專(zhuān)利名稱(chēng)：一種黃銅表面鈍化液及鈍化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種黃銅表面無(wú)鉻鈍化技術(shù)，屬金屬腐蝕與防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
黃銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電和加工性能，在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。其 標(biāo)準(zhǔn)電位較正，在干燥的大氣中沒(méi)有明顯的腐蝕現(xiàn)象，但在潮濕的環(huán)境、工業(yè)大氣和高溫條 件下比較敏感，導(dǎo)致其在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過(guò)程中的變色和腐蝕。因此需要對(duì)其進(jìn)行 防腐處理，較經(jīng)濟(jì)方便的方法是在黃銅表面進(jìn)行鈍化處理。傳統(tǒng)工藝采用鉻酸鹽鈍化對(duì)銅合金進(jìn)行腐蝕保護(hù)，但隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高， 世界各國(guó)紛紛出臺(tái)了限制和禁止使用六價(jià)鉻的政策。目前常使用苯并三氮唑等有機(jī)緩蝕劑 對(duì)黃銅進(jìn)行鈍化處理，雖然取得了一些成效，但常常不能滿(mǎn)足酸性、堿性、中性不同條件下 的防變色要求，而且防變色時(shí)間不夠持久，不能滿(mǎn)足某些高檔產(chǎn)品對(duì)其裝飾美感的要求。因此，探索出一種對(duì)黃銅表面耐蝕性能好，鈍化液穩(wěn)定，不含鉻，無(wú)毒，廢液易處理 的鈍化工藝具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于黃銅鈍化的鈍化液及 采用該鈍化液對(duì)黃銅進(jìn)行鈍化的方法。解決黃銅在遇到酸性、堿性腐蝕介質(zhì)時(shí)，或在高溫高 濕環(huán)境中比較容易被腐蝕或變色的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的無(wú)鉻鈍化液，包括植酸2. 5 6ml/L、雙氧水9 12ml/ L、硼酸1 7g/L、聚乙二醇-400 2 16ml/L和添加劑1 10g/L。進(jìn)一步，所述無(wú)鉻鈍化液包括植酸5ml/L、雙氧水9ml/L、硼酸6g/L、聚乙二醇-400 16ml/L和硅酸鈉5g/L。進(jìn)一步，所述無(wú)鉻鈍化液包括植酸4ml/L、雙氧水9ml/L、硼酸6g/L、聚乙二 醇-400 16ml/L和 BTA 3g/L。進(jìn)一步，所述添加劑為BTA或硅酸鈉。進(jìn)一步，所述無(wú)鉻鈍化液的pH值為2-4。本發(fā)明的黃銅表面鈍化方法，包括以下步驟
1)對(duì)黃銅表面進(jìn)行清潔處理；
2)清潔后的黃銅加入到上述鈍化液中，鈍化過(guò)程控制鈍化液的溫度為35 45°C， 鈍化時(shí)間為55 65s。進(jìn)一步，包括取干凈的硬毛刷，洗刷干凈黃銅表面的污物。進(jìn)一步，毛刷洗刷黃銅表面污物后，置于堿性除油液中除油，除油過(guò)程在超聲波清 洗器中進(jìn)行，一定時(shí)間后取出，用自來(lái)水沖洗干凈。
進(jìn)一步，將除油過(guò)的黃銅置于酸洗除銹液中除去黃銅表面的氧化皮，一定時(shí)間后 取出，用自來(lái)水沖洗干凈。進(jìn)一步，將除去了氧化皮的黃銅置于化學(xué)拋光液中進(jìn)行化學(xué)拋光處理，使表面更 加平滑光亮，有利于鈍化成膜，一定時(shí)間后取出，用自來(lái)水沖洗干凈。本發(fā)明的無(wú)鉻鈍化液解決黃銅在遇到酸性、堿性腐蝕介質(zhì)時(shí)，或在高溫高濕環(huán)境 中比較容易被腐蝕或變色的問(wèn)題，更重要的是本鈍化液不含鉻，無(wú)毒，廢液易處理。無(wú)鉻鈍化液中包括植酸和雙氧水，植酸和雙氧水含量會(huì)對(duì)黃銅的鈍化效果產(chǎn)生影 響，植酸含量太少，黃銅表面成膜不完整，不能有效抑制雙氧水對(duì)黃銅基體的氧化，導(dǎo)致過(guò) 氧化，中部為淺褐色，表面無(wú)光澤；但是植酸含量太多，鈍化液絡(luò)合性太強(qiáng)，絡(luò)合劑極易吸附 在基體表面，過(guò)早抑制了基體的溶解，不能產(chǎn)生足夠的金屬離子與鈍化液反應(yīng)，導(dǎo)致成膜速 度慢，膜層薄，黃銅表面耐蝕性下降。雙氧水具有強(qiáng)氧化性，在黃銅表面鈍化成膜前，它能加 速黃銅基體的溶解，使黃銅成膜速度加快，溫度較低時(shí)也能成膜，提高成膜效率。但是雙氧 水的含量不能太大，太大會(huì)使黃銅表面的腐蝕電位處于過(guò)鈍化區(qū)，一定的時(shí)間后會(huì)產(chǎn)生過(guò) 腐蝕，導(dǎo)致加速黃銅表面腐蝕，外觀質(zhì)量較差，且鈍化膜成膜過(guò)快，導(dǎo)致鈍化膜成膜不均勻， 鈍化膜耐蝕性減弱；如果雙氧水的含量太低，導(dǎo)致鈍化液氧化性太弱，黃銅表面不易形成完 整的鈍化膜，甚至在沒(méi)有成膜的地方造成加速腐蝕，形成點(diǎn)蝕。本發(fā)明的鈍化液配方是按照 上述原則選用植酸在黃銅表面成膜，植酸無(wú)毒無(wú)污染，在金屬表面成膜性好，膜層均勻；選 用雙氧水、聚乙二醇、硼酸等與植酸復(fù)配使用，使黃銅表面更快形成具有一定厚度的膜層， 膜層更加致密；鈍化液不含鉻，無(wú)毒，穩(wěn)定性較好，廢液容易處理，工業(yè)應(yīng)用前景較好。
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。實(shí)施例1
1.試驗(yàn)材料黃銅，主要化學(xué)成分(Wt%)為-J2. 8%Cu，24. 6%Zn,2. 5%A1，其余為雜質(zhì)。試 樣尺寸為30mmX20mmX0. 2mm。2.工藝流程試樣裁剪一除油一自來(lái)水沖洗一酸洗一自來(lái)水沖洗一化學(xué)拋光一 自來(lái)水沖洗一鈍化一自來(lái)水沖洗一吹干，其具體步驟為
(1)把黃銅片裁剪成尺寸為30mmX20mmX0.2mm的試樣。取干凈的硬毛刷，洗刷干凈 黃銅試片表面的污物。(2)黃銅試樣在加工后表面會(huì)有油污，必須清除，將其置于堿性除油液中除油，除 油過(guò)程在超聲波清洗器中進(jìn)行，一定時(shí)間后取出，用自來(lái)水沖洗干凈。(3)將除油過(guò)的黃銅試樣置于稀硫酸中預(yù)酸洗除去試樣表面的氧化皮，一定時(shí)間 后取出，用自來(lái)水沖洗干凈。(4)將除去了氧化皮的黃銅試樣置于混合酸液中進(jìn)行化學(xué)拋光處理，使表面更加 平滑光亮，有利于鈍化成膜，一定時(shí)間后取出，用自來(lái)水沖洗干凈。(5)經(jīng)化學(xué)拋光后的黃銅表面很活潑，容易發(fā)生反應(yīng)，在潮濕的空氣中放置3 5min就會(huì)變色腐蝕，需要對(duì)其進(jìn)行鈍化處理。將活化的黃銅試樣置于鈍化液中進(jìn)行鈍化處 理，一定時(shí)間后取出，用自來(lái)水沖洗干凈。
(6)將經(jīng)過(guò)鈍化處理的黃銅試樣用電吹風(fēng)吹干。3.堿性除油配方=Na3PO4 · 12H20 10 20g/L, Na2CO3 10 20g/L, Na2SiO3 · 9H20 10 20g/L，OP-IO乳化劑2 3 g/L，清洗溫度為70 80°C，清洗時(shí)間為3 5min。清洗 過(guò)程在超聲波清洗器中進(jìn)行。4.酸洗除銹液10%的H2SO4溶液，室溫，時(shí)間3 5min。5.化學(xué)拋光液配方磷酸(85%)550ml/L，硝酸(65%) 100ml/L，冰醋酸350ml/L，拋 光溫度為50 70°C，拋光時(shí)間為2 4min。6.本發(fā)明的鈍化液配方植酸2. 5ml/L，雙氧水9ml/L，硼酸7g/L，聚乙二醇-400 2ml/L，硅酸鈉(Na2SiO3 · 9H20) 4g/L，鈍化溫度35 40°C，pH值2 3 (用硫酸或氫氧化鈉 調(diào)節(jié))，鈍化時(shí)間60s。 實(shí)施例2
1.試驗(yàn)材料同實(shí)施例1。2.工藝流程同實(shí)施例1。3.堿性除油配方同實(shí)施例1。4.酸洗除銹液同實(shí)施例1。5.化學(xué)拋光液配方同實(shí)施例1。6.本發(fā)明的鈍化液配方植酸4ml/L，雙氧水9ml/L，硼酸lg/L，聚乙二醇-400 5ml/L，硅酸鈉(Na2SiO3 · 9H20) 10g/L,鈍化溫度35 40°C，pH值2 3 (用硫酸或氫氧化 鈉調(diào)節(jié))，鈍化時(shí)間60s。 實(shí)施例3
1.試驗(yàn)材料同實(shí)施例1。2.工藝流程同實(shí)施例1。3.堿性除油配方同實(shí)施例1。4.酸洗除銹液同實(shí)施例1。5.化學(xué)拋光液配方同實(shí)施例1。6.本發(fā)明的鈍化液配方植酸5ml/L，雙氧水9ml/L，硼酸6g/L，聚乙二醇-400 16ml/L，硅酸鈉(Na2SiO3 · 9H20) 5g/L，鈍化溫度35 40°C，pH值2 3 (用硫酸或氫氧化 鈉調(diào)節(jié))，鈍化時(shí)間60s。 實(shí)施例4
1.試驗(yàn)材料同實(shí)施例1。2.工藝流程同實(shí)施例1。3.堿性除油配方同實(shí)施例1。4.酸洗除銹液同實(shí)施例1。5.化學(xué)拋光液配方同實(shí)施例1。6.本發(fā)明的鈍化液配方植酸2. 5ml/L，雙氧水12ml/L，硼酸5g/L，聚乙二醇-400 5ml/L，BTA lg/L，鈍化溫度35 40°C，pH值3 4，鈍化時(shí)間60s。
實(shí)施例5
1.試驗(yàn)材料同實(shí)施例1。2.工藝流程同實(shí)施例1。3.堿性除油配方同實(shí)施例1。4.酸洗除銹液同實(shí)施例1。5.化學(xué)拋光液配方同實(shí)施例1。6.本發(fā)明的鈍化液配方植酸4ml/L，雙氧水9ml/L，硼酸6g/L，聚乙二醇-400 16ml/L，BTA 3g/L，鈍化溫度35 40°C，pH值3 4，鈍化時(shí)間60s。 實(shí)施例6
1.試驗(yàn)材料同實(shí)施例1。2.工藝流程同實(shí)施例1。3.堿性除油配方同實(shí)施例1。4.酸洗除銹液同實(shí)施例1。5.化學(xué)拋光液配方同實(shí)施例1。6.本發(fā)明的鈍化液配方植酸6ml/L，雙氧水9ml/L，硼酸3g/L，聚乙二醇-400 15ml/L，BTA lg/L，鈍化溫度35 40°C，pH值3 4，鈍化時(shí)間60s。上述實(shí)施例中所采用的植酸和雙氧水均是以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%來(lái)計(jì)量的，采用其 他濃度的植酸和雙氧水配制無(wú)鉻鈍化液，可以按照濃度比換算得到相應(yīng)濃度的植酸和雙氧 水的用量。以下列出現(xiàn)有黃銅鈍化方案與本發(fā)明的黃銅鈍化方法做對(duì)比 1.試驗(yàn)材料同實(shí)施例1。2.工藝流程同實(shí)施例1。3.堿性除油配方同實(shí)施例1。4.酸洗除銹液同實(shí)施例1。5.化學(xué)拋光液配方同實(shí)施例1。6.傳統(tǒng)的重鉻酸鹽鈍化液配方100 150 g/L重鉻酸鈉，5 10 g/L濃硫酸，4 7 g/L氯化鈉，室溫鈍化3 8s。試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)本發(fā)明鈍化處理的黃銅試樣表面光亮，成膜均勻，呈黃銅本色。采用 硝酸點(diǎn)滴試驗(yàn)和鹽水浸泡試驗(yàn)檢測(cè)各鈍化膜的耐蝕性能，結(jié)果如下表所示。
耐腐蝕試驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種無(wú)鉻鈍化液，其特征在于，包括植酸2. 5 6ml/L、雙氧水9 12ml/L、硼酸1 7g/L、聚乙二醇-400 2 16ml/L和添加劑1 10g/L。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)鉻鈍化液，其特征在于，所述無(wú)鉻鈍化液包括植酸5ml/L、雙 氧水9ml/L、硼酸6g/L、聚乙二醇-400 16ml/L和硅酸鈉5g/L。
3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)鉻鈍化液，其特征在于，所述無(wú)鉻鈍化液包括植酸4ml/L、雙 氧水 9ml/L、硼酸 6g/L、聚乙二醇-400 16ml/L 和 BTA 3g/L。
4.如權(quán)利要求1所述的無(wú)鉻鈍化液，其特征在于，所述添加劑為BTA或硅酸鈉。
5.如權(quán)利要求1所述的無(wú)鉻鈍化液，其特征在于，所述無(wú)鉻鈍化液的PH值為2-4。
6.一種黃銅表面鈍化方法，包括以下步驟1)對(duì)黃銅表面進(jìn)行清潔處理；2)清潔后的黃銅加入到如權(quán)利要求1-6任一所述的無(wú)鉻鈍化液中，鈍化過(guò)程控制鈍化 液的溫度為35 45°C，鈍化時(shí)間為55 65s。
7.如權(quán)利要求6所述的黃銅表面鈍化方法，其特征在于，清潔處理步驟包括取干凈的 硬毛刷，洗刷干凈黃銅表面的污物，毛刷洗刷黃銅表面污物后，置于堿性除油液中除油，除 油過(guò)程在超聲波清洗器中進(jìn)行，取出后用水沖洗干凈。
8.如權(quán)利要求7所述的黃銅表面鈍化方法，其特征在于，將除油過(guò)的黃銅置于酸洗除 銹液中除去黃銅表面的氧化皮，取出后用水沖洗干凈。
9.如權(quán)利要求8所述的黃銅表面鈍化方法，其特征在于，將除去了氧化皮的黃銅置于 化學(xué)拋光液中進(jìn)行化學(xué)拋光處理，取出后用水沖洗干凈。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種黃銅表面鈍化液及鈍化方法，其中無(wú)鉻鈍化工藝的配方包括植酸2.5～6ml/L，雙氧水9～12ml/L，硼酸1～7g/L，聚乙二醇-4002～16ml/L，添加劑1～10g/L，鈍化溫度35～45℃，pH值2～4，鈍化時(shí)間55～65s。將黃銅試樣置于上述鈍化液中處理，能顯著提高黃銅表面的耐腐蝕性能，其耐蝕性比重鉻酸鹽鈍化膜稍好，有望取代傳統(tǒng)的重鉻酸鹽鈍化技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C23C22/02GK102002695SQ20101059597
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者劉仁輝, 吳語(yǔ), 李莉, 柳瑞清, 蔡薇, 許洪胤 申請(qǐng)人:江西理工大學(xué)