[发明专利]一种钢材热浸镀锌表面环保钝化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及表面处理技术领域，尤其涉及一种钢材热浸镀锌表面钝化工艺。

背景技术

钢材镀锌后进行钝化处理不仅可以提高零件表面的防护性能；还可以增加零件的表面装饰性。通常使用的是铬酸盐钝化，目前，一般采用的铬酸(六价铬)钝化液(曾华梁等编著，电镀工艺手册，机械工业出版社，1989)，其典型的组分是：铬酐5g/l，硝酸3ml/l，硫酸0.4ml/l。

铬酸盐钝化的优点在于：一方面，铬酸盐钝化膜致密，本身又耐蚀，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”。然而，六价铬化合物有很高的毒性，是致癌物质。在锌和锌合金钝化膜中会渗出Cr(VI)，含量可达5～400mg/m²。随着人们环境保护意识的增强，对于有毒有害物的控制日益强化。为此，许多替代六价铬的对策和工艺已经被广泛的提出来了。

现有的无铬钝化技术主要有无机物钝化和有机物钝化，两种钝化技术各自存在缺陷：无机物钝化主要有钼酸盐钝化和硅酸盐钝化，特点是工艺简单，抗盐雾性能好，但与涂层配套性能不够理想，其自愈性能不强；有机物钝化主要有有机磷酸和硅烷等钝化，特点是与涂层配套性能好，但其抗盐雾性能较差，不能自愈。

发明内容

本发明的目的在于提出一种钢材热浸镀锌表面钝化工艺，该工艺采用的钝化液无三价铬和六价铬，彻底克服铬的环境污染缺陷，同时采用该钝化液制备的钝化膜又具备良好的耐腐蚀性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种钢材热浸镀锌表面钝化工艺，该工艺采用的钝化液的组成为：乙二胺四乙酸二钠8-12g/L，氯化铈0.3-0.5g/L，硝酸镧0.2-0.4g/L，硼酸2.5-3.5g/L，3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷6-8g/L，乙二醇14-18g/L，柠檬酸10-14g/L，γ-氨丙基三乙氧基硅烷7-9g/L，余量为水；所述的钝化工艺为：配制具有上述组成的钝化液放入钝化槽中，按照钝化液：水为1:3-5的比例稀释钝化液，然后使其pH值为3.5-4.5，钢材热浸镀锌后，用水冷却，然后立即将其放入钝化槽中，钝化时间为4-5分钟即可。

本发明的有益效果是：

通过综合无机物和有机物钝化各自的优弊，以无机物配合有机物，将复合稀土盐和有机硅烷合理配比，使制得的镀锌件环保钝化液能在镀锌层表面形成一层透明致密的硅烷钝化膜，稀土元素参杂在膜中，提高了镀锌材料的抗盐雾能力，防腐性能优异，钝化膜与涂层结合性能良好，改善钝化膜的自愈性能，使钝化膜的综合性能能达到甚至超过铬钝化的效果。此外，镀锌件环保钝化液的制备方法简单，适合大规模生产。

具体实施方式

实施例一

一种钢材热浸镀锌表面钝化工艺，该工艺采用的钝化液的组成为：乙二胺四乙酸二钠8-12g/L，氯化铈0.3-0.5g/L，硝酸镧0.2-0.4g/L，硼酸2.5-3.5g/L，3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷6-8g/L，乙二醇14-18g/L，柠檬酸10-14g/L，γ-氨丙基三乙氧基硅烷7-9g/L，余量为水；所述的钝化工艺为：配制具有上述组成的钝化液放入钝化槽中，按照钝化液：水为1:3-5的比例稀释钝化液，然后使其pH值为3.5-4.5，钢材热浸镀锌后，用水冷却，然后立即将其放入钝化槽中，钝化时间为4-5分钟即可。

实施例二

一种钢材热浸镀锌表面钝化工艺，该工艺采用的钝化液的组成为：乙二胺四乙酸二钠8-12g/L，氯化铈0.3-0.5g/L，硝酸镧0.2-0.4g/L，硼酸2.5-3.5g/L，3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷6-8g/L，乙二醇14-18g/L，柠檬酸10-14g/L，γ-氨丙基三乙氧基硅烷7-9g/L，余量为水；所述的钝化工艺为：配制具有上述组成的钝化液放入钝化槽中，按照钝化液：水为1:3-5的比例稀释钝化液，然后使其pH值为3.5-4.5，钢材热浸镀锌后，用水冷却，然后立即将其放入钝化槽中，钝化时间为4-5分钟即可。

实施例三

一种钢材热浸镀锌表面钝化工艺，该工艺采用的钝化液的组成为：乙二胺四乙酸二钠8-12g/L，氯化铈0.3-0.5g/L，硝酸镧0.2-0.4g/L，硼酸2.5-3.5g/L，3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷6-8g/L，乙二醇14-18g/L，柠檬酸10-14g/L，γ-氨丙基三乙氧基硅烷7-9g/L，余量为水；所述的钝化工艺为：配制具有上述组成的钝化液放入钝化槽中，按照钝化液：水为1:3-5的比例稀释钝化液，然后使其pH值为3.5-4.5，钢材热浸镀锌后，用水冷却，然后立即将其放入钝化槽中，钝化时间为4-5分钟即可。