₄、HNO₃、H₂O₂、KMnO₄、NaAc为市购的 化学纯产品。

所述硅酸盐彩色钝化液通过下列方法配制：

A、将硅酸钠、硼酸分别溶解于水中，得硅酸钠水溶液、硼酸水溶液；

B、将H₂SO₄加入A步骤的硅酸钠水溶液中，混合均匀；

C、将HNO₃加入B步骤的混合溶液中，混合均匀；

D、将A步骤的硼酸水溶液加入C步骤的混合液中，混合均匀；

E、将H₂O₂加入D步骤的混合液中，混合均匀；

F、将KMnO₄加入E步骤的混合液中，混合均匀；

G、将NaAc加入F步骤的混合液中，混合均匀；