[发明专利]镀锌层的紫色锡钴铜钝化着色

说明书

镀锌层的紫色锡钴铜钝化着色，本发明涉及在一种对镀锌层进行无铬紫色锡钴铜钝化的方法。本发明是要提供一种改善镀锌层外观及耐蚀性能的方法。镀锌层的紫色锡钴铜钝化着色：(1)钴铜钝化液的配制；(2)镀锌层挂覆碱性锡溶胶；(3)镀锌层的紫色钝化着色。通过镀锌层的锡钴铜钝化着色，可以在镀锌层表面形成紫色SnO₂‑ZnO/Cu₂S‑CoS钝化膜，经过老化处理之后可以进一步提高膜层的致密度及耐蚀性。镀锌层经过紫色锡钴铜钝化着色后不仅可以改善外观，而且明显提升了耐蚀性，有利于实现镀锌层无铬钝化着色的工业化。

技术领域

本发明属于表面处理领域，涉及一种对镀锌层进行无铬紫色锡钴铜钝化的方法。

背景技术

金属锌不但在干燥的空气中非常稳定，而且在潮湿空中或含氧水中腐蚀生成对基体具有保护作用的不溶性腐蚀产物，可以进入镀层的裂缝及孔隙中，进而阻止金属锌的腐蚀，从而降低金属锌的腐蚀速度，因此锌被认为是具有较高化学稳定性及优良保护作用的金属。镀锌层作为钢铁制品的保护性镀层，不仅可以对钢铁基体形成机械保护，而且由于其稳定电位更负，镀锌层还能够提供有效的电化学保护，所以镀锌在整个表面处理领域占有极其巨大的产能比重。

然而，在具有较高浓度的氢离子、氢氧根或氯离子等物质的腐蚀介质中，金属锌活泼性较高的问题尤为凸显，会导致锌在腐蚀介质中过快的溶解从而失去其对基体的保护作用。因此，为了进一步提高镀锌层的稳定性，工业生产中通常都对镀锌层进行后续的钝化处理，在镀锌层表面生成一薄层具有更高稳定性的致密膜层。镀锌层经过钝化之后，其稳定性可大幅提高，其腐蚀电流甚至可以降低1~2个数量级，因此在腐蚀介质中的防护性能可以得到显著提升。工业上为了使镀锌层在钝化之后获得良好的耐蚀性及外观，通常对镀锌层采用六价铬钝化。在六价铬钝化液中，锌发生溶解，六价铬发生还原，同时镀层/钝化液界面的pH值升高，因此会在镀锌层表面形成柔性的六价铬-三价铬-二价锌复合物钝化膜，钝化膜经过高温老化处理之后，可以形成致密的刚性钝化膜，显著提升耐蚀性。不仅如此，由于钝化膜中六价铬和三价铬比例的不同，钝化膜还可以呈现出不同的颜色，比如蓝白色、黑色、军绿色等，可以明显改善镀锌层的外观。

但是随着环保要求的提高，表面处理过程的绿色化日趋重要。其中，由于镀锌的巨大产能，镀锌层钝化的无铬化是整个表面处理领域必须要解决的问题。因此，技术人员对镀锌层的无铬钝化开展了多方面的研究，希望找到可以代替六价铬的钝化剂，也开发出了多种无铬钝化技术。但是，镀锌层的无铬钝化得到的钝化膜无论从美观性还是稳定性都尚且无法与六价铬钝化膜比拟。所以，开发出可以得到美观、稳定钝化膜的镀锌层无铬钝化方法对于表面处理领域的环保化意义重大，也对绿色工业生产的实现具有指导性意义。

发明内容

本发明是要解决目前镀锌层的无铬钝化得到钝化膜美观性不足、耐蚀性较差的问题，而提供一种对镀锌层进行紫色锡钴铜钝化着色来改善镀锌层外观及耐蚀性能的方法。

本发明的镀锌层的紫色锡钴铜钝化着色按照以下步骤进行：

(1) 钴铜钝化液的配制：a. 按照硫脲的浓度为8~60 g/L、辅助络合剂的浓度为5~30 g/L、氯化亚铜的浓度为3~12 g/L、硫酸钴的浓度为5~30 g/L分别称取硫脲、辅助络合剂、氯化亚铜和硫酸钴；b. 将步骤a称取的硫脲溶于去离子水中，搅拌至溶解后在加热的条件下缓慢加入步骤a称取的氯化亚铜，搅拌至溶解，陈化24 h制得溶液A；c. 将步骤a称取的辅助络合剂和硫酸钴加入到溶液A中，溶解并定容后用盐酸或者氨水调整pH值至5.0~7.5，配得钴铜钝化液；

(2) 镀锌层挂覆碱性锡溶胶：d. 将经过镀锌的镀锌工件浸入碱性锡溶液中静置1~5 s，然后在空气中静置1~15 s；e. 重复步骤d 1~5次，完成镀锌层挂覆碱性锡溶胶；