[发明专利]一种无铬钢铁表面处理液

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁表面处理技术，特别是一种无铬钢铁表面处理液。

背景技术

钢铁占金属材料使用量的90%以上,是日常生活中应用最广泛、然而却最容易腐蚀的金属，全世界每年生产的钢铁产品有近30%受到不同程度的腐蚀，其中约有10%的钢铁产品将报废。全世界每年因腐蚀造成的经济损失约7000亿美元，约占各国国民经济产值的2%-4%.钢铁设备还因腐蚀造成设备性能下降，使生产安全受到严重威胁、生产效率大幅度下降。

钢铁防腐蚀处理技术有许多，但钢铁表而磷化处理和铬酸盐钝化处理是钢铁腐蚀保护中目前最常用的两种方法。

铬酸盐钝化处理作为一种传统的金属表面加工处理工艺，一直被作为钢铁防腐蚀处理方法广泛使用，传统上将钢板在铬酸或铬酸盐等含铬的处理液中进行浸渍或电解处理，从而在表面形成铬酸盐被膜。更优选地一种方法是在钢铁金属表面镀锌然后进行铬酸盐化学转化处理。例如专利申请号为91102396.8，发明名称为金属镀锌层钝化用铬酸盐组合物及其应用的专利，揭示了一种铬酸盐金属表面处理液组合物及以所述的液对金属镀锌层表面作防腐蚀的橄榄色钝化工艺，该液在含CrO₃、NaHSO₄、NaH₂PO₄的钝化液中，加入AgNO₃0.08-0.2g/l、烷基聚氧乙烯醚0.04-0.1g/l，经该液所作钝化处理后的金属镀锌层具优异的抗腐蚀性能、较大的钝化膜厚和附着力、漂亮、厚重的橄榄绿色泽，同时延长了钝化液的使用寿命和扩大了钝化工艺的使用范围，从而可在严酷的环境中使用。

再例如申请号为94112157.7，发明名称为电镀锌钢板用的多元系反应型钝化处理剂，公开了一种电镀锌钢板用的多元系反应型钝化处理剂，主要有重铬酸盐，金属氯化物和硝酸盐及一定比例的水所组成。处理剂配制简单，成分控制容易，尤其适用于连续带钢生产机组。由于利用NO^3- 作为纯化反应促进剂，因此处理工艺时间短，干燥迅速，而且可以根据工艺要求，使处理后的电镀锌钢板表面的铬含量在10～60mg/m²之间灵活调节。当钢板表面的铬含量在45～50mg/m²时，其耐蚀性(SST)超过96小时。

以上所述表面处理液及表面处理方法虽然能给钢铁提供极好的腐蚀保护，但由于锌资源的日渐紧缺，以及镀锌过程中剧毒氰化物、铬酸盐钝化处理过程中致癌铬酸盐的使用，尤其是铬酸盐处理的产品由于转化膜含有致癌物六价铬，失去使用价值废弃后产生的电子垃圾污染已经对人类环境造成了巨大的危害，而且生产过程中产生的含铬废水处理程序复杂且成本较高。随着全球信息产业的迅猛发展，产品更新换代速度的加快，世界各国每年产生的电子垃圾达百万、千万吨，而几这个数字还在逐年攀升。电子垃圾填埋处理时有毒物渗漏、焚化处理时产生的有毒气体对环境和人类健康造成的极大危害，已经受到了全世界的关注。因此，金属表面铬酸盐转化处理技术这一具有百年历史的传统工艺已经面临着被取消的命运。欧盟2006年7月1日实施的(关于在电子电器设备中限制使用某些有害物质》的RoHS(The Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and ElcctricEquipmcnt)指令，规定从2006年7月1日起，进入欧盟市场的新电子电器产品应不得含有包括六价铬等六种有害物质，其目的在于提高报废电子电器产品的回收及再循环率、减少电子电器产品废料对水源和土壤引起的二次污染、保障社会的可持续发展。我国也于2007年3月1日起执行欧盟RoHS指令，禁止在金属表面处理工艺过程中使用六价铬等有害物质。

虽然上述专利所公开的钝化液，在钢铁或镀锌层表面经上述钝化液处理后，其表面防腐性能大大提高，但钝化液中含有的重金属离子和六价铬，对人类健康和环境生态造成严重的破坏和影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种不含铬的钢铁表面处理液。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

    一种无铬钢铁表面处理液，包括以下成分：

钛盐的质量浓度为0.1～1.5%；

钒化合物的质量浓度为2～15%；

氟化物的质量浓度为5～20%；

水溶性树脂的质量浓度为1～2%；

用于将表面处理液的pH值调为3～4的酸；

钼酸盐的质量浓度为0.5～1.5%；