一种用于处理压铸锌合金的三价铬蓝白钝化液的制作方法
【专利摘要】一种用于处理压铸锌合金的三价铬蓝白钝化液，其组分及含量分别为：三价铬盐0.3~0.4g/L，锆盐0.05~0.1g/L，KAl(SO4)2·12H2O?0.01~0.05g/L，混合添加剂0.05~0.1g/L，余量为水；该三价铬钝化液中，六价铬、铅、镉、汞、多溴联苯（PBBs）和多溴联苯醚（PBDEs）的含量均符合欧盟ROHS限量标准的要求；其生产设备简单、成本低廉；经该三价铬钝化液处理后，压铸锌合金表面色泽白亮，略显蓝白色；钝化膜层的耐中性盐雾腐蚀时间可达96小时以上。该压铸锌合金用三价铬钝化液可实现对传统锌合金六价铬钝化液的替代。
【专利说明】一种用于处理压铸锌合金的三价铬蓝白钝化液
[0001]【技术领域】
本发明属于金属表面处理与防腐【技术领域】，具体涉及一种用于处理压铸锌合金的三价铬蓝白钝化液。
[0002]技术背景
锌在地壳中的含量为0.013 %，是重要的金属原材料，其产量和消耗量在铁、铝和铜之后，居第四位。锌合金由于具有诸多优点，例如熔点低、流动性好、易熔焊、钎焊和可塑性加工等，因此具有广泛的用途。但是锌的钝性系数较低，仅0.024，故在自然状态下，锌合金自动形成的氧化膜疏松稀薄不均匀，使得自然形成的氧化膜层下的金属，难以抵御常见腐蚀的危害，这将对产品的性能产生严重的影响。因此，为了提高锌合金的表面质量和延长其使用寿命，需要对其进行表面处理。钝化处理作为一种重要的表面防腐蚀处理手段，普遍运用在许多金属，例如铝、锌、镁等金属及其合金材料上。传统的钝化处理大多以铬酸和铬酸盐等六价铬化合物为处理剂，经钝化处理后在金属表面上形成的铬酸盐转化膜对基体金属具有良好的防蚀性能。然而，六价铬则被公认为是一种毒性极强的致癌物质和严重污染环境的重金属之一，其毒性很大，在自然界中不能自然降解；且易在生物和人体内积聚，能够造成长期性的危害。欧盟ROHS指令中明文规定，电子电气产品中六价铬含量不能超过1000ppm。与六价铬钝化相比，三价铬钝化最主要的优点是它的毒性只有六价铬的I %，且废水易于处理，其是代替六价铬钝化的最具有前途的钝化工艺之一。然而，目前普遍使用的压铸锌合金三价铬钝化液，或价格昂贵，或耐中性盐雾腐蚀时间不长。因而有必要研制一种性能优异、价格相对较低的压铸锌合金用三价铬钝化液。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有锌合金三价铬钝化技术存在的缺点和问题，提供一种用于处理压铸锌合金的三价铬蓝白钝化液。该钝化液不仅环保、成本低廉，而且钝化膜层的耐中性盐雾腐蚀时间达96小时以上，钝化膜层表面色泽白亮，略显蓝白色。
[0004]本发明的具体技术解决方案如下:
一种用于处理压铸锌合金的三价铬蓝白钝化液，其组分及含量分别为:三价铬盐 0.3~0.4 g/L，锆盐 0.05~0.1 g/L, KAl(SO4)2.12H20 0.01~05 g/L，混合添加剂
0.05~0.01g/L，余量为水。三价铬盐为02(504)3*6!120或0(:13.6Η20，或两者任意比混合物；锆盐为K2ZrF6或ZrOCl2.8H20，或两者任意比混合物；混合添加剂为(NH4) 2MoO4、Na2WO4.2H20和Ce(SO4)2.4H20质量比2:1:1混合物。
[0005]本发明所述的一种用于处理压铸锌合金的三价铬蓝白钝化液的制备方法如下:常温常压下，按所述各组分的量，将三价铬盐溶解于适量水，边搅拌边加入锆盐和KAl(SO4)2.12Η20，继续搅拌使其完全溶解；然后加入混合添加剂，搅拌均匀，补足水；接着用稀硫酸或稀氢氧化钠溶液调节钝化液的PH值为3.3^3.7，即得到用于处理压铸锌合金的三价铬蓝白钝化工作液。
[0006]钝化液操作的工艺条件为:钝化液工作pH值3.3^3.7，用稀硫酸溶液或稀氢氧化钠溶液调节；钝化液工作温度为33~37 V ;钝化液钝化时间为15~25分钟。
[0007]本发明所述的一种用于处理压铸锌合金的三价铬蓝白钝化液的使用流程如下:
(1)除油:将压铸锌合金浸入除油剂，以除去表面的油溃；
(2)清洗:用清水将锌合金表面的除油剂洗净；
(3)钝化:将清洗好的压铸锌合金浸入配制好的三价铬钝化液中，钝化液工作pH值为
3.3^3.7，工作温度为33~37°C，钝化时间为15~25分钟；
(4)清洗:用清水将锌合金表面的钝化液洗净；
(5)烫干:在70~80°C的热水中浸泡1分钟；
(6)吹干或甩干:将烫干后的锌合金即时用气枪或脱水桶吹干或甩干。
[0008]本发明的优点是:本发明所述的一种用于处理压铸锌合金的三价铬蓝白钝化液，其六价铬、铅、镉、汞、多溴联苯(PBBs)和多溴联苯醚(PBDEs)的含量均符合欧盟ROHS限量标准的要求；其生产设备简单、成本低廉，与同类六价铬钝化液成本相当，甚至更低，废水处理更加简单；使用时不改变原有六价铬的工艺条件和使用设备；经该三价铬钝化液处理后的压铸锌合金表面色泽白亮,略显蓝白色；钝化膜层的耐中性盐雾腐蚀时间可达96小时以上。因此，该压铸锌合金用三价铬钝化液可实现对传统锌合金六价铬钝化液的替代。
[0009]
【具体实施方式】
[0010]实施例1
钝化液全部采用市售工业纯级原材料配制。称取Cr2(SO4)3WH2O 3 g,K2ZrF6 0.5 g，KAl(SO4)2.12H20 0.1 g，混合添加剂0.5 g ;常温常压下，将三价铬盐溶解于适量水，边搅拌边加入锆盐和KAl (SO4)2.12H20，继续搅拌使其完全溶解；然后加入混合添加剂，搅拌均匀；最后补加水至10 L。
[0011]操作工艺流程为:
(1)除油:将压铸锌合金浸入除油剂，以除去表面的油溃；
(2)清洗:用清水将锌合金表面的除油剂洗净，清洗两次；
(3)钝化:将清洗好的压铸锌合金浸入配制好的三价铬钝化液中，调整钝化液工作pH值为3.3，工作温度为33 °C，钝化时间为15分钟；
(4)清洗:用清水将锌合金表面的钝化液洗净，清洗两次；
(5)烫干:在70~80°C的热水中浸泡I分钟；
(6)吹干或甩干:将烫干后的锌合金件即时用气枪吹干。
[0012]通过上述方法处理的锌合金工件，其表面生成的钝化膜色泽白亮，呈蓝白色；耐中性盐雾腐蚀试验可达96小时，腐蚀面积小于5 %(中性盐雾腐蚀试验采用GB/T 10125-2012《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》所规定的方法)。
[0013]实施例2
钝化液全部采用市售工业纯级原材料配制。称取三价铬盐Cr2 (SO4) 3.6Η20 4 g，K2ZrF6I g, KAl(SO4)2.12H20 0.5 g，混合添加剂 I g。
[0014]配制方式和操作工艺流程同实施例1，配制成10 L钝化工作液。调节钝化液工作的PH值为3.7，工作温度为37 0C，钝化时间为25分钟。[0015]通过上述方法处理的锌合金工件，其表面生成的钝化膜色泽白亮，呈蓝白色；耐中性盐雾腐蚀试验可达132小时，腐蚀面积小于5 % (中性盐雾腐蚀试验采用GB/T10125-2012《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》所规定的方法)。
[0016]实施例3
钝化液全部采用市售工业纯级原材料配制。称取三价铬盐CrCl3.6H20 3 g，ZrOCl2.8H20 0.5 g, KAl (SO4)2.12H20 0.1 g，混合添加剂 0.5 g。
[0017]配制方式和操作工艺流程同实施例1，配制成10 L钝化工作液。调节钝化液工作的PH值为3.3，工作温度为33 0C，钝化时间为15分钟。
[0018]通过上述方法处理的锌合金工件，其表面生成的钝化膜色泽白亮，呈蓝白色；耐中性盐雾腐蚀试验可达96小时，腐蚀面积小于5 %(中性盐雾腐蚀试验采用GB/T 10125-2012《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》所规定的方法)。
[0019]实施例4
钝化液全部采用市售工业纯级原材料配制。称取三价铬盐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,混合添加剂I g。
[0020]配制方式和操作工艺流程同实施例1，配制成10 L钝化工作液。调节钝化液工作的PH值为3.7，工作温度为37 0C，钝化时间为25分钟。
`[0021]通过上述方法处理的锌合金工件，其表面生成的钝化膜色泽白亮，呈蓝白色；耐中性盐雾腐蚀试验可达132小时，腐蚀面积小于5 % (中性盐雾腐蚀试验采用GB/T10125-2012《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》所规定的方法)。
[0022]实施例5
钝化液全部采用市售工业纯级原材料配制。称取三价铬盐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,混合添加剂I g。
[0023]配制方式和操作工艺流程同实施例1，配制成10 L钝化工作液。调节钝化液工作的PH值为3.5，工作温度为35 0C，钝化时间为20分钟。
[0024]通过上述方法处理的锌合金工件，其表面生成的钝化膜色泽白亮，呈蓝白色；耐中性盐雾腐蚀试验可达108小时，腐蚀面积小于5 % (中性盐雾腐蚀试验采用GB/T10125-2012《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》所规定的方法)。
【权利要求】
1.一种用于处理压铸锌合金的三价铬蓝白钝化液，其特征在于其组分及含量分别为:三价铬盐 0.3~0.4 g/L，锆盐 0.05~0.1 g/L, KAl (SO4)2.Iffi2O 0.θ1~θ.05 g/L，混合添加剂 0.05、.1 g/L，余量为水；混合添加剂为(NH4)2Mo04、Na2WO4.2H20 和 Ce(SO4)2.4H20 质量比2:1:1混合物。
2.根据权利要求1所述的一种用于处理压铸锌合金的三价铬蓝白钝化液，其特征在于三价铬盐为Cr2 (SO4) 3.6H20或CrCl3.6H20,或两者任意比混合物；锆盐为K2ZrF6或ZrOCl2.8H20，或两者任意 比混合物。
【文档编号】C23C22/44GK103866309SQ201410134051
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】石燕, 汪晓琴, 张梓梁, 张俊豪 申请人:西南大学