三價(jià)鉻鈍化劑組成與配方設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間：2018-03-27新聞編輯：青島愛大生
三價(jià)鉻鈍化劑的組成①鈍化膜主成分
三價(jià)鉻可取氯化鉻、硫酸鉻、硝酸鉻、磷酸鉻、醋酸鉻和硫酸鉻鉀等，還可以使用鉻酸和重鉻酸的還原產(chǎn)物。
三價(jià)鉻鈍化劑組成與配方設(shè)計(jì)②氧化劑
產(chǎn)生鋅離子，促使鈍化膜形成。氧化劑可用雙氧水、硫酸鹽、鹵酸鹽、過硫酸鹽、四價(jià)鈰等。使用氧化劑的鈍化劑在鈍化過程中，由于pH值的自動升高，會把三價(jià)鉻氧化成六價(jià)鉻，而夾雜于鍍層中，從而使鍍層含有六價(jià)鉻，因此，含氧化劑的鈍化劑形成的膜層顏色較深，如果鈍化膜中含有Cr，就不符合 RoHS法規(guī)的要求。
③絡(luò)合劑
控制成膜的速度和鈍化液穩(wěn)定性。絡(luò)合性太強(qiáng)，成膜速度慢，膜層薄，甚至不能形成膜層。絡(luò)合劑有氟化物、有機(jī)羧酸、有機(jī)羧酸的酰胺、多羥基羧酸等。實(shí)用配方中往往配伍2～4種有機(jī)絡(luò)合劑，起到互補(bǔ)長短、穩(wěn)定溶液、提高鈍化液使用壽命之目的。
④其他金屬
主要調(diào)整外觀顏色與耐蝕性，可用Mn、Sb、 M0、Ti、C0、Ni、Ce和其他鑭系稀土金屬鹽的混合物，例如LaReCl3(6H20)。它們的存在，對形成鈍化膜促進(jìn)處理溶液的活化作用，對提高鈍化膜耐蝕性大有好處，最常用到的是鈷鹽和鎳鹽。 pH值變化不會對含鈷膜層的耐蝕性產(chǎn)生明顯的影響，但是含鈷膜層的耐蝕性明顯優(yōu)于無鈷膜層。并且耐蝕性與其中鈷含量成正比。通過加入鈷比通過提高三價(jià)鉻含量來增加膜厚，提高耐蝕性更為有效。
⑤成膜促進(jìn)劑
調(diào)整膜層的顏色�？捎糜袡C(jī)與無機(jī)陰離子。
⑥封孔劑
為了克服第二代鈍化劑工藝存在的耐蝕性等難題，滿足汽車部件電鍍的環(huán)保高耐蝕要求。研究表明由于三價(jià)鉻鈍化工藝的膜層有一定的溝痕，而又沒有自愈能力，可加入納米水溶性硅化物進(jìn)行填充，以提高鈍化膜的耐蝕性和硬度。最好應(yīng)用有機(jī)硅酸鹽，它能使鈍化液的穩(wěn)定性增加，延長槽液的壽命。
⑦潤濕劑
能提高鈍化膜的均一性。有效的潤濕劑一般選用陰離子表面活性劑，如十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉，還包括脂肪族氟碳化合物的磺酸鹽。；第二類潤濕劑是磺基丁二酸鹽的衍生物，如磺基琥珀酸鈉十二烷基酯；第三類潤濕劑是萘的磺酸鹽，它們都能增加鈍化膜的色澤、均勻度和硬度。
三價(jià)鉻鈍化劑成膜機(jī)理
傳統(tǒng)六價(jià)鉻的鈍化膜是通過鋅的溶解、鉻酸根的還原以及三價(jià)鉻凝膠的析出而形成，膜層中含有六價(jià)鉻，因此，鈍化膜有自修復(fù)能力，亦被稱為自愈能力。
而三價(jià)鉻膜層是通過鋅的溶解形成鋅離子，同時(shí)鋅離子的溶解造成鋅表面溶液的pH值上升，三價(jià)鉻直接與鋅離子、氫氧根等反應(yīng)，形成不溶性化合物沉淀在鋅表面上，而形成鈍化膜。
三價(jià)鉻鈍化的特點(diǎn)
①鍍鋅層厚
三價(jià)鉻鈍化的時(shí)間比六價(jià)鉻長，所溶解掉的鋅鍍層相對較多，所以要求鍍鋅層要厚些。
②封閉處理
三價(jià)鉻鈍化膜雖然沒有自修復(fù)能力，但結(jié)構(gòu)致密。為防止因鈍化膜損傷造成腐蝕，應(yīng)該采用封閉處理，避免零件碰傷。
③耐蝕性差異
三價(jià)鉻彩色鈍化膜和黑色鈍化膜比六價(jià)鉻鈍化膜耐蝕性弱，三價(jià)鉻藍(lán)白色鈍化膜的耐蝕性與六價(jià)鉻藍(lán)白色鈍化膜相差不大。
④耐熱性好
三價(jià)鉻鈍化膜的耐熱性比六價(jià)鉻鈍化膜要好。
⑤使用壽命長
三價(jià)鉻鈍化液的使用壽命比六價(jià)鉻要長。
⑥工藝范圍窄
三價(jià)鉻鈍化液允許pH范圍窄，且不太穩(wěn)定，需經(jīng)常測定調(diào)整。最好采用自動加藥機(jī)添加。
三價(jià)鉻鈍化配方設(shè)計(jì)
①pH的調(diào)整
在實(shí)驗(yàn)室里，基本上確定了三價(jià)鉻彩色鈍化工藝配方：硝酸鉻，20～30g/L；氧化劑，4～5mL/L；pH調(diào)整劑，4～6mL/L；pH，1.5～2.0。 根據(jù)上述三價(jià)鉻鈍化工藝確定了pH范圍，pH低于1.0時(shí)鈍化膜層發(fā)霧，反應(yīng)較快：pH高于2.5時(shí)鈍化膜層色澤不均勻。
②氧化劑的調(diào)整
根據(jù)配方氧化劑的質(zhì)量濃度在3～8mL/L范圍，氧化劑質(zhì)量濃度低鈍化膜層易發(fā)霧，氧化劑質(zhì)量濃度高時(shí)鈍化膜層色澤艷麗，但易脫膜。 鑒于零件的特性，試驗(yàn)確定的三價(jià)鉻鈍化配方一為：硝酸鉻，20～30g/L；氧化劑，3～8mL/L；pH調(diào)整劑，4～6mL/L；pH，1.5～2.0。 該三價(jià)鉻彩色鈍化工藝形成的彩色鈍化膜色澤鮮艷、均勻，操作條件范圍廣泛，適宜大批量、自動化生產(chǎn)。
③不同零件封閉劑的調(diào)整
三價(jià)鉻鈍化膜中沒有可滲出的六價(jià)鉻，所以膜層沒有自修復(fù)能力，當(dāng)鈍化膜損時(shí)很容易發(fā)生腐蝕。為了彌補(bǔ)此缺陷，可采用封閉處理。根據(jù)不同零件所在使用條件的不同，其耐蝕性能要求不一致，為此對封閉劑需要進(jìn)行調(diào)整。所采用的封閉劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)從4%～20%，以滿足類零件的耐蝕性能及耐熱性能的要求。
④鑄件及酸性鍍鋅三價(jià)鉻彩色鈍化
將堿性鍍鋅層的三價(jià)鉻彩色鈍化工藝用在鑄造管接件上，鈍化膜無彩色，呈霧狀白色；用在氯化鉀鍍鋅零件上，其鈍化膜色彩呈霧狀灰色。從鍍層外觀上可以看出，這可能與鑄件表面粗糙度有關(guān)，而氯化鉀鍍鋅層與堿性鍍鋅層的結(jié)構(gòu)不一致。為此，將三價(jià)鉻鈍化的成膜主鹽Cr(NO3)3改為Cr2(NO4)3改用一種酸性強(qiáng)的多元酸做pH調(diào)整劑。調(diào)整后滿足鑄件鈍化要求。彩色鈍化工藝配方二為：硫酸鉻，20～30g/L；氧化劑，3～8mL/L；pH調(diào)整劑，4～6mL/L。
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