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三价铬钝化是用于产业出产加工的一项手艺

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三价铬钝化是用于产业出产加工的一项手艺

宣布日期:2017-01-09 作者: 点击:

三价铬钝化是用于产业出产加工的一项手艺

三价铬钝化的提出

传统的六价铬钝化工艺具备成熟不变、价钱昂贵、种类多样、高的耐蚀性和钝化膜的自修复才能等长处获得普遍的利用。可是六价铬是强致癌物资,对情况与人体安康会构成严峻风险。

我国在锌层长停止无六价铬钝化工艺的研讨任务已停止了好久,首要集合搞无铬钝化和三价铬钝化两个方面。前者在二十多年前就停止了良多研讨,首要是接纳钛酸盐、钼酸盐、钨酸盐、稀土、硅酸盐等。因外表与耐蚀性不好,未用于产业出产,导致无六价铬钝化手艺首要依靠三价铬钝化工艺的开辟利用。

三价铬钝化手艺的停顿

第二代三价铬钝化剂的配合特色是接纳无机络合剂,并插手其余金属,耐蚀性大大进步,并能够获得差别钝化膜的色采,如蓝色、玄色、玄色。操纵前提请求绝对较低。



是在第二代钝化液中间接插手封孔剂,比方酸性硅溶胶、纳米 Si氧化物,它们被添补在钝化膜的骨架中,降服了三价铬钝化无自愈才能的错误谬误,大大进步膜层的耐蚀性。

三价铬钝化剂的构成和成膜机理

三价铬钝化剂普通含有以下成份。


①三价铬Cr(Ⅲ) 钝化膜的主成份来历,三价铬可取氯化铬、硫酸铬、硝酸铬、磷酸铬、醋酸铬和硫酸铬钾等,还能够利用铬酸和重铬酸的复原产物。


②氧化剂 产生锌离子,促使钝化膜构成。氧化剂可用双氧水、硫酸盐、卤酸盐、过硫酸盐、四价铈等。利用氧化剂的钝化剂在钝化进程中,因为pH值的主动降低,会把三价铬氧化成六价铬,而同化于镀层中,从而使镀层含有六价铬,是以,含氧化剂的钝化剂构成的膜层色采较深,若是钝化膜中含有Cr,就不合适 RoHS律例的请求。


③络合剂 节制成膜的速率和钝化液不变性。络合性太强,成膜速率慢,膜层薄,乃至不能构成膜层。络合剂有氟化物、无机羧酸、无机羧酸的酰胺、多羟基羧酸等。适用配方中常常配伍2~4种无机络合剂,起到互补是非、不变溶液、进步钝化液利用寿命之目标。


专利中提到的无机羧酸不外乎有二元羧酸(如乙二酸、丙二酸、丁二酸、己二酸),含氧羧酸(如柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、苹果酸、衣康酸)或多元羧酸。


④其余金属 首要调剂外表色采与耐蚀性,可用Mn、Sb、 M0、Ti、C0、Ni、Ce和其余镧系稀土金属盐的夹杂物,比方LaReCl3(6H20)。它们的存在,对构成钝化膜增进处置溶液的活化感化,对进步钝化膜耐蚀性大有益处,最常常利用到的是钴盐和镍盐。


pH值变更不会对含钴膜层的耐蚀性产生较着的影响,可是含钴膜层的耐蚀性较着优于无钴膜层。并且耐蚀性与此中钴含量成反比。经由过程插手钴比经由过程进步三价铬含量来增添膜厚,进步耐蚀性更加有用。


⑤成膜增进剂 调剂膜层的色采。可用无机与无机阴离子。


⑥封孔剂 为了降服第二代钝化剂工艺存在的耐蚀性等困难,知足汽车部件电镀的环保高耐蚀请求。研讨标明因为三价铬钝化工艺的膜层有必然的沟痕,而又不自愈才能,可插手纳米水溶性硅化物停止添补,以进步钝化膜的耐蚀性和硬度。最好利用无机硅酸盐,它能使钝化液的不变性增添,耽误槽液的寿命。


⑦润湿剂能进步钝化膜的均一性。有用的润湿剂普通选用阴离子外表活性剂,如十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠,还包含脂肪族氟碳化合物的磺酸盐。;第二类润湿剂是磺基丁二酸盐的衍生物,如磺基虎魄酸钠十二烷基酯;第三类润湿剂是萘的磺酸盐,它们都能增添钝化膜的光彩、平均度和硬度。


传统六价铬的钝化膜是经由过程锌的消融、铬酸根的复原和三价铬凝胶的析出而构成,膜层中含有六价铬,是以,钝化膜有自修复才能,亦被称为自愈才能。而三价铬膜层是经由过程锌的消融构成锌离子,同时锌离子的消融构成锌外表溶液的pH值回升,三价铬间接与锌离子、氢氧根等反映,构成不溶性化合物积淀在锌外表上,而构成钝化膜。

三价铬钝化的特色

三价铬钝化的时候比六价铬长,所消融掉的锌镀层绝对较多,以是请求镀锌层要厚些。


三价铬钝化膜固然不自修复才能,但布局致密。为防止因钝化膜毁伤构成侵蚀,应当接纳封锁处置,防止整机碰伤。


三价铬玄色钝化膜和玄色钝化膜比六价铬钝化膜耐蚀性弱,三价铬蓝红色钝化膜的耐蚀性与六价铬蓝红色钝化膜相差不大。


三价铬钝化膜的耐热性比六价铬钝化膜要好。


三价铬钝化液的利用寿命比六价铬要长。


三价铬钝化液许可pH规模窄,且不太不变,需常常测定调剂。最好接纳主动加药机增加。

三价铬钝化工艺要点

p H的调剂

在尝试室里,根基上肯定了三价铬玄色钝化工艺配方:硝酸铬,20~30g/L;氧化剂,4~5mL/L;pH调剂剂,4~6mL/L;pH,1.5~2.0。

按照上述三价铬钝化工艺肯定了pH规模,pH低于1.0时钝化膜层发雾,反映较快:pH高于2.5时钝化膜层光彩不平均。

氧化剂的调剂

按照配方氧化剂的品质浓度在3~8mL/L规模,氧化剂品质浓度低钝化膜层易发雾,氧化剂品质浓度高时钝化膜层光彩素净,但易脱膜。

鉴于整机的特征,实验肯定的三价铬钝化配方一为:硝酸铬,20~30g/L;氧化剂,3~8mL/L;pH调剂剂,4~6mL/L;pH,1.5~2.0;t,30s~1min;θ,35~45℃。

该三价铬玄色钝化工艺构成的玄色钝化膜光彩艳丽、平均,操纵前提规模普遍,适合多量量、主动化出产。

差别整机封锁剂的调剂

三价铬钝化膜中不可排泄的六价铬,以是膜层不自修复才能,当钝化膜损时很轻易产生侵蚀。为了填补此缺点,可接纳封锁处置。

按照差别整机地点利用前提的差别,其耐蚀机能请求不分歧,为此对封锁剂须要停止调剂。所接纳的封锁剂品质分数从4%~20%,以知足类整机的耐蚀机能及耐热机能的请求。

铸件及酸性镀锌三价铬玄色钝化

将碱性镀锌层的三价铬玄色钝化工艺用在锻造管接件上,钝化膜无玄色,呈雾状红色;用在氯化钾镀锌整机上,其钝化膜色采呈雾状灰色。从镀层外表上能够看出,这能够与铸件外表粗拙度有关,而氯化钾镀锌层与碱性镀锌层的布局不分歧。为此,将三价铬钝化的成膜主盐Cr(NO3)3改成Cr2(NO4)3改用一种酸性强的多元酸做pH调剂剂。调剂后知足铸件钝化请求。玄色钝化工艺配方二为:硫酸铬,20~30g/L;氧化剂,3~8mL/L;pH调剂剂,4~6mL/L。



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