[发明专利]一种用多步处理钝化热浸镀锌的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用多步处理钝化热浸镀锌的方法，属于材料表面处理技术领域。

背景技术

热镀锌是使熔融金属锌与铁基体反应而产生合金层，从而使基体和镀层二者相结合。热浸镀锌具有很多优点，例如，溶化锌均很容易均匀的覆盖在整个钢材表面，包括在凹陷处管件内部，对基体起到全面保护的作用。同时锌层附着力强，使用寿命长。锌层在大气中的消耗是非常缓慢的，约为钢铁腐蚀速率的1/17至1/18，且是可预估的。其寿命远超过其它任何涂层。

然而暴露在空气中的镀锌层如果不采取有效的钝化措施，耐蚀性依然不理想。目前镀锌件最广泛的钝化手段是铬酸盐钝化处理，主要原因是该方法工艺简单、成本低、抗蚀性能好，而且钝化膜有自愈能力。经铬酸盐处理后形成铬/基体金属混合氧化物膜层，膜层中铬主要以六价和三价形式存在。由于六价铬是致癌物质，对人体及环境都有严重危害，随着人们环境意识的增强，必须研究一种取代铬酸盐钝化的方法。

锌的稀土钝化或缓蚀研究始于20世纪80年代初。稀土钝化方法简单，无污染，是一种环境友好的转化膜，可以用来替代六价络钝化。稀土转化膜耐蚀性可能是阴极抑制机理，即认为稀土转化膜对阴极反应活性部位的覆盖，阻碍了氧气和电子在金属表面和溶液之间的转移和传递，从而抑制了腐烛速率。钼与铬同属VIB族元素,钼酸盐作为缓烛剂与络酸盐具有许多相似性,比铬酸盐毒性低,因而拥有更优越的环境适应性。钼酸盐己广泛用作钢铁及有色金属的缓蚀剂和钝化剂。同时又研究表明钼酸盐钝化能够显著提高镀锌层的耐盐雾腐蚀能力，耐蚀效果与铬酸盐钝化相当，在酸性腐蚀介质下甚至优于铬酸盐钝化。钼酸盐钝化处理的方法主要有阳极极化处理、阴极极化处理和化学浸泡处理等。一般认为钼酸盐能与多种分子复合，借分子间协同缓释作用提高耐蚀效率，钼酸盐属于阳极钝化型缓蚀剂，钼酸盐膜能够阻碍锌腐蚀的过程，显著降低腐蚀电流密度，从而阻碍锌的腐蚀。在钼酸盐钝化中，常用的是钼酸盐与磷酸组成的体系，磷酸的加入能显著提高提高膜的结合力。

钼酸盐钝化中，由于膜厚想是决定耐蚀性能及装饰性的重要因素，因此对影响钝化膜形成及其厚度的钝化液浓度、钝化温度和pH值的控制极为重要。通常应使pH<5，以使锌正好处于电位-pH图中的溶解区域。

然而，由于采用单一稀土盐钝化，存在钝化膜厚度不够、耐蚀性不够、钝化盐稳定性不足的缺点。因此，当前的研究方向，是考虑尝试在稀土钝化体系中增加其他无机盐，同时，采用多步钝化处理，以提高钝化膜层的厚度、自愈能力和耐蚀性。

基于此，本发明创新性的采用稀土-钼酸盐两步钝化处理，解决了单一稀土钝化中存在的厚度不够、耐蚀性不够和钼酸盐钝化中存在的钝化膜无自愈能力的问题，使钝化膜的耐蚀性得到了极大的提高。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种用多步处理钝化热浸镀锌的方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用多步处理钝化热浸镀锌的方法，具有以下的钝化液配比和处理过程：

a.   稀土钝化液成分配比

     Ce(NO₃)₃：0.001~2 mol/L；

     H₂O₂：0.05~6 vol/L；

     Na₂SO₄：0.1~2 mol/L；

b.   钼酸盐钝化液成分配比

     Na₂(MoO₄)·2H₂O：4~80g/L；

     ZrF₄：4~40g/L；

     H₂C₂O₄：0.05wt%~15 wt%；

c.   处理过程

1）将稀土钝化液涂覆于镀锌板表面，然后进行固化处理；其中固化温度：50~150℃

固化时间：30min~5h；随后自然冷却，自然冷却时间：20min ~2h；

2）再将钼酸盐钝化液涂覆于步骤1）处理后的镀锌板表面，然后进行固化处理；其中固化温度：100~250℃，固化时间5min~2h；随后自然冷却，自然冷却时间：3~24h。.

与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著的优点：