[发明专利]一种提高镀锌层耐酸性盐雾腐蚀性能的方法

说明书

本发明公开了一种提高镀锌层耐酸性盐雾腐蚀性能的方法，将零件依次经过预处理、碱性镀锌、出光处理、三价铬钝化处理、空停处理、水性硅溶胶封闭处理、真空干燥处理，在零件的镀锌层表面制备得到结合力好、颜色分布均匀、耐酸性盐雾腐蚀性能佳的优异的彩色钝化膜，可以通过1440h以上中性盐雾试验、864h的酸性盐雾试验。本发明采用新型三价铬钝化工艺与水性硅溶胶封闭复合处理大幅提高镀锌层在酸性盐雾环境中的耐腐蚀性能，且工艺绿色环保、废水处理简单，具有较好的实用性。

技术领域

本发明属于金属表面钝化处理的技术领域，具体涉及一种提高镀锌层耐酸性盐雾腐蚀性能的方法。

背景技术

镀锌是防护钢铁最经济有效的方法。然而，锌层在潮湿的环境中与空气中的CO₂、O₂作用，表面生成一层白色腐蚀产物，影响锌层外观和耐蚀性。因此，在镀锌后往往需要进行钝化处理，改善其外观、提高其耐蚀性。

目前，钝化工艺根据钝化液组成可分为六价铬酸盐钝化、三价铬钝化和无铬钝化。传统的铬酸盐钝化工艺成熟，具有自修复能力，但作为剧毒和致癌物的六价铬，对环境构成了非常大的威胁。无铬钝化由于耐蚀性不佳，并未应用到大量生产。三价铬的毒性只有六价铬的1%，并且钝化的效果相似，耐蚀性也与六价铬非常接近，是取代六价铬钝化最有可能的钝化工艺；三价铬钝化的钝化膜形成过程反应式如下：

Zn+氧化剂→Zn²⁺+还原产物

Zn+2H⁺→Zn²⁺+H₂↑

2Cr³⁺+6OH^-→Cr₂O₃•3H₂O

2Zn²⁺+2Cr³⁺+8OH^-→2Zn（CrO₂）•4H₂O

研究表明，钝化膜中含有Zn、O、Cr等元素，而钝化液的组成成分没有添加任何含有锌离子的化合物，因此钝化膜中的锌全部来自镀锌层的溶解。本发明利用Zn能在钝化液中溶解成Zn²⁺并能与溶液中Cr³⁺在OH^-的作用下反应生成不溶性的锌铬化合物，在锌层表面形成一层氧化膜，将锌层与外界隔开，进而阻止锌层再进行溶解，保护锌层，增强了镀层的耐蚀性。

目前，虽然应用在镀锌层的三价铬钝化有不少报道，但钝化后镀锌层的耐蚀程度差异很大，并且在酸性环境中耐蚀性整体不佳。然而，当前和今后一段时间镀锌构件会越来越多地用于海洋环境，海洋环境的湿热特性对镀锌层的耐酸性盐雾腐蚀性能提出了更高的要求，目前对此却缺少有效改善手段。因此，本发明提出通过“新型三价铬钝化工艺”与“水性硅溶胶封闭”复合处理来提高镀锌层在酸性盐雾环境中的耐腐蚀性能，具有明显的技术集成创新优势和较高的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高镀锌层耐酸性盐雾腐蚀性能的方法，旨在解决上述问题。

本发明首先利用Zn能在钝化液中溶解成Zn²⁺并能与溶液中Cr³⁺在OH^-的作用下反应生成不溶性的锌铬化合物，在锌层表面形成一层钝化膜；之后，通过水性硅溶胶在表面活性剂载体的作用下吸附到钝化膜表面或微孔内部；二者的共同作用将锌层与外界隔开，进而阻止锌层再进行溶解，保护锌层，增强了镀层的耐蚀性、尤其是耐酸性盐雾腐蚀性能。采用本方法可在镀锌层表面获得结合力好、颜色分布均匀、耐蚀性，尤其是耐酸性盐雾腐蚀性能，优异的彩色钝化膜。

本发明主要通过以下技术方案实现：一种提高镀锌层耐酸性盐雾腐蚀性能的方法，包括以下步骤：

步骤S100：将零件进行预处理；