[发明专利]调控热浸镀锌铝合金镀层表面三价铬化学转化膜性能的成膜方法

说明书

本发明提出一种调控热浸镀锌铝合金镀层表面三价铬化学转化膜性能的成膜方法，属于化学转化成膜技术领域，能够解决现有成膜方法易出现六价铬、成膜质量不均一以及辅助成膜采用的电压高、电流密度大、效率偏低等技术问题。该成膜方法包括将热浸镀锌铝合金镀层放入三价铬化学转化稀释液中，稍作静置后，对其施加脉冲阴极方波电位，于一定温度下化学转化成膜，其中热镀锌铝合金镀层为阴极，对电极为阳极；将上述所得产物清洗、常温干燥后，在热浸镀锌铝合金镀层表面得到三价铬化学转化膜。本发明能够应用于热浸镀锌铝合金镀层表面三价铬化学转化膜的结构和性能调控中，从而应用于热浸镀锌铝合金镀层的临时防护中。

技术领域

本发明属于化学转化成膜技术领域，尤其涉及一种调控热浸镀锌铝合金镀层表面三价铬化学转化膜性能的成膜方法。

背景技术

热浸镀锌铝合金镀层广泛应用于建筑、交通、家电和装修等诸多领域，起到装饰和保护基底钢材的作用。然而在更为苛刻的腐蚀环境中，热浸镀层的防护性能会逐渐衰退。为进一步提高热浸镀钢板在土壤、海水等特殊环境里的耐久性，需要对其表面进行化学转化处理。化学转化法作为一种常见的预处理钝化方法，广泛地应用于热浸镀锌铝合金镀层表面起到临时防护性能。

传统的制备三价铬化学转化膜的方法主要采用在一定温度下，将材料浸泡在转化溶液中一段时间，不施加任何的外场辅助。并且成膜前，样品表面需要酸洗、碱洗等一列复杂的预处理步骤。传统的成膜方法虽然操作简单、成本低廉，但是步骤繁琐，且成膜的均一性和完整性并不能满足更长时间的服役要求和更高的临时防护性能；并且较高的温度和化学转化液中的氧化剂极易在成膜的过程中将成膜电位附近游离的Cr³⁺氧化为Cr⁶⁺进入转化膜中。

目前，关于在三价铬化学转化膜中施加外场辅助成膜的文献较少，其中，文献DongX,Wang P,Argekar S,et al.Structure and Composition ofTrivalent ChromiumProcess(TCP)Films on Al Alloy[J].Langmuir,26(13):10833-10841.中提到，在三价铬化学转化液中通过铝基体做阴极，施加电位为-3V的恒定电场，成膜1-4min，制备三价铬化学转化膜。另有专利申请CN103952745A报道了以纯钛基体为阴极，铂为阳极，施加恒定电流密度为20-40mA/cm²的外电场，在50-70℃下化学转化5-30分钟，制备磷酸锌转化膜的方法。但是这些外电场辅助成膜方法采用的电压高、电流密度大、效率偏低，并且应用在三价铬化学转化膜的制备当中易出现转化膜中存在六价铬、成膜质量不均一等技术问题。

发明内容

本发明提出一种调控热浸镀锌铝合金镀层表面三价铬化学转化膜性能的成膜方法，该方法无需复杂的预处理，且所施加的脉冲方波电位的电位值较小，可有效降低能耗，并且可提高三价铬化学转化膜的耐蚀性，并且有利于避免六价铬这一有害物质在膜内的生成，使构建的转化膜具备一定的疏水性。

为了达到上述目的，本发明提供了一种调控热浸镀锌铝合金镀层表面三价铬化学转化膜性能的成膜方法，包括以下步骤：

将热浸镀锌铝合金镀层放入三价铬化学转化稀释液中，稍作静置后，对其施加脉冲阴极方波电位，于一定温度下化学转化成膜，其中热镀锌铝合金镀层为阴极，对电极为阳极；

将上述所得产物清洗、常温干燥后，在热浸镀锌铝合金镀层表面得到三价铬化学转化膜。

作为优选，化学转化稀释液选用含有不含六价铬的适用于锌、铝及其合金表面的市售三价铬化学转化液稀释液。

作为优选，静置时间为15-25s，成膜温度为30-40℃。

作为优选，施加的脉冲阴极方波电位的脉宽为0.1-0.4s，脉冲频率为1.25-5Hz，占空比为20％-80％。

作为优选，施加的脉冲阴极方波电位值为：-0.05～-0.20V，施加时间为120-160s。