[发明专利]用于在锌或锌合金上形成黑色不含6价铬的化学转化膜的处理溶液

说明书

技术领域

本发明涉及与酸性、中性、碱性的镀锌浴种类以及有无镍共析无关、用于形成黑色、光泽外观及耐腐蚀性均匀稳定的黑色3价铬化学转化膜的处理溶液，以及形成黑色3价铬化学转化膜的方法。

背景技术

钢铁原料上镀锌和锌镍合金具有通过牺牲自身而防腐蚀的作用来保护铁的性质，其作为钢铁的防腐蚀方法被广泛使用。另外，单独镀锌或锌镍耐腐蚀性并不充分，从而在产业界广泛采用镀锌或锌镍后用含6价铬的铬酸处理，即所谓的铬酸盐处理。但是，有报告指出，近年由于酸雨的影响，出现了6价铬由废弃的汽车或家电制品中溶出，污染土壤和地下水，影响生态体系，进而对人体产生不良影响的连锁反应，从而替代6价铬酸盐被膜成为应该紧急应对的技术课题。

其中一种替代技术就是使用3价铬的耐腐蚀性被膜。例如，特开2000-54157号公报提出了含有3价铬、磷和钼等金属盐的化学转化处理，然而我们进行了确认试验，结果不能再现令人满意的黑色外观和耐腐蚀性。另外，特开2000-509434号公报提出了含有3价铬和硝酸、有机酸、钴等金属盐的化学转化处理。采用该方法，优点在于3价铬浓度高达5-100g/L，由于高温处理因而能够得到良好的耐腐蚀性，但是缺点在于不能得到稳定的耐腐蚀性。另外，处理液中的3价铬浓度高，大量使用有机酸，因此水处理困难，而且处理后生成的泥浆也变得很多。这就是与产生大量废弃物，增加环境负荷相关的缺点。而且，还存在由于镀锌浴种类以及镍共析的差别导致化学转化膜的黑色和光泽外观区别很大的问题。另外，还存在下述问题，即，如果要得到工业上均匀的黑色、光泽外观和耐腐蚀性，或者离不开处理液的高温化，或者pH和各组成成分浓度的许可范围狭窄。

专利文献1：特开2000-54157号公报

专利文献2：特开2000-509434号公报

发明内容

本发明的目的在于提供与酸性、中性、碱性的镀锌浴种类以及有无镍共析无关、用于形成黑色、光泽外观且耐腐蚀性均匀稳定的黑色3价铬化学转化膜的处理溶液，以及形成黑色3价铬化学转化膜的方法。

本发明是基于下述发现而完成的，即，使酸性、中性、碱性的各镀浴种类中的镀锌或镀锌合金析出后，使用甲酸或其盐作为3价黑色化学转化处理溶液中含有的缓冲成分可以有效解决上述问题。也就是说，本发明提供用于在锌或锌合金上形成黑色不含6价铬的化学转化膜的处理溶液，其含有：3价铬离子；能够与3价铬形成水溶性络合物的螯合剂；选自钴离子、镍离子和铁离子中的1种以上金属离子；以及作为氢离子浓度缓冲剂的甲酸或其盐。

另外，本发明还提供一种化学转化处理方法，其中，在锌或锌合金上用上述处理溶液进行化学转化处理形成黑色不含6价铬的化学转化膜时，处理溶液的温度在10-50℃的范围。

此外，本发明还提供一种被覆锌或锌合金的金属，其在锌或锌合金上，具有用上述处理溶液进行化学转化处理而形成的黑色不含6价铬的化学转化膜。

采用本发明，可以在镀锌或锌合金上生成黑色的3价铬化学转化膜。通过该方法得到的镀制品，除了镀锌和锌合金本身的耐腐蚀性以外，还同时具有3价铬被膜具有的优良的耐腐蚀性。另外，本发明与酸性、中性、碱性的镀锌浴种类以及有无镍共析无关，可以形成黑色、光泽外观且耐腐蚀性均匀稳定的黑色3价铬化学转化膜，因此可以期待今后在各个领域被广泛利用。

具体实施方式

作为本发明中使用的基体，可以例举铁、镍、铜等各种金属、以及它们的合金、或者进行了锌置换处理的铝等金属或合金的板状物、长方体、圆柱、圆筒、球状物等各种形状的物体。

上述基体采用常规方法进行镀锌或锌合金。为了在基体上析出镀锌，可以采用硫酸浴、氟硼酸盐浴、氯化钾浴、氯化钠浴、氯化铵-氯化钾浴等酸性或中性浴，氰化物浴、锌酸盐浴、焦磷酸浴等碱性浴中的任何一种，特别优选氰化物浴。另外，镀锌合金可以采用氯化铵浴、有机螯合物浴等碱性浴中的任何一种。

另外，作为镀锌合金，可以例举镀锌-铁合金、镍共析率5-20％的镀锌-镍合金、镀锌-钴合金、镀锡-锌合金等。优选镀锌-镍合金。基体上析出的镀锌或锌合金的厚度可以为任意，但优选为1μm以上厚，更优选为5-25μm厚。

在本发明中，这样在基体上析出镀锌或锌合金后，必要的场合，进行水洗或者水洗后进行硝酸活化处理，然后使用本发明的用于形成黑色不含6价铬的化学转化膜的处理溶液进行浸渍处理等。