一种镀锡板无铬钝化液以及钝化方法 【技术领域】
本发明涉及一种镀锡板钝化液，特别是涉及一种镀锡板无铬钝化液，本发明还涉及一种用该钝化液对镀锡板钝化的方法。
背景技术
镀锡板经电镀、软熔后，为了提高镀锡板的耐蚀性能、抗氧化性能和抗硫化变黑性能，要对镀锡板进行钝化处理，目前国内外工业生产中对镀锡板的钝化都是采用含6价铬的铬酸盐进行钝化，由于6价铬是一种剧毒物质，对人体及环境都有很大危害，特别是镀锡板的用途一般是用作食品饮料的包装材，所以对人体的危害更大。为了减少6价铬对人体及环境的危害，世界各国都在研究不含6价铬的镀锡板无铬钝化新工艺。
无铬钝化技术的研究可分为两大类：无机类和有机类。无机类钝化包括，钼酸盐钝化：Tang.P.T.等采用钼酸盐/磷酸盐来代替铬酸盐处理，钝化液主要含有钼酸钠、硫酸和氯化物。钨酸盐钝化：英国人Cowieson等用钨酸盐钝化Sn-Zn合金，并研究了处理后的合金抗盐雾性能和抗湿热性。磷酸盐钝化：Tomofumi Shigekuni等用P-Si进行镀锡板钝化，并以磷酸盐钝化的镀锡板样板、铬酸盐钝化的镀锡板进行对照，发现P-Si钝化有较好的耐酸性、涂漆性和抗硫性。锆酸盐钝化：AISI研究草酸钛钾、硫酸锆，还研究了钛、锆的氟酸盐，并检验抗硫性、抗氧化性。美国钢铁研究协会锡产品制造合作研究委员会等十家单位联合进行镀锡板无铬钝化体系的开发，主要研究硫酸锆钝化体系。PPG Industries和Valspar公司已对无铬钝化进行评估，对该钝化后续的有机涂料进行进一步优化，提高抗硫化变色性能。稀土金属盐钝化：N.Mora，E.Cano等在0.01mol/L Ce(NO3)3·6H2O溶液中用阴极处理方法(i＝1mA/cm2，t＝30S)研究镀锡板无铬钝化，并与铬酸盐钝化进行比较。钛盐及锰酸盐钝化：刘飞用钛盐中添加一些无机酸及氧化剂对镀锡层进行处理。用钛盐钝化液代替铬酸盐钝化液，对镀锡层进行处理能获得较好的效果，使镀层光亮度提高。Sampath通过对锰和铬的化学性质及结构等分析，表明两者的离子半径和配位状态的配位数非常接近，于是提出用高锰酸盐来取代铬酸盐进行处理的理论。有机类钝化包括，植酸盐处理：采用植酸盐等无毒的盐类对镀锡板进行钝化，既可以提高镀锡板的耐蚀性，防止镀锡板在存放过程中氧化发黄，又可以防止采用铬酸盐钝化对环境所造成的污染和对人体造成的危害，但到目前为止还不能达到铬酸盐钝化的效果。油酸处理：法国人D.Fousse等在实验室条件下研究了油酸在金属表面防护中的作用，并对其作用机理进行分析。有机无机协同钝化包括，植酸与磷酸盐及其他物质协同钝化：日本浮田恒夫等提出了一种镀锡板无铬钝化的方法。其处理液由磷酸0.5～10g/L、植酸或植酸盐0.2～2g/L和氯化钠、氯化钙、氧化物等组成。
虽然人们对镀锡板的无铬钝化工艺进行了很多研究，但都因其耐蚀性和抗氧化性能等不及用铬酸盐钝化的镀锡板，所以到目前为止，无铬钝化工艺一直没有应用于工业生产。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种镀锡板无铬钝化液，该钝化液不含6价铬，但能使镀锡板获得与用铬酸盐钝化相同的高耐蚀性和高抗氧化性能。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种镀锡板无铬钝化液，其中，每升钝化液中含有20～70g磷酸三钠，0.1～5g氯化钴，20～75g磷酸，其余为水，其中，磷酸指纯磷酸的重量，可以采用市售的工业磷酸配制。
上述镀锡板无铬钝化液，其中，钝化液的pH值为3～5。
本发明的镀锡板无铬钝化液经简单混合均匀即可制得。
本发明还提供了一种镀锡板的钝化方法，采用上述钝化液进行钝化，钝化液的工作温度为50～80℃；钝化时间为1～20秒；钝化方式为电化学阴极钝化或化学钝化。
本发明的镀锡板无铬钝化液，不含6价铬，在50～80℃工作温度下对镀锡板进行化学钝化或电化学阴极钝化，使镀锡板获得了与用铬酸盐钝化工艺钝化的镀锡板相同的高耐蚀性和高抗氧化性能。用本无铬钝化工艺钝化的镀锡板的焊接性能、对涂层的附着性能等也达到了用铬酸盐钝化的镀锡板的水平。从根本上解决了镀锡板采用含6价铬的铬酸盐钝化对人体及环境带来的危害。
【具体实施方式】
下面结合实施例详细描述本发明。
实施例1
在每升无铬钝化液中含有20g磷酸三钠，2g氯化钴，40g磷酸，其余为水，钝化液的pH值为4.5。
将上述无铬钝化液对镀锡板进行钝化，采用电化学阴极钝化，钝化温度为70℃，钝化时间为20秒。
用铬酸盐钝化液对同样的型号规格的镀锡板进行钝化，钝化液中重铬酸钠含量为10g/L，钝化条件与上述条件相同。
将用本实施例配方和工艺钝化的镀锡板试样与用铬酸盐钝化的试样一起进行盐雾对比试验、实验室大气曝露试验、涂层附着力试验、锡层的抗氧化性能试验、抗硫化变黑性能试验以及焊接性能等试验。试验结果证明，用上述无铬钝化配方及工艺钝化的镀锡板均达到了用铬酸盐钝化的镀锡板水平。
实施例2
在每升无铬钝化液中含有50g磷酸三钠，5g氯化钴，20g磷酸，其余为水，钝化液的pH值为5。
将上述无铬钝化液对镀锡板进行钝化，采用电化学阴极钝化，钝化温度为80℃，钝化时间为1秒。
用铬酸盐钝化液对同样的型号规格的镀锡板进行钝化，钝化液中重铬酸钠含量为10g/L，钝化条件与上述条件相同。
将用本实施例配方和工艺钝化的镀锡板试样与用铬酸盐钝化的试样一起进行盐雾对比试验、实验室大气曝露试验、涂层附着力试验、锡层的抗氧化性能试验、抗硫化变黑性能试验以及焊接性能等试验。试验结果证明，用上述无铬钝化配方及工艺钝化的镀锡板均达到了用铬酸盐钝化的镀锡板水平。
实施例3
在每升无铬钝化液中含有40g磷酸三钠，1g氯化钴，60g磷酸，其余为水，钝化液的pH值为3.5。
将上述无铬钝化液对镀锡板进行钝化，采用电化学阴极钝化，钝化温度为60℃，钝化时间为8秒。
用铬酸盐钝化液对同样的型号规格的镀锡板进行钝化，钝化液中重铬酸钠含量为10g/L，钝化条件与上述条件相同。
将用本实施例配方和工艺钝化的镀锡板试样与用铬酸盐钝化的试样一起进行盐雾对比试验、实验室大气曝露试验、涂层附着力试验、锡层的抗氧化性能试验、抗硫化变黑性能试验以及焊接性能等试验。试验结果证明，用上述无铬钝化配方及工艺钝化的镀锡板均达到了用铬酸盐钝化的镀锡板水平。
实施例4
在每升无铬钝化液中含有70g磷酸三钠，0.1g氯化钴，75g磷酸，其余为水，钝化液的pH值为3。
将上述无铬钝化液对镀锡板进行钝化，采用电化学阴极钝化，钝化温度为50℃，钝化时间为15秒。
用铬酸盐钝化液对同样的型号规格的镀锡板进行钝化，钝化液中重铬酸钠含量为10g/L，钝化条件与上述条件相同。
将用本实施例配方和工艺钝化的镀锡板试样与用铬酸盐钝化的试样一起进行盐雾对比试验、实验室大气曝露试验、涂层附着力试验、锡层的抗氧化性能试验、抗硫化变黑性能试验以及焊接性能等试验。试验结果证明，用上述无铬钝化配方及工艺钝化的镀锡板均达到了用铬酸盐钝化的镀锡板水平。