一種用于處理壓鑄鋅合金的三價鉻藍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鉻藍白鈍化液，其組分及含量分別為：三價鉻鹽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；該三價鉻鈍化液中，六價鉻、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限量標準的要求；其生產(chǎn)設備簡單、成本低廉；經(jīng)該三價鉻鈍化液處理后，壓鑄鋅合金表面色澤白亮，略顯藍白色；鈍化膜層的耐中性鹽霧腐蝕時間可達96小時以上。該壓鑄鋅合金用三價鉻鈍化液可實現(xiàn)對傳統(tǒng)鋅合金六價鉻鈍化液的替代。
【專利說明】一種用于處理壓鑄鋅合金的三價鉻藍白鈍化液
[0001]【技術領域】
本發(fā)明屬于金屬表面處理與防腐【技術領域】，具體涉及一種用于處理壓鑄鋅合金的三價鉻藍白鈍化液。
[0002]技術背景
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，例如熔點低、流動性好、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)生嚴重的影響。因此，為了提高鋅合金的表面質量和延長其使用壽命，需要對其進行表面處理。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化膜對基體金屬具有良好的防蝕性能。然而，六價鉻則被公認為是一種毒性極強的致癌物質和嚴重污染環(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)品中六價鉻含量不能超過1000ppm。與六價鉻鈍化相比，三價鉻鈍化最主要的優(yōu)點是它的毒性只有六價鉻的I %，且廢水易于處理，其是代替六價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鉻鈍化液，或價格昂貴，或耐中性鹽霧腐蝕時間不長。因而有必要研制一種性能優(yōu)異、價格相對較低的壓鑄鋅合金用三價鉻鈍化液。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有鋅合金三價鉻鈍化技術存在的缺點和問題，提供一種用于處理壓鑄鋅合金的三價鉻藍白鈍化液。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間達96小時以上，鈍化膜層表面色澤白亮，略顯藍白色。
[0004]本發(fā)明的具體技術解決方案如下:
一種用于處理壓鑄鋅合金的三價鉻藍白鈍化液，其組分及含量分別為:三價鉻鹽 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鉻藍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，補足水；接著用稀硫酸或稀氫氧化鈉溶液調節(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鉻藍白鈍化工作液。
[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節(jié)；鈍化液工作溫度為33~37 V ;鈍化液鈍化時間為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鉻藍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用氣槍或脫水桶吹干或甩干。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明所述的一種用于處理壓鑄鋅合金的三價鉻藍白鈍化液，其六價鉻、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限量標準的要求；其生產(chǎn)設備簡單、成本低廉，與同類六價鉻鈍化液成本相當，甚至更低，廢水處理更加簡單；使用時不改變原有六價鉻的工藝條件和使用設備；經(jīng)該三價鉻鈍化液處理后的壓鑄鋅合金表面色澤白亮,略顯藍白色；鈍化膜層的耐中性鹽霧腐蝕時間可達96小時以上。因此，該壓鑄鋅合金用三價鉻鈍化液可實現(xiàn)對傳統(tǒng)鋅合金六價鉻鈍化液的替代。
[0009]
【具體實施方式】
[0010]實施例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鉻鈍化液中，調整鈍化液工作pH值為3.3，工作溫度為33 °C，鈍化時間為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，呈藍白色；耐中性鹽霧腐蝕試驗可達96小時，腐蝕面積小于5 %(中性鹽霧腐蝕試驗采用GB/T 10125-2012《人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗》所規(guī)定的方法)。
[0013]實施例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施例1，配制成10 L鈍化工作液。調節(jié)鈍化液工作的PH值為3.7，工作溫度為37 0C，鈍化時間為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，呈藍白色；耐中性鹽霧腐蝕試驗可達132小時，腐蝕面積小于5 % (中性鹽霧腐蝕試驗采用GB/T10125-2012《人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗》所規(guī)定的方法)。
[0016]實施例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施例1，配制成10 L鈍化工作液。調節(jié)鈍化液工作的PH值為3.3，工作溫度為33 0C，鈍化時間為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，呈藍白色；耐中性鹽霧腐蝕試驗可達96小時，腐蝕面積小于5 %(中性鹽霧腐蝕試驗采用GB/T 10125-2012《人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗》所規(guī)定的方法)。
[0019]實施例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施例1，配制成10 L鈍化工作液。調節(jié)鈍化液工作的PH值為3.7，工作溫度為37 0C，鈍化時間為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，呈藍白色；耐中性鹽霧腐蝕試驗可達132小時，腐蝕面積小于5 % (中性鹽霧腐蝕試驗采用GB/T10125-2012《人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗》所規(guī)定的方法)。
[0022]實施例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施例1，配制成10 L鈍化工作液。調節(jié)鈍化液工作的PH值為3.5，工作溫度為35 0C，鈍化時間為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，呈藍白色；耐中性鹽霧腐蝕試驗可達108小時，腐蝕面積小于5 % (中性鹽霧腐蝕試驗采用GB/T10125-2012《人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗》所規(guī)定的方法)。
【權利要求】
1.一種用于處理壓鑄鋅合金的三價鉻藍白鈍化液，其特征在于其組分及含量分別為:三價鉻鹽 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 質量比2:1:1混合物。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于處理壓鑄鋅合金的三價鉻藍白鈍化液，其特征在于三價鉻鹽為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