本發(fā)明屬于金屬表面處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種環(huán)保發(fā)黑液及其制備方法。
背景技術(shù)：
：發(fā)黑發(fā)藍(lán)處理廣泛用于機(jī)械零件、標(biāo)準(zhǔn)件、工藝產(chǎn)品、彈簧等工業(yè)部門的鋼鐵零部件上。這種表面處理工藝，可以在鋼鐵件表面形成非常美觀的外表裝飾，同時(shí)還可以使鋼鐵件具有很強(qiáng)的抗腐蝕性能，因此應(yīng)用比較廣泛，深得客戶的喜愛。堿性環(huán)保發(fā)黑液存在高溫發(fā)黑污染大、耗能高、選擇鋼性等問題，有必要開發(fā)一種不需要消耗能源，常溫下使用，不含亞硝酸鈉﹑亞硝酸鈉等有毒有害物質(zhì)，適用于各種類型的鋼材。中國專利CN201010615813.3公開了一種金屬鍍鋅層發(fā)黑劑及其制備方法。本發(fā)明金屬鍍鋅層發(fā)黑劑由以下重量組份的原料所組成:20-25份鉬酸銨、0.5-0.7份硫酸銅、2-3份硫酸鎳、1-3份亞硫酸鈉、2.5-3.5份硫代硫酸鈉、3.5-4.5份氯化鋁、3-4份氯化鋅、7-8份氯化鉀、0.3-0.5份絡(luò)合劑、適量pH值調(diào)節(jié)劑、水40-60份;其pH值在1.0-1.5之間。本發(fā)明發(fā)黑劑可在鍍鋅層表面形成致密性高、附著力好、耐蝕性強(qiáng)的發(fā)黑膜層,發(fā)黑工藝簡單,無毒環(huán)保。但是該專利存在如下缺點(diǎn)：1﹑該發(fā)明專利只針對金屬鍍鋅層，也就是說只能在鋅層上形成發(fā)黑膜層。2﹑該專利中含有鉬﹑鋅等重金屬離子，對環(huán)境的污染不容小覷。3﹑該發(fā)明形成的發(fā)黑膜層無鏡面效果，影響美觀。4﹑發(fā)黑處理后，需要使用脫水防銹油來增強(qiáng)防腐蝕能力。中國專利201410051491.2公開了一種鈦鋅板表面無鉻發(fā)黑處理液及使用方法，該發(fā)黑處理液的原料包括主鹽、輔助成分、絡(luò)合劑、pH調(diào)節(jié)劑和水，主鹽為質(zhì)量體積濃度為5～40g/L的鉬酸鹽或0.5～10g/L的鎢酸鈉或0.5～20g/L的硫酸銅或5～40g/L的硝酸銀中的一種或幾種；其中輔助成分包括濃度為1.0～4g/L硫酸鎳、0.5～4g/L亞硫酸鈉、1.0～5g/L硫代硫酸鈉、2.0～5g/L氯化鋁、氯化鋅（2.0～5g/L）以及0～40g/L氟酸鹽；通過將鈦鋅板工件進(jìn)行一系列的處理得到本發(fā)明所說的鈦鋅板黑色保護(hù)層。該鈦鋅板黑色保護(hù)層致密均勻、烏黑油亮，具有成本低廉、無鉻環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，且各項(xiàng)性能均能達(dá)到國外產(chǎn)品的水平，具有較強(qiáng)的應(yīng)用前景和市場競爭力。但是該專利存在如下缺點(diǎn)：1﹑該發(fā)明專利只針對鈦鋅板工件，也就是說只能在鈦鋅板上形成發(fā)黑膜層，可能不適用于鋼鐵件。2﹑該專利中含有鉬﹑鎢﹑銅﹑銀等重金屬離子，對環(huán)境的污染不容小覷。3﹑該發(fā)明形成的發(fā)黑膜層耐蝕性能差。4﹑發(fā)黑處理后，需要使用脫水防銹油來增強(qiáng)防腐蝕能力。中國專利201310199938.6公開了一種自愈合環(huán)保型鋼鐵常溫發(fā)黑劑，以鉬酸鹽/硫-銅鹽體系為主膜成分，其組成為：硝酸銅12-22g/L，四水合鉬酸銨14-24g/L，硫代硫酸鈉8-12g/L；磷酸二氫鈉18-28g/L，草酸3-5g/L，硫酸鎳6-13g/L；二甲基甲酰胺3-5g/L，氧化鑭0.5-1g/L；硫酸鋁鉀30-40g/L，氯化鈉4-10g/L，檸檬酸2-6g/L；表面活性劑。該發(fā)黑劑發(fā)黑能力強(qiáng)、無硒環(huán)保、生產(chǎn)成本低、工藝簡單，發(fā)黑所得的鋼鐵常溫發(fā)黑膜層具有很好的耐蝕性和自愈合性，發(fā)黑膜無裂紋，膜層均一、色澤黑亮，附著力強(qiáng)和耐蝕性優(yōu)良的特點(diǎn)，其發(fā)黑膜層技術(shù)指標(biāo)為：3%硫酸銅點(diǎn)滴試驗(yàn)為65s（未浸漬防銹油），3%氯化鈉浸泡試驗(yàn)為8h，結(jié)合力大于187次。但是該專利存在如下缺點(diǎn)：1﹑該發(fā)明專利因含有四水合鉬酸銨，所以配制的槽液在使用時(shí)會(huì)逐漸越來越呈現(xiàn)藍(lán)色，不利于使用方或客戶方排放。2﹑該專利中含有氯化鈉，會(huì)對發(fā)黑膜層有腐蝕性。3﹑發(fā)黑處理后，需要使用脫水防銹油來增強(qiáng)防腐蝕能力。中國專利201210518112.7公開一種無毒環(huán)保型鋼鐵常溫發(fā)黑處理劑，由如下質(zhì)量百分比的組分構(gòu)成：五水硫酸銅1-5%、磷酸二氫鋅1-4%、硝酸鋅1-6%、檸檬酸0.1-0.3%、EDTA-二鈉1-2%、硫代硫酸鈉1-6%、鉬酸銨1-4%、六水硫酸鎳0.5-1.5%、對苯二酚0.1-0.6%、重鉻酸鉀0.5-1.5%及水余量。制備方法依次按如下步驟進(jìn)行：先將計(jì)算稱量的水加入到反應(yīng)釜中，開動(dòng)攪拌器，控制轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分，然后依次將計(jì)算稱量的五水硫酸銅、六水硫酸鎳、檸檬酸、磷酸二氫鋅、硝酸鋅、EDTA-二鈉、硫代硫酸鈉、鉬酸銨、對苯二酚、重鉻酸鉀徐徐加入到反應(yīng)釜中，每加一種原料都必須攪拌至充分溶解，最后攪拌至溶液呈黃綠色不透明均勻液體。但是該專利存在如下缺點(diǎn)：1﹑該發(fā)明專利因含有四水合鉬酸銨，所以配制的槽液在使用時(shí)會(huì)逐漸越來越呈現(xiàn)藍(lán)色，不利于使用方或客戶方排放。2﹑發(fā)黑處理后，可能會(huì)使用脫水防銹油來增強(qiáng)防腐蝕能力。3﹑該專利中含有重鉻酸鉀這種國家明令禁止的化學(xué)強(qiáng)氧化性物質(zhì)。4﹑該發(fā)明的耐蝕性能比較差，需使用脫水防銹油增強(qiáng)耐蝕性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的之一在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種環(huán)保發(fā)黑液，該環(huán)保發(fā)黑液發(fā)黑處理后，不需要浸泡脫水防銹油，也可在自然環(huán)境保存6個(gè)月不銹蝕；發(fā)黑處理后，鐵件表面深黑色均勻一致，膜層光滑細(xì)膩，猶如鏡面一樣。本發(fā)明的目的之二在于提供上述環(huán)保發(fā)黑液的制備方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種環(huán)保發(fā)黑液，以重量份數(shù)計(jì)，由以下原料制成：硫酸銅15-25份，偏錫酸30-50份，醋酸亞錫2-5份，硫代硫酸鈉5-15份，二硫化錫15-25份，錫酸鈉15-25份，硫酸鎳5-15份，檸檬酸鉀5-15份，水300-400份。其中硫酸銅優(yōu)選20-25份；其中偏錫酸優(yōu)選35-45份；其中醋酸亞錫優(yōu)選4-5份；其中硫代硫酸鈉優(yōu)選10-15份；其中二硫化錫優(yōu)選20-25份；其中錫酸鈉優(yōu)選20-25份；其中硫酸鎳優(yōu)選10-15份;其中檸檬酸鉀優(yōu)選10-15份。本發(fā)明環(huán)保發(fā)黑液的pH值在3.8-5.5之間。PH值在范圍有利于膜層的快速形成，膜層的光滑程度也取決于PH值。本發(fā)明環(huán)保發(fā)黑液制備方法如下：在玻璃容器中加入水，分別加入硫酸銅、偏錫酸、醋酸亞錫、硫代硫酸鈉、二硫化錫、錫酸鈉、硫酸鎳、檸檬酸鉀攪拌溶解均勻，即得本發(fā)明的環(huán)保發(fā)黑液。本發(fā)明環(huán)保發(fā)黑液的使用方法為：將上述環(huán)保發(fā)黑液與清水按質(zhì)量1:9配槽，常溫下將工件置入其中5-7分鐘，取出用清水洗凈。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：1、發(fā)黑處理后，不需要浸泡脫水防銹油，也可在自然環(huán)境保存6個(gè)月不銹蝕。一般發(fā)黑處理的工藝流程：脫脂-水洗-酸洗-水洗-發(fā)黑-水洗-浸脫水防銹油，不使用脫水防銹油工件很快返銹，本發(fā)明不需使用防銹油；2、發(fā)黑處理后，鐵件表面深黑色均勻一致，膜層光滑細(xì)膩，猶如鏡面一樣；3、發(fā)黑膜層厚度達(dá)10微米以上，此膜層厚度范圍內(nèi)，耐蝕性能好，膜層的孔隙率低，膜層光滑透亮；4、中性鹽霧試驗(yàn)時(shí)間達(dá)48小時(shí)以上。具體實(shí)施方式下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。各配料數(shù)值的單位為g。表1實(shí)施例1-8環(huán)保發(fā)黑液的組成實(shí)施例1234567硫酸銅20212223242519偏錫酸40393837353441醋酸亞錫4554345硫代硫酸鈉1011121314159二硫化錫20251920181719錫酸鈉20181719251920硫酸鎳1012131415911檸檬酸鉀1091112131415水370310320330340350360表2實(shí)施例8-12及對比例1-3環(huán)保發(fā)黑液的組成實(shí)施例89101112對比例1對比例2對比例3硫酸銅1820212220202020偏錫酸4243403941-64-醋酸亞錫54355555檸檬酸-------41硫代硫酸鈉87101111111111二硫化錫2423211921212121錫酸鈉211925242364-23硫酸鎳10111189999檸檬酸鉀11891011111111水310320330340350350350350對比例1在實(shí)施例12的基礎(chǔ)上去掉了偏錫酸，錫酸鈉用量為實(shí)施例12偏錫酸和錫酸鈉的用量總和，對比例2在實(shí)施例12的基礎(chǔ)上去掉了錫酸鈉，偏錫酸用量為實(shí)施例12偏錫酸和錫酸鈉的用量總和，對比例3在實(shí)施例12的基礎(chǔ)上將偏錫酸換為檸檬酸。以上實(shí)施例1-12、對比例1-3所述每一種環(huán)保發(fā)黑液的使用方法如下：本發(fā)明環(huán)保發(fā)黑液的使用方法為：將上述環(huán)保發(fā)黑液與清水按質(zhì)量1:9配槽，常溫下將工件置入其中6分鐘，取出用清水洗凈，不需要浸脫水防銹油，不需要封閉液處理。效果分別見表3、表4。表3實(shí)施例1-7環(huán)保發(fā)黑液的使用效果實(shí)施例1234567自然生銹時(shí)間，天≥230≥230≥230≥230≥230≥230≥230中性鹽霧試驗(yàn)時(shí)間，小時(shí)≥50≥50≥50≥50≥50≥50≥50是否需要脫水防銹油配合使用否否否否否否否使用時(shí)槽液是否變色保持原色保持原色保持原色保持原色保持原色保持原色保持原色鏡面效果與光滑程度光亮細(xì)膩如鏡光亮細(xì)膩如鏡光亮細(xì)膩如鏡光亮細(xì)膩如鏡光亮細(xì)膩如鏡光亮細(xì)膩如鏡光亮細(xì)膩如鏡3%硫酸銅點(diǎn)滴試驗(yàn)12min12min12min12min12min12min12min3%氯化鈉浸泡試驗(yàn)25h25h25h25h25h25h25h表4實(shí)施例8-12及對比例1-3環(huán)保發(fā)黑液的使用效果實(shí)施例89101112對比例1對比例2對比例3自然生銹時(shí)間，天≥230≥230≥230≥230≥230≤43≤43≤43中性鹽霧試驗(yàn)時(shí)間，小時(shí)≥50≥50≥50≥50≥50≤5≤5≤5是否需要脫水防銹油配合使用否否否否否是是是使用時(shí)槽液變色情況保持原色保持原色保持原色保持原色保持原色逐漸變色，不利于排放逐漸變色，不利于排放逐漸變色，不利于排放鏡面效果與光滑程度光亮細(xì)膩如鏡光亮細(xì)膩如鏡光亮細(xì)膩如鏡光亮細(xì)膩如鏡光亮細(xì)膩如鏡均勻細(xì)致無光均勻細(xì)致無光均勻細(xì)致無光3%硫酸銅點(diǎn)滴試驗(yàn)12min12min12min12min12min40S95S60S3%氯化鈉浸泡試驗(yàn)25h25h25h25h25h2h4h3h本發(fā)明表中各項(xiàng)目的測試方法：3%硫酸銅點(diǎn)滴試驗(yàn):GB/T5936-1986《輕工產(chǎn)品黑色金屬化學(xué)保護(hù)層的測試方法浸漬點(diǎn)滴法》3%氯化鈉浸泡試驗(yàn):GB/T5936-1986《輕工產(chǎn)品黑色金屬化學(xué)保護(hù)層的測試方法浸漬點(diǎn)滴法》中性鹽霧試驗(yàn):GB/T5936-1986《輕工產(chǎn)品金屬鍍層和化學(xué)處理層的耐腐蝕試驗(yàn)方法中性鹽霧試驗(yàn)（NSS）法》。雖然已經(jīng)參照具體地實(shí)施方式詳細(xì)說明了本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，但是應(yīng)當(dāng)理解在不超出由所附的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變、替代和變換。本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員從本發(fā)明的公開內(nèi)容將容易理解，根據(jù)本發(fā)明可以使用執(zhí)行與在此所述的相應(yīng)實(shí)施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結(jié)果的、現(xiàn)有和將來要被開發(fā)的方法和步驟。因此，所附的權(quán)利要求旨在它們的范圍內(nèi)包括這樣方法和步驟。當(dāng)前第1頁1 2 3