一种锌(或铝)合金压铸件表面防腐蚀前处理液的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种锌(或铝)合金压铸件表面防腐蚀前处理液，其是由硝酸、氟化氢铵、氟硅酸钠、硼酸、稀土化合物组成的水溶液，其中，65%的硝酸15～30g/L，氟化氢铵50～120g/L，氟硅酸钠1～3g/L，硼酸1～1.5g/L，含镧或含镝的稀土化合物0.1～0.3g/L。室温操作，时间为15～120秒。本发明能有效除去锌(或铝)合金压铸件表面所形成的极薄氧化膜与表面污物等，并在显露出金相组织的基体表面生成具有多微孔性结构与耐腐蚀性好的渗透膜，进而使电泳涂层的结合力、附着力、防腐能力及其使用寿命大大提高。本发明配方合理，适用范围广，成膜迅速，稳定性高。
【专利说明】一种锌(或铝)合金压铸件表面防腐蚀前处理液
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种防腐蚀渗透膜处理液，具体地说是一种锌(或铝)合金压铸件表面电泳涂装前防腐蚀前处理液。
【背景技术】
[0002]锌合金或铝合金压铸使形状复杂的零件一次成型，具有生产效率高、易于实现机械化和自动化、材料利用率高、价格低廉、铸件尺寸精度高等特点。由于重量轻、有一定的强度及表面光亮度，故广泛应用于日用五金、轻工、家电、箱包配件、家具、机械、电子、汽车工业、玩具和工艺品等诸多行业。
[0003]由于锌或铝是两性氧化物，化学稳定性较差，与强酸、强碱均发生强烈的化学反应，因此，锌(或铝)合金压铸件使用前必须进行适当的表面处理，以提高其耐蚀性，从而达到防护和装饰的目的。在诸多的锌(或铝)合金压铸件表面处理方法中，由于电泳涂装具有结合力与附着力强、防腐功能最佳、交联密度(密着性)高、机械性能及耐化学药品性能优异、外观好、泳透力高、安全性与环保好、成本低等特点，故其是目前最好与公认的表面处理方法。然而，锌(或铝)合金压铸件不但表面光滑，而且其电位较负，表面极易生成氧化膜，它严重影响电泳涂层与基体金属的结合力与附着力。去除氧化膜，增强电泳涂层与基体金属的结合力与附着力是至关重要的环节。但目前这方面的研究报道很少。
[0004]中国专利申请CN201310364134公开了一种用于汽车热镀锌板表面阴极电泳前处理液，包括有机硅烷、硝酸锰、氧化锌、磷酸、硝酸镍、磷酸亚铁。中国专利申请CN201310023256公开了一种锌合金压铸件电镀前处理的酸洗方法，将原有含氢氟酸或硫酸的强酸性酸洗液复配成含有机酸和表面活性剂的弱酸性酸洗液。中国专利申请CN201410074364公开了一种铝合金表面处理液，包括氟硅酸铵和其它不含铝的氟化合物。但是，上述处理液或方法不同程度上存在一些问题，难以满足实际需求。其问题为:电泳涂层结合力与附着力非常差，易起泡、起皮与脱落，耐腐蚀性与涂层的使用寿命短，涂层质量与合格率较低，从而限制了锌(或铝)合金压铸件的推广使用；适用范围窄，操作繁琐，工人劳动强度大，工效低；处理液稳定性差，维护麻烦与浪费大，处理成本高；废气溢出伤人，废水废液不易处理，对人体危害和环境污染大。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种配方合理，工艺简单，成膜迅速，容易控制，适用范围广，无废气溢出，综合成本低的锌(或铝)合金压铸件表面防腐蚀前处理液。
[0006] 本发明解决上述技术问题采用的技术方案是:一种锌(或铝)合金压铸件表面防腐蚀前处理液，其特征是:其是由硝酸、氟化氢铵、氟硅酸钠、硼酸、稀土化合物组成的水溶液，其中各组成成分的含量为:65%的硝酸(HNO3) 15~30g/L，氟化氢铵(NH4HF2)50~120g/L，氟硅酸钠(Na2SiF6) I~3g/L，硼酸(H3BO3) I~1.5g/L，含镧或含镝的稀土化合物0.1~0.3g/L。
[0007]本发明优选的溶液配方是:65%的硝酸(HNO3) 20g/L,氟化氢铵(NH4HF2) 80g/L,氟硅酸钠(Na2SiF6) 2g/L，硼酸(H3BO3) 1.2g/L，含镧或含镝的稀土化合物0.2g/L。
[0008]本发明可除去锌合金或铝合金压铸件表面的氧化膜与表面污物等，使之显露出新鲜金相组织，提高了基体表面的活性，并在基体表面生成微观粗糙不平的渗透膜，使电泳涂层与基体的接触表面积增加，造成两者之间的机械咬合作用，明显增强了电泳涂层的附着力与结合力。对照现有技术，本发明配方合理，工艺简单，成膜迅速，容易控制，适用范围广，无废气溢出，综合成本低，对人体危害和环境污染小，是一种理想的锌(或铝)合金压铸件表面防腐蚀前处理液，适合于锌(或铝)合金压铸件表面阴极电泳前处理使用。
【具体实施方式】
[0009]下面结合实施例对本发明做进一步说明。
[0010]一种锌(或铝)合金压铸件表面防腐蚀前处理液，其是由硝酸、氟化氢铵、氟硅酸钠、硼酸、稀土化合物组成的水溶液，其中各组成成分的含量为:浓度6 5 %的硝酸(HNO3) 15 ~30g/L，氟化氢铵(NH4HF2) 50 ~120g/L，氟硅酸钠(Na2SiF6) I ~3g/L，硼酸(H3BO3) I~1.5g/L，含镧或含镝的稀土化合物0.1~0.3g/L。
[0011] 本发明溶液中硝酸的作用是除去锌合金或铝合金压铸件表面的氧化膜、零件勾纹内的残余碱液、表面污物与硅化合物等，使之显露出新鲜金相组织，提高了基体表面的活性。氟化氢铵与氟硅酸钠协助硝酸完成以上作用，同时在基体表面生成微观粗糙不平的防腐蚀渗透膜，此膜能渗透到基体表面内部，同基体的结合力很好，且能防止氧化膜再产生。硼酸在溶液成分消耗过程中起络合与缓冲作用，有利于工作液的稳定。稀土化合物可细化膜层晶粒，进一步增强膜层的防腐蚀能力。
[0012]本发明溶液的配制方法是:在槽中注入总体积1/4的纯水，边搅拌边依次加入计算量的硝酸、氟化氢铵、氟硅酸钠与稀土化合物，然后再用少量热水充分溶解计算量的硼酸后加入槽液中，最后注入纯水至工作液面，搅拌30分钟后静置I小时使用。
[0013]本发明使用时，按配制方法配置溶液，将已做干喷砂(或沙滚光)、超声波清洗与自来水清洗的锌(或铝)合金压铸件放入所述防腐蚀渗透膜处理液中，温度为室温，时间为15~120秒。具体是，先将锌(或铝)合金压铸件干喷砂(或沙滚光)，清除零件表面的油污、氧化皮、毛刺、污垢等缺陷，获得精密光洁的表面。接着放入超声波中清洗，使工件的盲孔、凹槽等部位的毛绒、灰尘颗粒、油污等污垢彻底清洗干净，得到彻底干净的最佳状态。然后用自来水彻底洗净工件表面残余的弱碱液。最后在室温状态下浸泡在本发明防腐蚀前处理液中，时间为15~120秒(一般新配的工作液浓度高时间较短，老工作液浓度低时间稍长)。
[0014]本发明可除去锌合金或铝合金压铸件表面的氧化膜与表面污物等，使之显露出新鲜金相组织，提高了基体表面的活性，并在基体表面生成微观粗糙不平的渗透膜，使电泳涂层与基体的接触表面积增加，造成两者之间的机械咬合作用，明显增强了电泳涂层的附着力与结合力。电泳涂层在固化过程中会产生很大的内应力，防腐蚀渗透膜的存在可以有效消除涂层中的应力集中，防止涂层开裂。渗透膜具有非常好的防腐蚀能力，大大延长了电泳涂层的使用寿命，充分发挥电泳涂层的防护和装饰作用。参照GB/T9753-2007《色漆和清漆杯突试验》，测试电泳涂层的结合力，结果为:经本发明处理后所得的电泳涂层试片为≤9mm，而现有技术试片为1mm。参照GB/T9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》，测试电泳涂层的附着力，结果为:经本发明处理后所得的电泳涂层试片为O级，而现有技术试片为5级。参照GB/T1771-91《色漆和青漆-耐中性盐雾性能测定》，测试电泳涂层的防腐能力(h)与其使用寿命，结果为:经本发明处理后所得的电泳涂层试片为 ≤ lOOOh，而现有技术试片为< 72h。
[0015]本发明能有效除去锌(或铝)合金压铸件表面所形成的极薄氧化膜与表面污物等，并在显露出金相组织的基体表面生成具有多微孔性结构与耐腐蚀性非常好的渗透膜。此膜对电泳涂层的结合力、附着力、防腐能力与其使用寿命等有显著效果，且电泳涂层的合格率高，无起泡、起皮与脱落缺陷。处理液稳定性高，成膜迅速，消耗少，维护较易与无浪费，使用寿命长，性价比高，综合成本低，无废气溢出，废水废液易处理，故工作环境好，对人体危害和环境污染小。
[0016]本发明适用范围广，既适用于锌合金压铸件，也适用于铝合金压铸件。本发明也适用于各种树脂类型的电泳涂装、喷塑(粉)、喷漆、浸漆等涂层的前处理。而现有技术仅适用锌合金或铝合金压铸件其中的一种，不能二者共用，且对电泳涂层等烘干漆的效果不理想。防腐蚀渗透膜能使阴极或阳极电泳涂层达到最佳性能状态，包括改性环氧、丙烯酸、丙烯酸聚氨酯、聚胺酯等树脂类型的电泳涂层。另外，本发明也适用于各种树脂类型的喷塑(粉)、喷漆、浸漆等涂层的前处理。
[0017]实施例1:一种锌(或铝)合金压铸件表面防腐蚀前处理液，其是由硝酸、氟化氢铵、氟硅酸钠、硼酸、稀土化合物组成的水溶液，其中，浓度65%的硝酸(HN03，) 15g/L，氟化氢铵(NH4HF2) 50g/L，氟硅酸钠(Na2SiF6) lg/L，硼酸(H3BO3) lg/L，稀土化合物(包括含镧或含镝化合物中的一种或二种)0.lg/L。将已做干喷砂(或沙滚光)、超声波清洗与自来水清洗的锌(或铝)合金压铸件放入上述防腐蚀渗透膜处理液中，温度为室温，时间为100~120秒，基体表面生成具有多微孔性结构与耐腐蚀性的渗透膜。处理液无废气溢出，对人体危害和环境污染小。所得的电泳涂层合格率高，无起泡、起皮与脱落缺陷。参照相关标准对其进行检测，结果为:结合力(杯突)为9mm，附着力为O级，耐中性盐雾在做到100h时，零件均未见起泡、脱落与生锈等不良现象。
[0018] 实施例2:—种锌(或铝)合金压铸件表面防腐蚀前处理液，其特征是:其是由硝酸、氟化氢铵、氟硅酸钠、硼酸、稀土化合物组成的水溶液，其中，硝酸(HN03，65%)30g/L，氟化氢铵(NH4HF2) 120g/L,氟硅酸钠(Na2SiF6) 3g/L，硼酸(H3BO3) 1.5g/L，稀土化合物(包括含镧或含镝化合物中的一种或二种)0.3g/L。将已做干喷砂(或沙滚光)、超声波清洗与自来水清洗的锌(或铝)合金压铸件放入上述防腐蚀渗透膜处理液中，温度为室温，时间为15~30秒，基体表面生成具有多微孔性结构与耐腐蚀性好的渗透膜。处理液无废气溢出，对人体危害和环境污染小。所得的电泳涂层合格率高，无起泡、起皮与脱落缺陷。参照相关标准对其进行检测，结果为:结合力(杯突)为9.3mm，附着力为O级，耐中性盐雾在做到100h时，零件均未见起泡、脱落与生锈等不良现象。
[0019]实施例3:—种锌(或铝)合金压铸件表面防腐蚀前处理液，其特征是:其是由硝酸、氟化氢铵、氟硅酸钠、硼酸、稀土化合物组成的水溶液，其中，硝酸(HN03，65%)20g/L，氟化氢铵(NH4HF2) 80g/L，氟硅酸钠(Na2SiF6) 2g/L，硼酸(H3BO3) 1.2g/L，稀土化合物(包括含镧或含镝化合物中的一种或二种)0.2g/L。将已做干喷砂(或沙滚光)、超声波清洗与自来水清洗的锌(或铝)合金压铸件放入上述防腐蚀渗透膜处理液中，温度为室温，时间为15~120秒，基体表面生成具有多微孔性结构与耐腐蚀性好的渗透膜。处理液无废气溢出，对人体危害和环境污染小。所得的电泳涂层合格率高，无起泡、起皮与脱落缺陷。参照相关标准对其进行检测，结果为:结合力(杯突)为9.6_，附着力为O级，耐中性盐雾在做到100h时，零件均未见起泡、脱落与生锈等不良现象。
【权利要求】
1.一种锌(或铝)合金压铸件表面防腐蚀前处理液，其特征是:其是由硝酸、氟化氢铵、氟硅酸钠、硼酸、稀土化合物组成的水溶液，其中各组成成分的含量为:65%的硝酸(HNO3) 15 ~30g/L，氟化氢铵(NH4HF2) 50 ~120g/L，氟硅酸钠(Na2SiF6) I ~3g/L，硼酸(H3BO3) 1~1.5g/L，含镧或含镝化合物中的稀土化合物0.1~0.3g/L。
2.根据权利要求1所述的锌(或铝)合金压铸件表面防腐蚀前处理液，其特征是:所述由硝酸、氟化氢铵、氟硅酸钠、硼酸、稀土化合物组成的水溶液配方是:65%的硝酸(HNO3) 20g/L，氟化氢铵(NH4HF2) 80g/L，氟硅酸钠(Na2SiF6) 2g/L，硼酸(H3BO3) 1.2g/L，含镧或含镝的稀土化合物0.2g/L。
【文档编号】C23G1/12GK104131305SQ201410411551
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】王绪建 申请人:山东威达机械股份有限公司