专利名称：镀锌墨绿色钝化液及其制备方法
技术领域：
本发明属于电镀技术领域，具体地说，是一种镀锌墨绿色钝化液及其制备方法。
背景技术：
由于钢铁基体容易生锈，工业上通常通过电镀锌来加以保护，也就是以锌的牺牲 来保护钢铁基体。但锌是一种化学性质很活泼的金属，工件镀锌后如不进行后处理，镀层很 快就会变暗，并相继出现白色腐蚀物。为了避免这种现象的发生，往往是采用钝化液来对工 件的镀锌层进行钝化处理，使镀锌层表面形成一层钝化膜，以提高其耐腐蚀性。钝化膜形成 后，不但可以大大提高镀锌层的耐腐蚀性，而且镀锌层的外观也变得丰富多彩。根据钝化液 的不同，镀锌层的外观可以呈现彩虹色，也可呈现白色、蓝白色、军绿色、黑色、金黄色等。目 前尚未见到有镀锌墨绿色钝化液及其制备方法的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种镀锌墨绿色钝化液及其制备方法。为实现上述目的，本发明镀锌墨绿色钝化液技术方案的特征是每升溶液的组分 为铬酐20-25(g/L)
磷酸,/(d =1.7)10-11(ml/
硝酸,/(d =1.4)2-2. 5 (ml/
硫酸,/(d =1. 84)2-2. 5 (ml/冰醋酸4_5(ml/L)；硝酸银0. 007-0. 008 (g/L)；余量为去离子水。冰醋酸的量应根据溶液的pH值进行调整，使溶液的pH值不高于1.5。本发明镀锌墨绿色钝化液制备方法的特征是采取以下步骤a、在钝化槽内预先注入适量去离子水，然后按上述组分的量依次加入铬酐、磷酸、 硝酸、硫酸、冰醋酸和硝酸银；b、向钝化槽中补加去离子水至预定液面，搅拌均勻。本发明a步骤中应先加入铬酐后充分搅拌，使其充分溶解后再加入其他组分。所 加入的硝酸银应先用去离子水使其溶解后再加入到钝化槽中。按配制1升溶液的量计，a步 骤中在钝化槽内预先注入的去离子水的量为400-600ml。b步骤完成后用pH试纸测定溶液 的PH值，并用冰醋酸调整使溶液的pH值不高于1. 5。使用本发明镀锌墨绿色钝化液对镀锌工件进行钝化时，形成的镀锌墨绿色钝化膜 是由两价锌、三价铬、六价铬的碱式铬酸盐水合物胶体组成，并在膜的框架结构中还含有黑 色粒子及磷酸盐，以保持膜的墨绿色外观。所形成的钝化膜中的两价锌离子来源于电镀锌层。当锌层进入钝化液时，在金属与钝化液的界面层内，由于酸的存在及铬酐的氧化作用，使金属锌溶解。在此界面层膜内， PH值迅速提高，同时发生六价铬还原为三价铬，三价铬在碱性膜中形成膜的胶体骨架，此时 溶液的酸度不可太高，否则此胶体膜将被氢离子所溶解，故必须严格控制pH值在1 1. 5 的范围内，在膜层中形成PH梯度，使溶液一侧膜的溶解和锌表面一侧膜的形成达成平衡， 此时黑色金属粒子同时扩散到钝化膜中。本发明具有以下有益效果1、使用本发明钝化液对镀锌工件进行钝化，所形成的钝化膜的效果好。镀锌工件 使用本发明钝化液钝化后，形成的钝化膜外观典雅、油亮，光度柔和，绿色调中带有黑色，犹 如涂漆层，与军绿色钝化膜和黑色钝化膜截然不同，且钝化膜的附着力好，表面有很强的憎 水性，耐腐蚀性和附着力好。按照GB9791-2003规定的实验方法进行附着力试验，使用本 发明钝化液所形成的钝化膜，能经受用无粒软橡皮擦手工往复擦拭90次不露底。按GB/ T6458-86规定的试验方法进行耐腐蚀性试验，使用本发明钝化液所形成的钝化膜，经中性 盐雾试验，400小时不出现白色腐蚀物。2、本发明钝化液具有较好的社会效益。目前的电镀工艺中，酸性氯化钾镀锌工艺 是为数不多的绿色环保工艺之一，而本发明钝化液特别适合与该镀锌工艺配伍使用。试验 表明，本发明钝化液对采用酸性氯化钾镀锌工艺的工件进行钝化时，可以显示出其独特的 优势，其形成的钝化膜不但耐腐蚀性强，且色彩鲜艳，光泽度好。3、本发明墨绿色钝化液的制备工艺简单，原料易得，设计合理，便于实施。
图1是墨绿色钝化试样的XRD谱图。
具体实施例方式实施例1、本实施例每升钝化液的组分为铬酐20(g/L)；磷酸/(d=1.7)硝酸/(d=1.4)硫酸/(d=1.84)
ll(ml/L)； 2. 5 (ml/L)； 2. 5 (ml/L)； 4-5(ml/L)； 0. 008(g/L)；冰醋酸硝酸银余量为去离子水。本实施例按照制备2000L钝化液的量计，其制备方法如下a、在容积为3m3的钝化槽内预先注入1000L去离子水，然后按上述组分的比例加 入所需量的铬酐，充分搅拌使其溶解，然后依次加入所需量的磷酸、硝酸、硫酸、冰醋酸和硝 酸银，其中硝酸银应预先放入烧杯中用去离子水溶解后再加入到钝化槽中；b、向钝化槽中补加去离子水，使液体的体积达到2000L，搅拌均勻；C、用pH试纸测定溶液的pH值，若高于1. 5，则用冰醋酸调整至不高于1. 5。用本实施例制得的镀锌墨绿色钝化液对镀锌工件进行钝化，经测试得知其附着力 和耐腐蚀性能均大大高于国标要求。采用英国牛津公司的INCAx-sight能谱仪(EDS)对墨
4绿色钝化膜的表面进行分析，测得墨绿色钝化膜表面元素分布情况见下表
元素0PSCrZnFeWt %35. 734. 422. 24.8. 3548. 061. 21at%66. 4140252. 074. 7821. 860. 64 采用日本理学电机株式会社生产的型号为D/max-rB的X射线衍射仪，在测试条件 为铜靶(Cu-Κα )、管压40kV、管流100mA、扫射速度6° /min、扫描范围30° 90°的条件 下，分析钝化层的相组成，得到墨绿色钝化试样的XRD谱图如图1所示。图中用不同符号标 注出所含的物质，XRD分析结果表明，除了 Zn晶体(镀锌层)以外，还出现了其它物质，它 们分别是 CrPO4、Cr (OH) 3、CrOOH, Cr2O3、Zn (OH) 2、2Zn0 · CrO3 · H2O 和 Zn3 (PO4) 2 · 4H20。实施例2、本实施例每升钝化液的组分为
铬酐25(g/L)；
磷酸/(d= 1.7)10(ml/L)
硝酸/(d = 1.4)2(ml/L)；
硫酸/(d = 1. 84)2(ml/L)；
冰醋I酸4-5 (ml/L)；
硝酸ι银0. 007(g/L)
余量为去离子水。
本实施例的其他技术特征同实施例1。
实施例3、本实施例每升钝化液的组分为
铬酐23(g/L)；
磷酸/(d= 1.7)10(ml/L)
硝酸/(d = 1.4)2. 2 (ml/L)
硫酸/(d = 1. 84)2. 3 (ml/L)
冰醋I酸4-5 (ml/L)；
硝酸ι银0. 008(g/L)
余量为去离子水。
本实施例的其他技术特征同实施例1。
权利要求
一种镀锌墨绿色钝化液，其特征是每升溶液的组分为铬酐 20 25(g/L)；磷酸/(d＝1.7) 10 11(ml/L)；硝酸/(d＝1.4) 2 2.5(ml/L)；硫酸/(d＝1.84)2 2.5(ml/L)；冰醋酸4 5(ml/L)；硝酸银0.007 0.008(g/L)；余量为去离子水。
2.如权利要求1所述的镀锌墨绿色钝化液，其特征是冰醋酸的量根据溶液的PH值进行 调整，使溶液的PH值不高于1.5。
3.一种镀锌墨绿色钝化液的制备方法，其特征是采取以下步骤a、在钝化槽内预先注入适量去离子水，然后依次加入一定量的铬酐、磷酸、硝酸、硫酸、 冰醋酸和硝酸银；b、向钝化槽中补加去离子水至预定液面，搅拌均勻。
4.如权利要求3所述的镀锌墨绿色钝化液的制备方法，其特征是a步骤中加入铬酐后 充分搅拌，使其充分溶解后再加入其他组分。
5.如权利要求3或4所述的镀锌墨绿色钝化液的制备方法，其特征是a步骤中所加入 的硝酸银应先用去离子水使其溶解后再加入到钝化槽中。
6.如权利要求3所述的镀锌墨绿色钝化液的制备方法，其特征是b步骤完成后用pH试 纸测定溶液的PH值，并用冰醋酸调整使溶液的pH值不高于1. 5。
7.如权利要求3所述的镀锌墨绿色钝化液的制备方法，其特征是按配制1升溶液的量 计，a步骤中在钝化槽内预先注入的去离子水的量为400-600ml。
8.如权利要求3所述的镀锌墨绿色钝化液的制备方法，其特征是按配制1升溶液的量 计，a步骤中加入的各组分的量为铬酐磷酸/(d= 1.7) 硝酸/(d= 1.4) 硫酸/(d =1.84) 冰醋酸 硝酸银余量为去离子水。20-25 (g/L)； 10-11 (ml/L) 2-2. 5 (ml/L) 2-2. 5 (ml/L) 4-5(ml/L)； 0. 007-0. 008(g/L)
全文摘要
本发明公开了一种镀锌墨绿色钝化液的组分及其制备方法。其组分的主要成分是铬酐、磷酸、硝酸、硫酸、冰醋酸和硝酸银，其制备方法是在钝化槽内预先注入适量去离子水，依次加入一定量的铬酐、磷酸、硝酸、硫酸、冰醋酸和硝酸银，然后向钝化槽中补加去离子水至预定液面，搅拌均匀。本发明对镀锌工件形成的钝化膜外观典雅、油亮，光度柔和，绿色调中带有黑色，犹如涂漆层，与军绿色钝化膜和黑色钝化膜截然不同，且钝化膜的附着力好，表面有很强的憎水性，耐腐蚀性好。
文档编号C23C22/33GK101899658SQ20091001547
公开日2010年12月1日 申请日期2009年5月27日 优先权日2009年5月27日
发明者曹玉宝, 王宏 申请人:潍坊学院