[发明专利]一种硅酸盐清洁钝化液制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅酸盐清洁钝化液制备工艺，主要用于钢铁零件表面电镀锌及锌铁合金的后处理工序，属金属材料表面处理技术领域。

技术背景

腐蚀与防腐关系到经济发展和人民生命安全，表面工程技术是解决机械零部件及材料腐蚀与防护最经济有效的手段和方法。

镀锌及锌铁合金是提高钢铁零件抗腐蚀能力的有效途径，目前广泛地应用于造船工业、机械工业、航空、建筑等许多领域中。但在潮湿的环境中，尤其在湿热环境中，镀锌及锌铁合金层易发生腐蚀，使镀层表面形成暗灰色或白色疏松的腐蚀产物——白锈；时间长了会出现红锈，从而失去防腐效果。为了提高镀层的耐蚀性，须对镀层进行钝化处理形成表面钝化膜。

目前几乎所有的镀锌钢板都采用了铬酸盐钝化处理，但由于铬酸盐中六价铬毒性高且易致癌，政府已严格限制铬酸盐的使用和排放；并且“十一五”规划中强调把开发环境保护技术放在优先位置。因此铬酸盐钝化技术正面临严峻挑战，而寻求和采用符合环保要求的无铬钝化技术正成为目前发展的必然趋势。目前国内外镀锌及其合金层上的无铬钝化主要有钼酸盐钝化、稀土金属钝化、硅酸盐钝化、植酸钝化和有机物钝化等，但这些无铬钝化技术其钝化效果还达不到铬酸盐钝化所具有的耐蚀性，或者是费用太高，以至于目前还没有一种无铬钝化工艺能够完全取代铬酸盐钝化工艺，相应的清洁化、低成本、好钝化效果的钝化液及其配制技术也没有。

发明内容

本发明的目的是克服现有镀锌和锌铁合金中钝化技术的不足，提供一种不含有毒物质、制备工艺简单、成本低、所处理产品性能优良的电镀锌及锌铁合金硅酸盐清洁钝化液制备方法。

本发明硅酸盐清洁钝化液配制的技术方案是：首先分别配制硅酸盐溶液和硼酸溶液，再分别量取浓HNO₃和浓H₂SO₄，先后加入已配制好的硅酸盐溶液中并混合均匀，然后与配制好的硼酸溶液混合，再量取分析纯用H₂O₂滴入该混合溶液中，得到含硅酸盐、硼酸、H₂O₂、HNO₃、H₂SO₄、H₂O的混合液，再将溶液的pH值调至1.5～3，最后定容至所需体积。具体配制步骤和方法为：先根据体积总量称取5～20g/L分析纯用硅酸盐，倒入盛有10～30倍质量自来水的烧杯中，用玻璃棒充分搅拌至硅酸盐完全溶解，得到硅酸盐水溶液；再根据体积总量称取2～6g/L分析纯用硼酸，倒入盛有10～30倍质量自来水的烧杯中，用玻璃棒充分搅拌至硼酸完全溶解，得到硼酸水溶液；然后根据体积总量按3～15ml/L用移液管分别量取分析纯用浓HNO₃和浓H₂SO₄，先后慢慢加入溶解完全的硅酸盐溶液中，边加入边用玻璃棒搅拌，直至混合均匀，再把已配制好的硼酸水溶液加入到该配制好的硅酸盐与浓HNO₃和浓H₂SO₄的混合溶液中，边加入边用玻璃棒搅拌，直至混合均匀；之后，再根据体积总量按5～20ml/L用移液管量取分析纯用H₂O₂，加入到已配制好的硅酸盐、浓HNO₃、浓H₂SO₄和硼酸的混合溶液中，边加边用玻璃棒搅拌，直至混合均匀；然后以数字酸度计为工具，用稀H₂SO₄或稀NaOH把已配制好的由硅酸盐、硼酸、H₂O₂、HNO₃、H₂SO₄与H₂O组成的混合溶液的pH值调至1.5～3，并用自来水定容到所需体积，得到含硅酸盐5～20g/L、硼酸2～6g/L、H₂O₂ 5～20ml/L、HNO₃ 3～15ml/L、H₂SO₄ 3～15ml/L、其余为H₂O的清洁型硅酸盐钝化液。