[发明专利]一种高耐蚀镀锌层钛盐保护膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及热浸镀锌，特别是涉及一种镀锌层表面形成具有高耐蚀性的钛盐保护膜的方法。 

背景技术

热浸镀锌是钢铁重要的防护手段之一，镀锌钢广泛应用于汽车、电力、交通、建筑、电讯等多个行业。然而，热镀锌层在潮湿环境下易发生腐蚀，影响产品的外观，还会降低镀锌件的使用寿命。目前使用最广泛的防腐蚀方法是低浓度铬酸盐(约0.2％重铬酸盐或铬酐)钝化，其钝化的优点在于：一方面铬酸盐钝化膜具有耐蚀性并且平整致密，与基体金属的结合力牢固，在腐蚀的环境中对基体金属起到隔离保护的作用；另一方面铬酸盐钝化膜中含有可溶性六价铬化合物，能够对裸漏处的锌再次钝化，对进一步腐蚀起到了抑制作用，即通常所说的“自愈能力”。但六价铬毒性很大，严重危害人体健康及环境而被严格限制使用。目前国内外所报道的无铬钝化工艺主要有钼酸盐与稀土金属盐钝化、硅酸盐钝化、钒酸盐钝化、钛盐钝化、有机物钝化和钨酸盐钝化等，但是这些无铬转化膜的耐蚀性能与铬酸盐转化膜相比还存在一定的差距，部分复合转化膜虽然耐蚀性能接近或超过铬酸盐转化膜，但是处理工艺比较复杂，成本过高。 

钛盐是一种低毒低污染物质，在铜、铝、钢铁等金属材料表面进行钛盐转化处理，可获得具有优良耐蚀性的转化膜。钛盐钝化处理是提高金属耐蚀性的一种有效的方法。钛盐钝化膜结构与铬酸盐钝化膜结构类似，均为无定形的多孔膜，采取封闭和后涂层处理后的钛盐转化膜层的耐蚀性能已与通常的铬酸盐钝化膜相当。但是，封闭和后涂层处理，增加了钝化处理的工序。 

发明内容

本发明的目的在于提出一种能在镀锌层表面形成具有高耐蚀性的环保型无铬保护膜的方法；同时还要保证工艺简单，使其能够在工业上得到广泛的应用。 

本发明添加剂采用植酸，将添加剂植酸溶入到钛盐钝化液中，形成新的钛盐钝化液，实现钝化处理和封闭处理这两种工艺“合二为一”，简化了步骤，节约了成本。 

为达上述目的，本发明采用的技术方案是： 

一种高耐蚀镀锌层钛盐保护膜的制备方法，钢铁工件镀锌后，采用恒温浸渍的方法将工件置于钛盐钝化液中5～20分钟后取出，处理温度为20～40℃，形成高耐蚀镀锌层钛盐保护膜；按原料在钛盐钝化液中的含量计算，所述钛盐钝化液原料配方由如下组份组成：成膜剂Ti(SO₄)₂0.6～1.8g/L、提高耐蚀性能的添加剂组份植酸(C₆H₁₈O₂₄P₆)12～28mL/L、成膜氧化促进剂组份H₂O₂48～72mL/L；钛盐钝化液pH值为0.9～2.0。 

所述的钛盐钝化液配置方法包括如下步骤： 

(1)用蒸馏水、成膜氧化促进剂组分H₂O₂溶解配置成膜剂Ti(SO₄)₂，溶液呈橙红色； 

(2)加入预先用蒸馏水溶解好的植酸(肌醇六磷酸，C₆H₁₈O₂₄P₆)，溶液由橙红色变为橙黄色； 

(3)按原料在钛盐钝化液中的含量计算，补充蒸馏水至成膜剂Ti(SO₄)₂含量为0.6～1.8g/L、提高耐蚀性能的添加剂组分植酸(C₆H₁₈O₂₄P₆)为12～28mL/L、成膜氧化促进剂组份H₂O₂含量为48～72mL/L；并用硫酸调节钛盐钝化液pH值为0.9～2.0。 

所述工件置于钛盐钝化液中优选为10～15分钟。 

所述处理温度优选为25～35℃。 

相对于现有技术，本发明的有益效果是：本发明克服了单一钛盐溶液处理所形成的钝化膜不均匀、微裂纹多等缺陷，经该钝化液处理形成的保护膜均匀、平整致密，钛盐膜的耐蚀性能得到大幅提高；同时该发明工艺简单，成本低，采用单一钝化液进行简单化学浸泡处理快速获得保护膜。 

附图说明

图1为镀锌层和植酸改进型钛盐钝化膜层分别在5％NaCl盐雾腐蚀中镀锌层开始出现5％白锈时间的柱状图。 

图2为镀锌层和植酸改进型钛盐钝化膜层在5％NaCl溶液中的极化曲线。 

具体实施方式