一種用于處理壓鑄鋅合金的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化液的制作方法
【專利摘要】一種用于處理壓鑄鋅合金的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化液，其組分及含量分別為：三價(jià)鉻鹽0.3~0.4g/L，鋯鹽0.05~0.1g/L，KAl(SO4)2·12H2O?0.01~0.05g/L，混合添加劑0.05~0.1g/L，余量為水；該三價(jià)鉻鈍化液中，六價(jià)鉻、鉛、鎘、汞、多溴聯(lián)苯（PBBs）和多溴聯(lián)苯醚（PBDEs）的含量均符合歐盟ROHS限量標(biāo)準(zhǔn)的要求；其生產(chǎn)設(shè)備簡單、成本低廉；經(jīng)該三價(jià)鉻鈍化液處理后，壓鑄鋅合金表面色澤白亮，略顯藍(lán)白色；鈍化膜層的耐中性鹽霧腐蝕時(shí)間可達(dá)96小時(shí)以上。該壓鑄鋅合金用三價(jià)鉻鈍化液可實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)鋅合金六價(jià)鉻鈍化液的替代。
【專利說明】一種用于處理壓鑄鋅合金的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化液
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明屬于金屬表面處理與防腐【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于處理壓鑄鋅合金的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化液。
[0002]技術(shù)背景
鋅在地殼中的含量為0.013 %，是重要的金屬原材料，其產(chǎn)量和消耗量在鐵、鋁和銅之后，居第四位。鋅合金由于具有諸多優(yōu)點(diǎn)，例如熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好、易熔焊、釬焊和可塑性加工等，因此具有廣泛的用途。但是鋅的鈍性系數(shù)較低，僅0.024，故在自然狀態(tài)下，鋅合金自動(dòng)形成的氧化膜疏松稀薄不均勻，使得自然形成的氧化膜層下的金屬，難以抵御常見腐蝕的危害，這將對產(chǎn)品的性能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此，為了提高鋅合金的表面質(zhì)量和延長其使用壽命，需要對其進(jìn)行表面處理。鈍化處理作為一種重要的表面防腐蝕處理手段，普遍運(yùn)用在許多金屬，例如鋁、鋅、鎂等金屬及其合金材料上。傳統(tǒng)的鈍化處理大多以鉻酸和鉻酸鹽等六價(jià)鉻化合物為處理劑，經(jīng)鈍化處理后在金屬表面上形成的鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜對基體金屬具有良好的防蝕性能。然而，六價(jià)鉻則被公認(rèn)為是一種毒性極強(qiáng)的致癌物質(zhì)和嚴(yán)重污染環(huán)境的重金屬之一，其毒性很大，在自然界中不能自然降解；且易在生物和人體內(nèi)積聚，能夠造成長期性的危害。歐盟ROHS指令中明文規(guī)定，電子電氣產(chǎn)品中六價(jià)鉻含量不能超過1000ppm。與六價(jià)鉻鈍化相比，三價(jià)鉻鈍化最主要的優(yōu)點(diǎn)是它的毒性只有六價(jià)鉻的I %，且廢水易于處理，其是代替六價(jià)鉻鈍化的最具有前途的鈍化工藝之一。然而，目前普遍使用的壓鑄鋅合金三價(jià)鉻鈍化液，或價(jià)格昂貴，或耐中性鹽霧腐蝕時(shí)間不長。因而有必要研制一種性能優(yōu)異、價(jià)格相對較低的壓鑄鋅合金用三價(jià)鉻鈍化液。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有鋅合金三價(jià)鉻鈍化技術(shù)存在的缺點(diǎn)和問題，提供一種用于處理壓鑄鋅合金的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化液。該鈍化液不僅環(huán)保、成本低廉，而且鈍化膜層的耐中性鹽霧腐蝕時(shí)間達(dá)96小時(shí)以上，鈍化膜層表面色澤白亮，略顯藍(lán)白色。
[0004]本發(fā)明的具體技術(shù)解決方案如下:
一種用于處理壓鑄鋅合金的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化液，其組分及含量分別為:三價(jià)鉻鹽 0.3~0.4 g/L，鋯鹽 0.05~0.1 g/L, KAl(SO4)2.12H20 0.01~05 g/L，混合添加劑
0.05~0.01g/L，余量為水。三價(jià)鉻鹽為02(504)3*6!120或0(:13.6Η20，或兩者任意比混合物；鋯鹽為K2ZrF6或ZrOCl2.8H20，或兩者任意比混合物；混合添加劑為(NH4) 2MoO4、Na2WO4.2H20和Ce(SO4)2.4H20質(zhì)量比2:1:1混合物。
[0005]本發(fā)明所述的一種用于處理壓鑄鋅合金的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化液的制備方法如下:常溫常壓下，按所述各組分的量，將三價(jià)鉻鹽溶解于適量水，邊攪拌邊加入鋯鹽和KAl(SO4)2.12Η20，繼續(xù)攪拌使其完全溶解；然后加入混合添加劑，攪拌均勻，補(bǔ)足水；接著用稀硫酸或稀氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)鈍化液的PH值為3.3^3.7，即得到用于處理壓鑄鋅合金的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化工作液。
[0006]鈍化液操作的工藝條件為:鈍化液工作pH值3.3^3.7，用稀硫酸溶液或稀氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)；鈍化液工作溫度為33~37 V ;鈍化液鈍化時(shí)間為15~25分鐘。
[0007]本發(fā)明所述的一種用于處理壓鑄鋅合金的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化液的使用流程如下:
(1)除油:將壓鑄鋅合金浸入除油劑，以除去表面的油潰；
(2)清洗:用清水將鋅合金表面的除油劑洗凈；
(3)鈍化:將清洗好的壓鑄鋅合金浸入配制好的三價(jià)鉻鈍化液中，鈍化液工作pH值為
3.3^3.7，工作溫度為33~37°C，鈍化時(shí)間為15~25分鐘；
(4)清洗:用清水將鋅合金表面的鈍化液洗凈；
(5)燙干:在70~80°C的熱水中浸泡1分鐘；
(6)吹干或甩干:將燙干后的鋅合金即時(shí)用氣槍或脫水桶吹干或甩干。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明所述的一種用于處理壓鑄鋅合金的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化液，其六價(jià)鉻、鉛、鎘、汞、多溴聯(lián)苯(PBBs)和多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)的含量均符合歐盟ROHS限量標(biāo)準(zhǔn)的要求；其生產(chǎn)設(shè)備簡單、成本低廉，與同類六價(jià)鉻鈍化液成本相當(dāng)，甚至更低，廢水處理更加簡單；使用時(shí)不改變原有六價(jià)鉻的工藝條件和使用設(shè)備；經(jīng)該三價(jià)鉻鈍化液處理后的壓鑄鋅合金表面色澤白亮,略顯藍(lán)白色；鈍化膜層的耐中性鹽霧腐蝕時(shí)間可達(dá)96小時(shí)以上。因此，該壓鑄鋅合金用三價(jià)鉻鈍化液可實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)鋅合金六價(jià)鉻鈍化液的替代。
[0009]
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例1
鈍化液全部采用市售工業(yè)純級原材料配制。稱取Cr2(SO4)3WH2O 3 g,K2ZrF6 0.5 g，KAl(SO4)2.12H20 0.1 g，混合添加劑0.5 g ;常溫常壓下，將三價(jià)鉻鹽溶解于適量水，邊攪拌邊加入鋯鹽和KAl (SO4)2.12H20，繼續(xù)攪拌使其完全溶解；然后加入混合添加劑，攪拌均勻；最后補(bǔ)加水至10 L。
[0011]操作工藝流程為:
(1)除油:將壓鑄鋅合金浸入除油劑，以除去表面的油潰；
(2)清洗:用清水將鋅合金表面的除油劑洗凈，清洗兩次；
(3)鈍化:將清洗好的壓鑄鋅合金浸入配制好的三價(jià)鉻鈍化液中，調(diào)整鈍化液工作pH值為3.3，工作溫度為33 °C，鈍化時(shí)間為15分鐘；
(4)清洗:用清水將鋅合金表面的鈍化液洗凈，清洗兩次；
(5)燙干:在70~80°C的熱水中浸泡I分鐘；
(6)吹干或甩干:將燙干后的鋅合金件即時(shí)用氣槍吹干。
[0012]通過上述方法處理的鋅合金工件，其表面生成的鈍化膜色澤白亮，呈藍(lán)白色；耐中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)可達(dá)96小時(shí)，腐蝕面積小于5 %(中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)采用GB/T 10125-2012《人造氣氛腐蝕試驗(yàn)鹽霧試驗(yàn)》所規(guī)定的方法)。
[0013]實(shí)施例2
鈍化液全部采用市售工業(yè)純級原材料配制。稱取三價(jià)鉻鹽Cr2 (SO4) 3.6Η20 4 g，K2ZrF6I g, KAl(SO4)2.12H20 0.5 g，混合添加劑 I g。
[0014]配制方式和操作工藝流程同實(shí)施例1，配制成10 L鈍化工作液。調(diào)節(jié)鈍化液工作的PH值為3.7，工作溫度為37 0C，鈍化時(shí)間為25分鐘。[0015]通過上述方法處理的鋅合金工件，其表面生成的鈍化膜色澤白亮，呈藍(lán)白色；耐中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)可達(dá)132小時(shí)，腐蝕面積小于5 % (中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)采用GB/T10125-2012《人造氣氛腐蝕試驗(yàn)鹽霧試驗(yàn)》所規(guī)定的方法)。
[0016]實(shí)施例3
鈍化液全部采用市售工業(yè)純級原材料配制。稱取三價(jià)鉻鹽CrCl3.6H20 3 g，ZrOCl2.8H20 0.5 g, KAl (SO4)2.12H20 0.1 g，混合添加劑 0.5 g。
[0017]配制方式和操作工藝流程同實(shí)施例1，配制成10 L鈍化工作液。調(diào)節(jié)鈍化液工作的PH值為3.3，工作溫度為33 0C，鈍化時(shí)間為15分鐘。
[0018]通過上述方法處理的鋅合金工件，其表面生成的鈍化膜色澤白亮，呈藍(lán)白色；耐中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)可達(dá)96小時(shí)，腐蝕面積小于5 %(中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)采用GB/T 10125-2012《人造氣氛腐蝕試驗(yàn)鹽霧試驗(yàn)》所規(guī)定的方法)。
[0019]實(shí)施例4
鈍化液全部采用市售工業(yè)純級原材料配制。稱取三價(jià)鉻鹽CrCl3.6H20和Cr2 (SO4) 3.6H20 各 2 g，ZrOCl2.8H20 和 K2ZrF6 各 0.5 g, KAl (SO4) 2.12H20 0.5 g,混合添加劑I g。
[0020]配制方式和操作工藝流程同實(shí)施例1，配制成10 L鈍化工作液。調(diào)節(jié)鈍化液工作的PH值為3.7，工作溫度為37 0C，鈍化時(shí)間為25分鐘。
`[0021]通過上述方法處理的鋅合金工件，其表面生成的鈍化膜色澤白亮，呈藍(lán)白色；耐中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)可達(dá)132小時(shí)，腐蝕面積小于5 % (中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)采用GB/T10125-2012《人造氣氛腐蝕試驗(yàn)鹽霧試驗(yàn)》所規(guī)定的方法)。
[0022]實(shí)施例5
鈍化液全部采用市售工業(yè)純級原材料配制。稱取三價(jià)鉻鹽CrCl3.6H20和Cr2 (SO4) 3.6H20 各 2 g，ZrOCl2.8H20 和 K2ZrF6 各 0.5 g, KAl (SO4) 2.12H20 0.5 g,混合添加劑I g。
[0023]配制方式和操作工藝流程同實(shí)施例1，配制成10 L鈍化工作液。調(diào)節(jié)鈍化液工作的PH值為3.5，工作溫度為35 0C，鈍化時(shí)間為20分鐘。
[0024]通過上述方法處理的鋅合金工件，其表面生成的鈍化膜色澤白亮，呈藍(lán)白色；耐中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)可達(dá)108小時(shí)，腐蝕面積小于5 % (中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)采用GB/T10125-2012《人造氣氛腐蝕試驗(yàn)鹽霧試驗(yàn)》所規(guī)定的方法)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于處理壓鑄鋅合金的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化液，其特征在于其組分及含量分別為:三價(jià)鉻鹽 0.3~0.4 g/L，鋯鹽 0.05~0.1 g/L, KAl (SO4)2.Iffi2O 0.θ1~θ.05 g/L，混合添加劑 0.05、.1 g/L，余量為水；混合添加劑為(NH4)2Mo04、Na2WO4.2H20 和 Ce(SO4)2.4H20 質(zhì)量比2:1:1混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理壓鑄鋅合金的三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化液，其特征在于三價(jià)鉻鹽為Cr2 (SO4) 3.6H20或CrCl3.6H20,或兩者任意比混合物；鋯鹽為K2ZrF6或ZrOCl2.8H20，或兩者任意 比混合物。
【文檔編號】C23C22/44GK103866309SQ201410134051
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】石燕, 汪曉琴, 張梓梁, 張俊豪 申請人:西南大學(xué)