一种锌扩散复合钝化液、制备方法及钝化工艺与流程

本发明涉及金属表面处理，具体涉及一种锌扩散复合钝化液、制备方法及钝化工艺。

背景技术：

1、金属及合金进行表面处理是提高其耐蚀性的有效方法，铬酸盐表面处理虽然能提高金属及合金表面的耐蚀性，但三价铬、六价铬表面处理工艺毒性大，对环境污染严重。而渗锌技术作为一种成熟可靠的金属表面防腐技术，通过将钢铁制件与渗锌剂混合置于渗锌炉中加热，使活性锌原子由表及里地向钢铁制件渗透，在其表面形成锌铁合金层，具有结合力强、耐磨性好、无氢脆等优点。渗锌层虽然硬度高、耐磨性好，但单有渗锌层的工件在潮湿、氯离子含量高的恶劣环境中（如煤矿井下）仍存在一定的腐蚀风险。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种锌扩散复合钝化液，通过磷酸二氢锌、85%磷酸和硝酸锌的复合钝化液，结合季铵化木质素，形成致密均匀且耐潮湿、酸性或高氯离子的防腐外膜。

2、为了实现上述工艺效果，本发明的技术方案为：一种锌扩散复合钝化液，以主要组分的质量之和为100份计，所述复合钝化液包括磷酸二氢锌30~40份、85%磷酸3~5份、硝酸锌8~15份、季铵化木质素0.1~0.3份、促进剂0.2~0.5份、络合剂1~2份和剩余水。

3、进一步的，以主要组分的质量之和为100份计，所述复合钝化液包括磷酸二氢锌32~38份、85%磷酸3.5~4.5份、硝酸锌9~14份、季铵化木质素0.1~0.3份、促进剂0.25~0.45份、络合剂1~2份和剩余水。

4、优选的技术方案为，所述促进剂为亚硝酸钠。

5、优选的技术方案为，所述络合剂为酒石酸、柠檬酸和植酸中的一种或多种。

6、优选的技术方案为，所述络合剂为质量比（4~6）：1的酒石酸和植酸，或所述络合剂为质量比（4~6）：1的柠檬酸和植酸。

7、优选的技术方案为，所述季铵化木质素通过质量比为1：（0.7~0.8）的碱木质素和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵改性获得。

8、优选的技术方案为，所述复合钝化液还包括硝酸镧，所述硝酸镧的添加量为1~2份。

9、本发明的目的之二在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种锌扩散复合钝化液的制备方法，包括以下步骤：

10、s1：将磷酸二氢锌和硝酸锌溶解于去离子水中，得第一复合钝化液；

11、s2：通过85%磷酸调节第一复合钝化液的游离酸度，并依次加入季铵化木质素、络合剂和促进剂，最后用去离子水定容，制得复合钝化液；

12、所述复合钝化液的游离酸度为0.8~1.5，总酸度为30~45，ph值为2.5~3.5。

13、优选的技术方案为，所述s1和s2之间还包括以下步骤：

14、s1’：所述第一复合钝化液中再溶解硝酸镧。

15、本发明的目的之三在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种锌扩散复合钝化液的钝化工艺，将清洁后的工件浸入复合钝化液中形成防腐外膜，所述工件的表面设置有渗锌层，所述复合钝化液的温度为常温。

16、其中，渗锌层的层厚为30~120μm；进一步的，渗锌层的层厚为50~80μm。防腐外膜的膜厚为2~6μm。

17、优选的技术方案为，所述工件的浸渍时间为5~10min。

18、本发明的优点和有益效果在于：

19、复合钝化液通过磷酸二氢锌、85%磷酸和硝酸锌复配，在促进剂和络合剂作用下，形成致密均匀的磷化膜，结合季铵化木质素促进锌离子实现均匀、平整的沉积，避免局部过度沉积，从而抑制锌枝晶的生长，进一步形成平整、致密的防腐外膜，季铵化木质素静电吸附在金属工件表面，还提升了工件在潮湿、酸性或高氯离子环境中的耐腐蚀性能。

1.一种锌扩散复合钝化液，其特征在于，以主要组分的质量之和为100份计，所述复合钝化液包括磷酸二氢锌30~40份、85%磷酸3~5份、硝酸锌8~15份、季铵化木质素0.1~0.3份、促进剂0.2~0.5份、络合剂1~2份和剩余水。

2.根据权利要求1所述的锌扩散复合钝化液，其特征在于，所述促进剂为亚硝酸钠。

3.根据权利要求1或2所述的锌扩散复合钝化液，其特征在于，所述络合剂为酒石酸、柠檬酸和植酸中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的锌扩散复合钝化液，其特征在于，所述络合剂为质量比（4~6）：1的酒石酸和植酸，或所述络合剂为质量比（4~6）：1的柠檬酸和植酸。

5.根据权利要求1所述的锌扩散复合钝化液，其特征在于，所述季铵化木质素通过质量比为1：（0.7~0.8）的碱木质素和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵改性获得。

6.根据权利要求1所述的锌扩散复合钝化液，其特征在于，所述复合钝化液还包括硝酸镧，所述硝酸镧的添加量为1~2份。

7.一种锌扩散复合钝化液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的锌扩散复合钝化液的制备方法，其特征在于，所述s1和s2之间还包括以下步骤：

9.一种锌扩散复合钝化液的钝化工艺，其特征在于，将清洁后的工件浸入复合钝化液中形成防腐外膜，所述工件的表面设置有渗锌层，所述复合钝化液的温度为常温。

10.根据权利要求9所述的锌扩散复合钝化液的钝化工艺，其特征在于，所述工件的浸渍时间为5~10min。