1.本发明属于金属表面化学转换液技术领域，具体涉及一种热渗镀锌金属表面转换液及其制备方法和使用方法。
背景技术：
2.常规的热渗镀锌金属表面的化学转化膜工艺大体可以分为两种：一种是铬酸盐转换处理法，一种是非铬酸盐转换处理法。虽然铬酸盐转换处理具有许多优越之处，但是由于六价(cr)毒性高，易致癌，液体使用后残留在工件表面不用水洗，会造成工件表面过腐蚀，防腐蚀能力大大降低。使用水洗又会对环境造成的极大污染，水洗后排出的废水极难达标排放且成本极高。
3.许多国家已经严格限制六价铬酸盐的使用与排放，并且随着国3标准的生效，使得六价铬酸盐在金属表面处理中的使用受到极大的限制，因此研制新型三价或无铬金属表面转换液工艺，取代传统铬酸盐转换膜工艺十分必要。
4.众所周知，所有的金属镀层都要通过转换膜的方式，来降低保护层的腐蚀速率。如果镀层不转换，完全靠材料本身的厚度进行保护，不仅会造成原材料的大量浪费，工件的使用期限也会大大降低，过早出现锈蚀现象。
5.目前市场上的所有金属镀层，均是通过转换膜后，都要经过三道逆流水洗，造成大量的工业废水，处理成本极大，并加大了人力物力的投入。
6.现有技术中公开了一种转换液，其包括氟化镁，三聚磷酸钠、氟锆酸、氟硅酸钠、盐酸、硝酸铬、磷酸、乙烯基三乙酰氧基硅烷、硫酸、硝酸钙，水，其要求的ph值为0.5
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1。其使用时，工件热渗镀锌
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工件降温至40
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50度
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转换液浸泡
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一级逆流水洗
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二级逆流水洗
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三级逆流水洗
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干燥
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成品
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包装。
7.现有技术中的上述各种类型的转换液，多存在成膜剂不明显或单一，很难形成复合型金属膜；成膜剂种类过多，出现问题不容易找出原因；促进剂普遍没有，使镀层的金属转换膜致密度不够，盐雾时间短，加速了腐蚀速率，工件提前锈蚀失效。
8.以及现有的转换液络合剂能力不强或配比不当，使镀层金属转换膜形成过快极不稳定，不及时水洗就会造成转换膜老化组织疏松；用酸量过大ph值接近强酸，使金属工件转换提出后，转换液残留在工件表面，如不及时水洗就会造成过快腐蚀，严重者会将镀层腐蚀掉，进而必须及时使用水洗方可完成。同时造成的后果就是大量的废水排出、处理成本极度增加、造成人力物力的浪费、环保上产生大的危害。
技术实现要素：
9.为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种热渗镀锌金属表面转换液及其制备方法和使用方法。
10.本发明所采用的技术方案为：一种热渗镀锌金属表面转换液，所述转换液主要由以下质量份数的原料制备得到：
11.稀土成膜剂10
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100份，成膜剂5
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15份，促进剂10
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20份，络合剂20
‑
150份。
12.上述该热渗镀锌金属表面转换液，是通过稀土成膜剂、成膜剂和工件表面的镀锌层产生化学反应，形成致密的合金层；加以促进剂和络合剂组合而成。该金属表面转换液中通过添加稀土元素，使转换膜层在形成过程中，即使ph值在接近中性的环境下，各原子也能排列致密有序；加入成膜剂和促进剂，保证了在弱酸性环境中，转换的工件不会出现过腐蚀现象，质量稳定，为无需进行水洗创造了有利条件；加入络合剂，使转换膜层在容器内短时间或一定温度下时，反应迟钝，减少了镀锌层的腐蚀反应条件，降低了因镀层腐蚀融化反应，而污染转换液的风险。在后续的使用过程中，降低了纯锌层的溶解速度，转换液不容易老化，大大增加了使用寿命，转换膜盐雾时间长且稳定。
13.作为优选地，所述转换液主要由以下质量份数的原料制备得到：
14.稀土成膜剂50份，成膜剂10份，促进剂15份，络合剂70份。
15.作为优选地，所述稀土成膜剂为氯化镧；
16.所述成膜剂为硝酸铬；
17.所述促进剂为硝酸钴；
18.所述络合剂为氟化钾和氟化镁的混合物；
19.所述氟化钾和氟化镁的体积比为1
‑
9:1
‑
5。
20.氯化镧，一般认为氯化镧包括无水氯化镧以及多水合氯化镧化合物。性状：白色粉末，易吸湿。密度(g/ml,25℃)：3.84。溶解性：溶于水。常温密闭避光，通风干燥处。用于制取金属镧和石油催化剂原料，还可用于贮氢电池材料。
21.硝酸铬，深紫色正交单斜结晶。有氧化性。熔点约60℃。低毒，半数致死量(大鼠经口)325mg/kg。有刺激性。用于玻璃制造、印染及铬催化剂等领域。由三氧化铬与硝酸反应用蔗糖还原制得。外观与性状:淡绿色易潮解粉末。溶解性:易溶于水，溶于乙醇、丙酮，不溶于苯、氯仿、四氯化碳。100℃以上分解。溶于水和乙醇，水溶液加热时渐呈绿色，冷却后又迅速变为红紫色。用于玻璃制造、印染及制备含铬催化剂等。用作水性胶黏剂有交联剂，可提高聚醋酸乙烯乳液的耐水性。
22.硝酸钴，分子式为co(no3)2·
6h2o，为红色棱形结晶，易潮解，溶于水、酸。主要用作颜料、催化剂及用于陶瓷工业。吸入后引起气短、咳嗽等。口服引起腹痛、呕吐。无机氧化剂，在火场中能助长任何燃烧物的火势。外观与性状：红色棱形结晶，易潮解。溶解性：溶于水、酸。稳定性：稳定。要在化学工业中用作催化剂原料，氰化物中毒的解毒剂，制造六亚硝酸钴钠及用作分析测定钾的试剂。也用于陶瓷工业作着色剂，油漆催于剂及制造环烷酸钴的原料。
23.氟化钾，是一种盐，所以又叫钾的氟化盐。白色单斜结晶或结晶性粉末。味咸。易吸湿。溶于水，不溶于乙醇。其水溶液呈碱性，能腐蚀玻璃和瓷器。相对密度：2.454。熔点858℃。中等毒，半数致死量(大鼠，经口)245mg/kg。有刺激性。中文别名：氟化钾,无水氟化钾。性状：无色立方结晶，易潮解。溶解性：溶于水、氢氟酸、液氨，不溶于乙醇。1.用于玻璃雕刻、食物防腐、电镀。可用作焊接助熔剂、杀虫剂、有机化合物的氟化剂、催化剂、吸收剂(吸收hf和水分)等。也是制取氟化氢钾的原料。2.用作分析试剂、络合物形成剂，及用于玻璃雕刻和食物防腐，还用作杀虫剂、氟化剂等。易溶于水，能溶于氢氟酸和液氨，微溶于醇及丙酮。
24.氟化镁，是卤族元素氟和金属元素镁的化合物，一种无色四方晶体或粉末，无味，
难溶于水和醇，微溶于稀酸，溶于硝酸。是一种无色四方晶体或粉末，无味，难溶于水和醇，微溶于稀酸，溶于硝酸。在电光下加热呈弱紫色荧光，其晶体有良好的偏振作用，特别适于紫外线和红外光谱。有毒性。无色结晶或白色粉末。金红石型晶格。微有紫色荧光。极微溶于水(18℃，87mg/l)，微溶于稀酸(特别是硝酸)。相对密度3.18。熔点1248℃。沸点2260℃。致死量(豚鼠，经口)1.0g/kg。有刺激性。
25.一种热渗镀锌金属表面转换液的制备方法，所述制备方法包括按照相应比例选取稀土成膜剂、成膜剂、促进剂和络合剂，加入溶剂，调节ph值并混匀后获得成品。
26.作为优选地，所述溶剂为水，
27.所述稀土成膜剂、成膜剂、促进剂、络合剂和溶剂的体积比为1
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10：0.5
‑
1.5:1
‑
2:2
‑
15:20
‑
150。
28.作为优选地，所述调节ph时，调节剂为硝酸溶液或氢氧化钠溶液；
29.所述硝酸溶液的质量浓度为1
‑
10％；所述氢氧化钠溶液的质量浓度为1
‑
10％。
30.一种热渗镀锌金属表面转换液的使用方法，所述使用方法为在容器中加入热渗镀锌金属表面转换液，选取所需加工工件放入容器中，调节转换液ph值，转换液浸没加工工件后，浸泡完成后取出工件，干燥，完成整个转换过程。
31.作为优选地，调节所述热渗镀锌金属表面转换液ph值时，ph值为4.0
‑
4.3为最佳。
32.作为优选地，所述浸泡时长为5
‑
180秒。
33.作为优选地，所述干燥温度为25
‑
80摄氏度；优选为50摄氏度；
34.所述干燥时长为10
‑
100分钟。
35.本发明的有益效果为：
36.本发明提供了一种热渗镀锌金属表面转换液，是通过稀土成膜剂、成膜剂和工件的镀锌层反应，形成致密的合金层；加以促进剂和络合剂组合而成。
37.该金属表面转换液在使用过程中，通过添加稀土元素，使转换膜层在形成过程中，即使ph值在接近中性的环境下，各原子也能排列致密有序；加入成膜剂和促进剂，保证了在弱酸性环境中，转换的工件不会出现过腐蚀现象，质量稳定，为无需进行水洗创造了有利条件；加入络合剂，使转换膜层在短时间内或一定温度下时，反应迟钝，减少了镀锌层腐蚀反应的条件，降低了因锌层腐蚀融化而污染转换液的风险。后续利用干燥的方式，达到进一步的转换的目的，实现了热渗镀锌金属表面转换后，无需利用水洗进行清洁的目的，实现了污水零排放，节能环保。在整个过程中，降低了镀锌层在容器内的溶解反应速度，转换液不容易老化，大大增加了使用期限，转换膜盐雾时间长且稳定。
38.该热渗镀锌金属表面转换液的制备方法，制备流程简单易懂，易操作，具有安全性。
附图说明
39.图1为实验例盐雾试验中，未经转换液处理(图1中的a)和经过转换液处理(图1中的b)的螺栓、螺母，在实验3小时时的对比实验示意图；
40.图2为实验例盐雾试验中，未经转换液处理(图2中的a)和经过转换液处理(图2中的b)的螺栓、螺母，在图1实验3小时基础上，继续观察48小时的对比实验示意图；
41.图3为实验例盐雾试验中，未经转换液处理(图3中的a)和经过转换液处理(图3中
的b)的螺栓、螺母，在图2实验时长基础上，继续观察48小时的对比实验示意图；
42.图4为实验例盐雾试验中，未经转换液处理(图4中的a)和经过转换液处理(图4中的b)的螺栓、螺母，在图3实验时长基础上，继续观察48小时的对比实验示意图；
43.图5为实验例盐雾试验中，未经转换液处理(图5中的a)和经过转换液处理(图5中的b)的螺栓、螺母，在图4实验时长基础上，继续观察48小时的对比实验示意图；
44.图6为实验例盐雾试验中，未经转换液处理(图6中的a)和经过转换液处理(图6中的b)的螺栓、螺母，在图5实验时长基础上，继续观察48小时的对比实验示意图；
45.图7为实验例盐雾试验中，未经转换液处理(图7中的a)和经过转换液处理(图7中的b)的螺栓、螺母，在图6实验时长基础上，继续观察48小时的对比实验示意图；
46.图8为实验例盐雾试验中，未经转换液处理(图8中的a)和经过转换液处理(图8中的b)的螺栓、螺母，在图7实验时长基础上，继续观察48小时的对比实验示意图。
具体实施方式
47.下面结合具体实施例对本发明做进一步阐释。本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。所用试剂均为可以通过市售购买获得的常规产品。
48.实施例1：
49.一种热渗镀锌金属表面转换液的制备方法，按照相应比例选取氯化镧100克、硝酸铬50克、硝酸钴100克、氟化钾3.4克、氟化镁16.6克，加入水200克，调节ph值为4.0
‑
4.3，并混匀后获得成品。
50.一种热渗镀锌金属表面转换液的使用方法，在容器中加入上述成品转换液，选取所需加工工件放入容器中，调节转换液ph值为4.0
‑
4.3，转换液浸没过加工工件，浸泡180秒后取出工件，在25摄氏度上干燥3小时，转换膜过程完成。
51.实施例2：
52.一种热渗镀锌金属表面转换液的制备方法，按照相应比例选取氯化镧1000克、硝酸铬150克、硝酸钴200克、氟化钾15克、氟化镁135克，加入水1500克，调节ph值为4.0
‑
4.3，并混匀后获得成品。
53.一种热渗镀锌金属表面转换液的使用方法，在容器中加入上述成品转换液，选取所需加工工件放入容器中，调节转换液ph值为4.0
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4.3，转换液浸没加工工件，浸泡5秒后取出工件，在80摄氏度下干燥1小时，转换膜过程完成。
54.实施例3：
55.一种热渗镀锌金属表面转换液的制备方法，按照相应比例选取氯化镧500克、硝酸铬100克、硝酸钴150克、氟化钾450克、氟化镁250克，加入水700克，调节ph值为4.0
‑
4.3，并混匀后获得成品。
56.一种热渗镀锌金属表面转换液的使用方法，在容器中加入上述成品转换液，选取所需加工工件放入容器中，调节转换液ph值为4.0
‑
4.3，转换液浸没过加工工件，浸泡20秒后取出工件，在50摄氏度下干燥1小时，转换膜过程完成。
57.调节剂选用的是硝酸溶液的质量浓度为1
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10％；氢氧化钠溶液的质量浓度为1
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10％。
58.对于上述热渗镀锌金属表面转换液在使用过程中，当浸泡完成后，取出工件，把多余的钝化液倒回容器内，以免造成浪费。对于上述进行浸泡转换时，可通过适当晃动提高反应的均衡性，提高盐雾质量。
59.实验例
60.实验方式：选用6.8级，m20*55的热渗镀锌铁塔螺栓和螺母为实验对象。
61.实验于2021于4月28日9时开始进行盐雾对比实验。
62.检验结果：2021年4月28日12时，未经任何处理过的6.8级热渗镀锌螺栓和螺母，在3小时时即已出现白锈(如图1中a所示)；经过利用上述实施例4转换液钝化工艺处理的螺栓和螺母，未出现任何变化(如图1中b所示)。
63.如图2为实验例盐雾试验中，未经转换液处理(图2中的a)和经过转换液处理(图2中的b)的螺栓、螺母，在图1实验3小时基础上，继续观察48小时的对比实验结果显示图。
64.如图3为实验例盐雾试验中，未经转换液处理(图3中的a)和经过转换液处理(图3中的b)的螺栓、螺母，在图2实验时长基础上，继续观察48小时的对比实验结果显示图。
65.如图4为实验例盐雾试验中，未经转换液处理(图4中的a)和经过转换液处理(图4中的b)的螺栓、螺母，在图3实验时长基础上，继续观察48小时的对比实验结果显示图。
66.如图5为实验例盐雾试验中，未经转换液处理(图5中的a)和经过转换液处理(图5中的b)的螺栓、螺母，在图4实验时长基础上，继续观察48小时的对比实验结果显示图。
67.如图6为实验例盐雾试验中，未经转换液处理(图6中的a)和经过转换液处理(图6中的b)的螺栓、螺母，在图5实验时长基础上，继续观察48小时的对比实验结果显示图。
68.如图7为实验例盐雾试验中，未经转换液处理(图7中的a)和经过转换液处理(图7中的b)的螺栓、螺母，在图6实验时长基础上，继续观察48小时的对比实验结果显示图。
69.如图8为实验例盐雾试验中，未经转换液处理(图8中的a)和经过转换液处理(图8中的b)的螺栓、螺母，在图7实验时长基础上，继续观察48小时的对比实验结果显示图。
70.上述实验结果显示图中，由于未经转换液处理的螺栓和螺母外表面由图3开始即出现呈黄色的物质产生，且随着盐雾试验时长的变化，黄色物质逐渐变多且明显。加之该实验中螺栓和螺母表面发生颜色变化也属于一个重要检验指标，对于实验结果具有直观的体现性，未做灰度处理。
71.上述盐雾试验各显示图表明，未经转换液处理的螺栓和螺母(图1中的a、图2中的a、图3中的a、图4中的a、图5中的a、图6中的a、图7中的a、图8中的a)盐雾试验的结果是：3小时出现白色锈蚀，99小时出现明显红色锈蚀，整体金属表面变化极其明显。
72.经过本技术提供的转化液处理后的螺栓和螺母(图1中的b、图2中的b、图3中的b、图4中的b、图5中的b、图6中的b、图7中的b、图8中的b)其盐雾试验结果是：螺母339小时完好无损，螺栓99小时出现白色锈蚀，339小时出现明显红色锈蚀，整体金属表面变化极其缓慢。
73.从螺母跟螺栓的对比实验得出结论：本体镀锌质量的好坏，会直接影响盐雾试验结果。通常实验工件先从某个点或棱角处发生锈蚀，都是因为工件本身受到损伤所致。
74.本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，均属于本发明的保护范围。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本领域的普通技术人员应当理解，在不背离本发明的范围下，可对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，与此同时
这些修改或者替换，并不会使相应的技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案。