CN108531899A - 高耐蚀性锌镍合金表面三价铬钝化液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高耐蚀性锌镍合金表面三价铬钝化液及其制备方法，其中，所述制备方法包括如下步骤：S1、提供三价铬盐，将其溶于水中，并进行搅拌加热；S2、向三价铬盐溶液中加入氟化钠，在搅拌条件下反应；S3、待铬离子和氟离子反应完全后，加入硝酸钴和硝酸钠搅拌溶解，继续加入硫酸钠，充分搅拌至完全溶解，得到本发明的三价铬钝化液。本发明的钝化液在整个生产过程中不含有六价铬，且钝化液成分简单，便于废水处理排放。

Description

高耐蚀性锌镍合金表面三价铬钝化液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种钝化液，尤其涉及一种高耐蚀性锌镍合金表面三价铬钝化液及其制备方法。
背景技术
早期的铬酸盐钝化膜主要以六价铬为主盐，形成的膜层性能优良，钝化液稳定性佳。但是，由于六价铬的危害性，目前已展开了对无铬钝化的研究。然而，无铬钝化工艺种类繁杂，工艺也尚不成熟，无法满足工业化要求。而三价铬在酸性条件下也能形成钝化膜，因此三价铬钝化得到了越来越广泛的重视，目前国内外基于三价铬钝化的研究也较多，但这种三价铬钝化体系普遍存在三价铬离子浓度高，且所得膜层效果尤其是耐蚀性远差于六价铬。因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高耐蚀性锌镍合金表面三价铬钝化液的制备方法及其制备方法，以克服现有技术中存在的问题。
为实现上述发明目的，本发明提供一种高耐蚀性锌镍合金表面三价铬钝化液的制备方法，其包括如下步骤：
S1、提供三价铬盐，将其溶于水中，并进行搅拌加热；
S2、向三价铬盐溶液中加入氟化钠，在搅拌条件下反应；
S3、待铬离子和氟离子反应完全后，加入硝酸钴和硝酸钠搅拌溶解，继续加入硫酸钠，充分搅拌至完全溶解，得到本发明的三价铬钝化液。
作为本发明的三价铬钝化液的制备方法的改进，所述S1中，称取60~150克的三价铬盐溶于水中，搅拌加热至60~100℃。
作为本发明的三价铬钝化液的制备方法的改进，所述步骤S2中，向三价铬盐溶液中加入20~80g氟化钠，在搅拌条件下反应2h。
作为本发明的三价铬钝化液的制备方法的改进，在搅拌条件下反应2h，Cr3+浓度约占反应液的1%~10%。
作为本发明的三价铬钝化液的制备方法的改进，所述步骤S3中，待铬离子和氟离子反应完全后，加入20~120克硝酸钴和20~100克硝酸钠搅拌溶解，继续加入20~80克硫酸钠，充分搅拌至完全溶解，得到本发明的三价铬钝化液。
为实现上述发明目的，本发明提供一种高耐蚀性锌镍合金表面三价铬钝化液，其由如上所述制备方法而得。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明的钝化液在整个生产过程中不含有六价铬，且钝化液成分简单，便于废水处理排放。
（2）本发明的钝化液中三价铬离子浓度很低，所得钝化膜无色均匀，耐盐雾性能极佳。锌镍合金在本色钝化封闭后，经GB/T 6461-2002中性盐雾试验240小时无白锈，1000小时无红锈，大大提高了产品质量。实现了三价铬取代六价铬进行钝化。
具体实施方式
下面结合具体地实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
本发明的高耐蚀性锌镍合金表面三价铬钝化液的制备方法包括如下步骤：
S1、提供三价铬盐，将其溶于水中，并进行搅拌加热。
优选地，称取60~150克的三价铬盐溶于水中，搅拌加热至60~100℃。
S2、向三价铬盐溶液中加入氟化钠，在搅拌条件下反应。
优选地，向三价铬盐溶液中加入20~80g氟化钠，在搅拌条件下反应2h。其中，在搅拌条件下反应2h，Cr3+浓度约占反应液的1%~10%。
S3、待铬离子和氟离子反应完全后，加入硝酸钴和硝酸钠搅拌溶解，继续加入硫酸钠，充分搅拌至完全溶解，得到本发明的三价铬钝化液。
优选地，待铬离子和氟离子反应完全后，加入20~120克硝酸钴和20~100克硝酸钠搅拌溶解，继续加入20~80克硫酸钠，充分搅拌至完全溶解，得到本发明的三价铬钝化液。
本发明的钝化液中三价铬盐提供了Cr3+，铬是钝化膜的主要成分，常用的三价铬盐有氯化铬、硝酸铬和硫酸铬等。本发明优选三氯化铬为主盐，因为氯离子既可以作为辅助络合剂又是很好的成膜促进剂，氯离子的加入增强了钝化膜的结合强度。
进一步地，要获得性能良好的钝化膜层，络合剂是关键，根据成膜的不同，选择合适的络合剂。络合剂络合能力过强络合剂浓度过高会使得成膜困难、难以形成，而络合剂能力过弱又会使成膜过快影响膜的质量且影响溶液的稳定性。
针对本发明的无色透明钝化膜的特性，选用氟化物作为主络合剂，得到稳定且成膜速度适中的本色钝化液。此外，鉴于氟化物的强络合能力，本发明中选用硝酸盐作为氧化剂，硫酸盐作为促进剂，辅助成膜，得到性能良好的钝化膜。
下面结合具体地实施例对本发明的制备方法进行举例说明。
实施例1
称取60g三氯化铬溶于860g水中，加热至60~100℃。缓慢加入20g氟化钠，搅拌反应2h，确保铬离子与氟离子完全反应。依次加入20g硝酸钴和20g硝酸钠，搅拌溶解后再加入20g硫酸钠，搅拌至完全溶解，即得到三价铬本色钝化液。
针对本实施例获得的钝化液，按照如下方式对其性能进行检测：
取制备好的钝化液40ml加水配成1L工作液，用20%稀氢氧化钠和20%稀硝酸调整pH至4.0，加热至40℃。镀锌镍合金层在该钝化液中钝化50s，表面无色透明，封闭后做盐雾，小于120h出白锈。
取制备好的钝化液100ml加水配成1L工作液，用20%稀氢氧化钠和20%稀硝酸调整pH至4.0，加热至40℃。镀锌镍合金层在该钝化液中钝化90s，表面无色透明，封闭后做盐雾，小于180h出白锈。
实施例2
称取150g三氯化铬溶于470g水中，加热至60~100℃。缓慢加入80g氟化钠，搅拌反应2h，确保铬离子与氟离子完全反应。依次加入120g硝酸钴和100g硝酸钠，搅拌溶解后再加入80g硫酸钠，搅拌至完全溶解，即得到三价铬本色钝化液。
针对本实施例获得的钝化液，按照如下方式对其性能进行检测：
取制备好的钝化液40ml加水配成1L工作液，用20%稀氢氧化钠和20%稀硝酸调整pH至4.0，加热至40℃。镀锌镍合金层在该钝化液中钝化50s，表面无色透明，封闭后做盐雾，小于180h出白锈。
取制备好的钝化液100ml加水配成1L工作液，用20%稀氢氧化钠和20%稀硝酸调整pH至4.0，加热至40℃。镀锌镍合金层在该钝化液中钝化90s，表面轻微发黄，封闭后做盐雾，小于240h出白锈。
实施例3
称取100g三氯化铬溶于670g水中，加热至60~100℃。缓慢加入50g氟化钠，搅拌反应2h，确保铬离子与氟离子完全反应。依次加入70g硝酸钴和60g硝酸钠，搅拌溶解后再加入50g硫酸钠，搅拌至完全溶解，即得到三价铬本色钝化液。
针对本实施例获得的钝化液，按照如下方式对其性能进行检测：
取制备好的钝化液40ml加水配成1L工作液，用20%稀氢氧化钠和20%稀硝酸调整pH至4.0，加热至40℃。镀锌镍合金层在该钝化液中钝化50s，表面无色透明，封闭后做盐雾，240h无白锈。
取制备好的钝化液100ml加水配成1L工作液，用20%稀氢氧化钠和20%稀硝酸调整pH至4.0，加热至40℃。镀锌镍合金层在该钝化液中钝化90s，表面无色透明，封闭后做盐雾，超240h无白锈。
综上所述，本发明的有益效果是：（1）本发明的钝化液在整个生产过程中不含有六价铬，且钝化液成分简单，便于废水处理排放。（2）本发明的钝化液中三价铬离子浓度很低，所得钝化膜无色均匀，耐盐雾性能极佳。锌镍合金在本色钝化封闭后，经GB/T 6461-2002中性盐雾试验240小时无白锈，1000小时无红锈，大大提高了产品质量。实现了三价铬取代六价铬进行钝化。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种高耐蚀性锌镍合金表面三价铬钝化液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
S1、提供三价铬盐，将其溶于水中，并进行搅拌加热；
S2、向三价铬盐溶液中加入氟化钠，在搅拌条件下反应；
S3、待铬离子和氟离子反应完全后，加入硝酸钴和硝酸钠搅拌溶解，继续加入硫酸钠，充分搅拌至完全溶解，得到本发明的三价铬钝化液。
2.根据权利要求1所述的高耐蚀性锌镍合金表面三价铬钝化液的制备方法，其特征在于，所述S1中，称取60~150克的三价铬盐溶于水中，搅拌加热至60~100℃。
3.根据权利要求1所述的高耐蚀性锌镍合金表面三价铬钝化液的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，向三价铬盐溶液中加入20~80g氟化钠，在搅拌条件下反应2h。
4.根据权利要求3所述的高耐蚀性锌镍合金表面三价铬钝化液的制备方法，其特征在于，在搅拌条件下反应2h，Cr3+浓度约占反应液的1%~10%。
5.根据权利要求1所述的高耐蚀性锌镍合金表面三价铬钝化液的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，待铬离子和氟离子反应完全后，加入20~120克硝酸钴和20~100克硝酸钠搅拌溶解，继续加入20~80克硫酸钠，充分搅拌至完全溶解，得到本发明的三价铬钝化液。
6.一种高耐蚀性锌镍合金表面三价铬钝化液，其特征在于，所述高耐蚀性锌镍合金表面三价铬钝化液由权利要求1至5任一项所述制备方法而得。
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