[发明专利]一种汽车用高强钢表面锆化膜快速成膜的方法

说明书

本发明公开了一种汽车用高强钢表面锆化膜快速成膜的方法，其中的锆基转化液为水溶液，包含1～7g/L的锆化剂、2～8g/L的氧化剂、0.2～10g/L的络合剂和0.2～1.5g/L的促进剂，将预处理后的基体浸泡在调节PH值后的锆基转化液中进行锆化处理。本发明采用低成本的添加剂配制锆基转化液，可处理表面条件较差的高强钢基板，在表面形成耐蚀性，附着力性能优良的锆基转化膜，同时引入新型添加剂改善锆基转化液的成膜性能，做到加速锆化成膜的效果。

技术领域

本发明涉及金属表面化学转化膜制备技术领域，具体涉及一种汽车用高强钢表面锆化膜快速成膜的方法。

背景技术

表面预处理是指在涂装有机涂料和表面处理之前对金属表面进行表面处理，以提高附着力和防腐性能，其中一种预处理方法是使用化学转化膜技术，将预处理溶液沉淀到金属基体上形成致密的转化膜层。传统上最常用的表面预处理方法是磷酸盐转化涂层技术，由于磷化工艺形成的金属表面膜层具有坚硬、连续、不溶性、耐蚀性优良、不导电和较好粘附性等特点，使得其在汽车、农业和家电行业得到了广泛的应用。但随着磷化工艺在环境、能源和工艺等方面的缺陷，其正在被越来越多的替代品取代。

基于此背景下，需要在不影响金属膜层防腐性能的前提下，研发新型的环保型表面转化涂料。目前企业中使用的一种主流的环保性产品为锆基转化膜(又称陶化膜)，锆化液具有以下优点：(1)可在常温、低浓度和较短时间内完成操作；(2)转化处理液中不含重金属镍、亚硝酸盐、铬酸盐等污染物、无需表调，可减轻废水处理的负担；(3)溶液维护方便，在常温下使用，pH控制在3.5～4.5，处理时间8～10分钟，膜厚20～120nm；(4)转化膜的耐蚀性与涂膜的附着力与磷化处理相当；(5)总运作成本比磷化处理低(能耗和水耗也低)；(6)适用于多种金属材料(如钢铁、镁、铝、锌合金等)的涂装前处理(浸渍或喷淋)。

虽然现有技术和一些发表的论文也有提出能够在高强钢表面制备锆基转化膜的方法，但是现有的制备方法在短时间内制备的锆基转化膜存在着裂纹较多，附着力较差和耐蚀性能较低等缺陷，并且将处理时间延长后对锆基转化膜缺陷的改善也并不明显。因此，在此基础上，有必要提供一种新的制备高强钢表面的锆基转化膜的方法，用于改善以上缺陷的同时还能提高高强钢的耐蚀性，从而有效地保护基体。

发明内容

为了解决目前制备高强钢表面锆基转化膜的问题，本发明提供了一种汽车用高强钢表面锆化膜快速成膜的方法，采用低成本的添加剂配制锆基转化液，可处理表面条件较差的高强钢基板，在表面形成耐蚀性，附着力性能优良的锆基转化膜，同时引入新型添加剂改善锆基转化液的成膜性能，做到加速锆化成膜的效果。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种用于制备锆化膜的锆基转化液，包含1～7g/L的锆化剂、2～8g/L的氧化剂、0.2～10g/L的络合剂和0.2～1.5g/L的促进剂，锆基转化液为水溶液。

进一步地，促进剂为氯化钙、氢氧化钙、硝酸钙或醋酸钙中的至少一种。

进一步地，锆化剂为氟锆酸、氟锆酸钾、氟锆酸钠或氟锆酸铵中的至少一种；氧化剂为钨酸钠、钨酸钾或钨酸铵中的至少一种；络合剂为乙二胺乙四酸、焦磷酸钠、焦磷酸钾或柠檬酸钠中的至少一种。

本发明还提供一种上述锆基转化液的制备方法，具体为在容器中依次加入锆化剂、氧化剂、络合剂和促进剂，混合均匀后静置。

本发明还提供一种汽车用高强钢表面锆化膜快速成膜的方法，包括如下制备步骤：

a.基体预处理：将高强钢切割成所需的尺寸，用工业酒精超声清洗，水洗，再用金属碱洗剂在室温下刷洗基体，之后用金属碱洗剂对基体进行超声清洗，水洗，再用硫酸溶液酸洗，水洗，即得到制备锆基转化膜的基体；