一种镀锌彩色钝化溶液及其钝化工艺
阅读说明：本技术 一种镀锌彩色钝化溶液及其钝化工艺 (Zinc-plating colorful passivation solution and passivation process thereof ) 是由 代文彪 李意刚 杨颖� 王文娟 于 2021-07-27 设计创作，主要内容包括：一种镀锌彩色钝化溶液,包括组分：重铬酸钠、硫酸、硫酸亚铁；所述钝化溶液的各组分配比在每升钝化液中的含量为：重铬酸钠152～175g/L；硫酸8.5～11.6ml/L；硫酸亚铁1.2～1.8g/L；其余为去离子水或蒸馏水。本发明还公开了一种采用上述镀锌彩色钝化溶液对镀锌零件进行彩色钝化的钝化工艺。采用本发明提供的钝化溶液及其钝化工艺,重铬酸钠提供了钝化过程中的主要成分；硫酸在钝化的过程中起到催化的作用,使得零件表面快速成膜；硫酸亚铁将钝化溶液中的六价铬还原成三价铬,为钝化中三价铬维持恒定的含量,保证溶液成分的稳定性,进而使得零件经钝化后外观一致性较好,钝化膜的耐蚀性强,钝化膜在中性盐雾试验出白锈的时间能达96小时以上。(A zinc-plating color passivation solution comprising the components: sodium dichromate, sulfuric acid, ferrous sulfate; the passivation solution comprises the following components in percentage by weight in each liter of passivation solution: 152-175 g/L of sodium dichromate; 8.5-11.6 ml/L of sulfuric acid; 1.2-1.8 g/L of ferrous sulfate; the balance of deionized water or distilled water. The invention also discloses a passivation process for carrying out color passivation on a galvanized part by adopting the galvanized color passivation solution. By adopting the passivation solution and the passivation process thereof provided by the invention, sodium dichromate provides a main component in the passivation process; the sulfuric acid plays a catalytic role in the passivation process, so that the surface of the part is quickly formed into a film; the ferrous sulfate reduces hexavalent chromium in the passivation solution into trivalent chromium, the constant content of the trivalent chromium in passivation is maintained, the stability of the solution components is guaranteed, the appearance consistency of the passivated parts is better, the corrosion resistance of the passivated film is strong, and the time of the passivated film for generating white rust in a neutral salt spray test can reach more than 96 hours.)
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其涉及一种镀锌彩色钝化溶液及其钝化工艺。
背景技术
镀锌层彩色钝化工艺作为一种常用、有效的金属防护手段，被广泛应用于对金属构件钝化外观色彩有特殊要求的场合。钝化处理属一种化学转化膜技术，它是通过化学或电化学等手段，改变金属的表面状态，使金属的电极电位向正方向跃进，成为耐蚀的钝态，显示出耐腐蚀的性能，这层薄膜则称为钝化膜。依据镀锌层钝化膜的不同外观色彩，可将镀锌钝化工艺大致分为:(蓝)白钝化，黑色钝化和彩色钝化。在这三种钝化工艺中，彩色钝化工艺因其钝化后表面颜色丰富，鲜艳的外观色彩，以及极好的装饰性而广受人们青睐。广泛应用于汽车，家电,五金等零部件中，具有广阔的市场前景。
现有技术中采用的镀锌彩色钝化溶液配方主要为：一种是【铬酐、硫酸、硝酸】、另一种是【重铬酸盐、硫酸】。经过产品的现场加工情况和产期的产品加工实践表明：利用【铬酐、硫酸、硝酸】的配方加工的产品，由于产品加工过程中槽液成分变化较快，即使每天分析，添加化工材料后，产品加工时，同样的钝化时间和溶液的温度，早上加工的产品和下午加工的产品，颜色差异较大。经过长期的加工产品，产品外观一致性存在差异。采用【重铬酸盐、硫酸】型的配方，产品钝化后，钝化膜的牢固性较差，零件之间相互摩擦，零件表面就会出项钝化膜擦伤，引起零件外观不一致。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种镀锌彩色钝化溶液及其钝化工艺，旨在解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种镀锌彩色钝化溶液，包括组分：重铬酸钠、硫酸、硫酸亚铁；所述钝化溶液的各组分配比在每升钝化液中的含量为：
重铬酸钠152～175g/L；
硫酸8.5～11.6ml/L；
硫酸亚铁1.2～1.8g/L；
其余为去离子水或蒸馏水。
优选的，每升钝化溶液包括重铬酸钠156.5～172.5g/L。
优选的，每升钝化溶液包括硫酸9.0～11.2ml/L。
优选的，每升钝化溶液包括硫酸亚铁1.35～1.65g/L。
本申请还提供了一种镀锌彩色钝化溶液，包括组分：重铬酸钠、硫酸、硫酸亚铁；所述钝化溶液的各组分配比在每升钝化液中的含量为：
重铬酸钠162.5g/L；
硫酸9.65ml/L；
硫酸亚铁1.55g/L；
其余为去离子水或蒸馏水。
本申请还提供了一种采用上述镀锌彩色钝化溶液对镀锌零件进行彩色钝化的钝化工艺，包括以下步骤：
步骤S1：镀锌零件预处理：对刚镀完锌的镀锌零件进行水洗、出光之后进行清洗，吹干待用；
步骤S2：钝化液的配置：对清洗干净的槽体再用去离子水清洗两次以上；在槽体中加入去离子水或蒸馏水，然后加入重铬酸钠，边加边搅拌，使重铬酸钠完全溶解；将硫酸加入蒸馏水中稀释后沿着槽壁缓慢加入到槽体中；将硫酸亚铁用去离子水或蒸馏水完全溶解后加入到槽体中；静置20～30min即可得到钝化液；
步骤S3：镀锌零件的钝化：将步骤S1中完成预处理的镀锌零件放入步骤S2制备得到的钝化液中进行钝化；钝化温度为室温，钝化时间为8～15S，空气曝停时间1～3S；
步骤S4：镀锌零件钝化后处理：将步骤S3中钝化结束后的镀锌零件在清水槽中进行清洗，将表面残留的钝化液完全清洗掉，清洗温度为室温，清洗时间为5～20S；之后进行干燥、并检验。
优选的，所述镀锌零件为氰化镀锌、无氰酸性镀锌、无氰碱性镀锌、或者热镀锌的镀锌零件。
优选的，在步骤S3中钝化时间为10～14S，空气曝停时间2～3S。
优选的，在步骤S4中清洗时间为10～15S。
优选的，在步骤S3中钝化时间为12S，空气曝停时间3S；在步骤S4中清洗时间为12S。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明所提供的钝化溶液中重铬酸钠提供了钝化过程中的主要成分；由于在钝化的过程中成膜时需要有三价铬在膜层中呈网状结构，在网格中需要六价铬成分进行填充。钝化溶液中的硫酸在钝化的过程中起到催化的作用，使得零件表面快速成膜。硫酸亚铁将钝化溶液中的六价铬还原成三价铬，为钝化中三价铬维持恒定的含量，保证溶液成分的稳定性，进而使得零件经钝化后外观一致性较好。
(2)采用本发明提供的钝化溶液及其钝化工艺，通过控制钝化时间为8～15S，形成的钝化膜牢固、外观颜色呈现带有金黄色的彩虹色，钝化膜的耐蚀性强，钝化膜在中性盐雾试验出白锈的时间能达96小时以上，均超过标准HB5035中规定的72小时。
(3)采用本发明提供的钝化溶液及其钝化工艺，通过控制钝化时空气曝停时间，让钝化后的工件在空气中停留1～3S，可以让钝化膜在空气中进一步的氧化固化，使得钝化膜具有牢固性，在后续工件与工件之间相互轻微摩擦，零件表面也不会有轻微的擦伤，使得钝化膜层遇有一定的耐磨性。
(3)采用本发明提供的钝化溶液及其钝化工艺，通过控制清洗时间为5～20S，既能将工件表面的残留钝化溶液清洗干净，又不会让形成的钝化膜层遭到破坏。若清洗的时间过长，工件表面形成的钝化膜就会颜色变淡影响外观颜色；若清洗时间过短，则不能很好地将工件表面残留的钝化溶液清洗干净。
(4)采用本发明提供的钝化溶液及其钝化工艺，经过三联逆流水洗后，六价铬含量只有0.5～0.6g/L的含量，所以污水处理已相当简单，采用简单的焦亚硫酸钠就能处理。
(5)采用本发明提供的钝化溶液及其钝化工艺，钝化溶液维护简单。100L的钝化溶液能加工3000dm2的镀锌彩色钝化的工件，相对于现有的钝化溶液，增加了钝化面积，可以延长钝化过程中槽液即钝化溶液的分析添加时间。
具体实施方式
下面结合本发明的具体实施方案，进一步说明本发明的技术方案，但本发明的实施方式不限于以下具体实施方案。
实施例一：
一种镀锌彩色钝化溶液，包括组分：重铬酸钠、硫酸、硫酸亚铁；所述钝化溶液的各组分配比在每升钝化液中的含量为：重铬酸钠162.5g/L、硫酸9.65ml/L、硫酸亚铁1.55g/L、其余为去离子水或蒸馏水。
采用上述镀锌彩色钝化溶液对镀锌零件进行彩色钝化，所述镀锌零件为氰化镀锌的镀锌零件，具体包括以下步骤：
步骤S1：镀锌零件预处理：对刚镀完锌的镀锌零件进行水洗、出光之后进行清洗，吹干待用；
步骤S2：钝化液的配置：测量好槽体的体积，按照钝化溶液的各组分配比在每升钝化液中的含量为：重铬酸钠162.5g/L、硫酸9.65ml/L、硫酸亚铁1.55g/L、其余为去离子水或蒸馏水，计算好重铬酸钠、硫酸、硫酸亚铁的用量。对清洗干净的槽体再用去离子水清洗两次以上；在槽体中加入去离子水或蒸馏水，然后加入重铬酸钠，边加边搅拌，使重铬酸钠完全溶解；将硫酸加入蒸馏水中稀释后沿着槽壁缓慢加入到槽体中；将硫酸亚铁用去离子水或蒸馏水完全溶解后加入到槽体中；静置20～30min即可得到钝化液；
步骤S3：镀锌零件的钝化：将步骤S1中完成预处理的镀锌零件放入步骤S2制备得到的钝化液中进行钝化；钝化温度为室温，钝化时间为12S，空气曝停时间3S；
步骤S4：镀锌零件钝化后处理：将步骤S3中钝化结束后的镀锌零件在清水槽中进行清洗，将表面残留的钝化液完全清洗掉，清洗温度为室温，清洗时间为12S；之后进行干燥、并检验。
实施例二：
一种镀锌彩色钝化溶液，包括组分：重铬酸钠、硫酸、硫酸亚铁；所述钝化溶液的各组分配比在每升钝化液中的含量为：重铬酸钠152g/L、硫酸11.6ml/L、硫酸亚铁1.35g/L、其余为去离子水或蒸馏水。
采用上述镀锌彩色钝化溶液对镀锌零件进行彩色钝化，所述镀锌零件为无氰酸性镀锌的镀锌零件，具体包括以下步骤：
步骤S1：镀锌零件预处理：对刚镀完锌的镀锌零件进行水洗、出光之后进行清洗，吹干待用；
步骤S2：钝化液的配置：测量好槽体的体积，按照钝化溶液的各组分配比在每升钝化液中的含量为：重铬酸钠152g/L、硫酸11.6ml/L、硫酸亚铁1.35g/L、其余为去离子水或蒸馏水，计算好重铬酸钠、硫酸、硫酸亚铁的用量。对清洗干净的槽体再用去离子水清洗两次以上；在槽体中加入去离子水或蒸馏水，然后加入重铬酸钠，边加边搅拌，使重铬酸钠完全溶解；将硫酸加入蒸馏水中稀释后沿着槽壁缓慢加入到槽体中；将硫酸亚铁用去离子水或蒸馏水完全溶解后加入到槽体中；静置20～30min即可得到钝化液；
步骤S3：镀锌零件的钝化：将步骤S1中完成预处理的镀锌零件放入步骤S2制备得到的钝化液中进行钝化；钝化温度为室温，钝化时间为15S，空气曝停时间2S；
步骤S4：镀锌零件钝化后处理：将步骤S3中钝化结束后的镀锌零件在清水槽中进行清洗，将表面残留的钝化液完全清洗掉，清洗温度为室温，清洗时间为20S；之后进行干燥、并检验。
实施例三：
一种镀锌彩色钝化溶液，包括组分：重铬酸钠、硫酸、硫酸亚铁；所述钝化溶液的各组分配比在每升钝化液中的含量为：重铬酸钠175g/L、硫酸9.0ml/L、硫酸亚铁1.65g/L、其余为去离子水或蒸馏水。
采用上述镀锌彩色钝化溶液对镀锌零件进行彩色钝化，所述镀锌零件为无氰碱性镀锌的镀锌零件，具体包括以下步骤：
步骤S1：镀锌零件预处理：对刚镀完锌的镀锌零件进行水洗、出光之后进行清洗，吹干待用；
步骤S2：钝化液的配置：测量好槽体的体积，按照钝化溶液的各组分配比在每升钝化液中的含量为：重铬酸钠175g/L、硫酸9.0ml/L、硫酸亚铁1.65g/L、其余为去离子水或蒸馏水，计算好重铬酸钠、硫酸、硫酸亚铁的用量。对清洗干净的槽体再用去离子水清洗两次以上；在槽体中加入去离子水或蒸馏水，然后加入重铬酸钠，边加边搅拌，使重铬酸钠完全溶解；将硫酸加入蒸馏水中稀释后沿着槽壁缓慢加入到槽体中；将硫酸亚铁用去离子水或蒸馏水完全溶解后加入到槽体中；静置20～30min即可得到钝化液；
步骤S3：镀锌零件的钝化：将步骤S1中完成预处理的镀锌零件放入步骤S2制备得到的钝化液中进行钝化；钝化温度为室温，钝化时间为14S，空气曝停时间3S；
步骤S4：镀锌零件钝化后处理：将步骤S3中钝化结束后的镀锌零件在清水槽中进行清洗，将表面残留的钝化液完全清洗掉，清洗温度为室温，清洗时间为15S；之后进行干燥、并检验。
实施例四：
一种镀锌彩色钝化溶液，包括组分：重铬酸钠、硫酸、硫酸亚铁；所述钝化溶液的各组分配比在每升钝化液中的含量为：重铬酸钠156.5g/L、硫酸11.2ml/L、硫酸亚铁1.8g/L、其余为去离子水或蒸馏水。
采用上述镀锌彩色钝化溶液对镀锌零件进行彩色钝化，所述镀锌零件为氰化镀锌的镀锌零件，具体包括以下步骤：
步骤S1：镀锌零件预处理：对刚镀完锌的镀锌零件进行水洗、出光之后进行清洗，吹干待用；
步骤S2：钝化液的配置：测量好槽体的体积，按照钝化溶液的各组分配比在每升钝化液中的含量为：重铬酸钠156.5g/L、硫酸11.2ml/L、硫酸亚铁1.8g/L、其余为去离子水或蒸馏水，计算好重铬酸钠、硫酸、硫酸亚铁的用量。对清洗干净的槽体再用去离子水清洗两次以上；在槽体中加入去离子水或蒸馏水，然后加入重铬酸钠，边加边搅拌，使重铬酸钠完全溶解；将硫酸加入蒸馏水中稀释后沿着槽壁缓慢加入到槽体中；将硫酸亚铁用去离子水或蒸馏水完全溶解后加入到槽体中；静置20～30min即可得到钝化液；
步骤S3：镀锌零件的钝化：将步骤S1中完成预处理的镀锌零件放入步骤S2制备得到的钝化液中进行钝化；钝化温度为室温，钝化时间为10S，空气曝停时间1S；
步骤S4：镀锌零件钝化后处理：将步骤S3中钝化结束后的镀锌零件在清水槽中进行清洗，将表面残留的钝化液完全清洗掉，清洗温度为室温，清洗时间为10S；之后进行干燥、并检验。
实施例五：
一种镀锌彩色钝化溶液，包括组分：重铬酸钠、硫酸、硫酸亚铁；所述钝化溶液的各组分配比在每升钝化液中的含量为：重铬酸钠172.5g/L、硫酸11.6ml/L、硫酸亚铁1.2g/L、其余为去离子水或蒸馏水。
采用上述镀锌彩色钝化溶液对镀锌零件进行彩色钝化，所述镀锌零件为热镀锌的镀锌零件，具体包括以下步骤：
步骤S1：镀锌零件预处理：对刚镀完锌的镀锌零件进行水洗、出光之后进行清洗，吹干待用；
步骤S2：钝化液的配置：测量好槽体的体积，按照钝化溶液的各组分配比在每升钝化液中的含量为：重铬酸钠172.5g/L、硫酸11.6ml/L、硫酸亚铁1.2g/L、其余为去离子水或蒸馏水，计算好重铬酸钠、硫酸、硫酸亚铁的用量。对清洗干净的槽体再用去离子水清洗两次以上；在槽体中加入去离子水或蒸馏水，然后加入重铬酸钠，边加边搅拌，使重铬酸钠完全溶解；将硫酸加入蒸馏水中稀释后沿着槽壁缓慢加入到槽体中；将硫酸亚铁用去离子水或蒸馏水完全溶解后加入到槽体中；静置20～30min即可得到钝化液；
步骤S3：镀锌零件的钝化：将步骤S1中完成预处理的镀锌零件放入步骤S2制备得到的钝化液中进行钝化；钝化温度为室温，钝化时间为8S，空气曝停时间2S；
步骤S4：镀锌零件钝化后处理：将步骤S3中钝化结束后的镀锌零件在清水槽中进行清洗，将表面残留的钝化液完全清洗掉，清洗温度为室温，清洗时间为5S；之后进行干燥、并检验。
对上述实施例一至实施例五进行彩色钝化得到的产品的按照镀锌彩色钝化层质量检验要求进行中性盐雾试验，钝化膜在中性盐雾试验出白锈的时间均能达96小时以上，均超过标准HB5035中规定的72小时，钝化得到的具备良好的耐蚀性能。
上述实施例仅用于说明本发明的具体实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，都应属于本发明的保护范围。