镀锌层三价铬蓝白钝化工艺的研究
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锌镀层的钝化处理发布时间:2008-09-12一、六价铬钝化处理锌的化学性质活泼,在大气中容易氧化变暗,最后产生“白锈”腐蚀。
镀锌后经过铬酸盐处理,以便在锌上覆盖一层化学转化膜,使活泼的金属处于钝态,这就叫锌层铬酸盐钝化处理。
这层厚度只有0.5μm以下的铬酸盐薄膜,能使锌的耐蚀性能提高6倍~8倍,并赋予锌以美丽的装饰外观和抗污能力。
目前钝化主要有六价铬钝化与三价铬钝化。
铬酸盐钝化不仅作为防护层,而且在一些低档产品上经白钝化,或者白钝化经有机料着色,可作为防护-装饰用途。
铬酸盐钝化液由铬酸、活化剂和无机酸组成,锌与钝化液发生作用,导致锌溶解、六价铬还原成三价铬,并在反应中消耗氢离子,当锌和溶液界面上的pH值上升到3以上时,产生一系列的成膜反应,凝胶状钝化膜就在锌界面上形成。
关于钝化膜形成的机理和膜层的化学组成仍有争论。
一般认为锌层钝化膜是由碱式铬酸铬、碱式铬酸锌和水合三氧化铬等组成的水合物。
经分析膜中三价铬含量占28.2%,六价铬占8.68%,水分占19.3%。
其中三价铬是钝化膜的骨架,六价铬靠吸附、夹杂和化学键力填充于三价铬的骨架之中,故六价铬的含量直接影响钝化膜的耐蚀性。
当钝化膜受到磕、划、碰伤时,在潮湿空气中六价铬可溶于水膜内,在破损处成膜给予自动修复,这是铬酸盐膜的重要优点之一。
长期以来人们认为钝化膜的彩虹色是由于化学组成决定的。
三价铬呈淡绿色和绿色;六价铬呈橙红至红色;不同价态和不同量的铬相混合就出现了五颜六色。
这就是化学成色学说。
但是它不能解释从不同角度看颜色各异;不同钝化手法可得到有层次的色阶;随钝化膜厚度增加颜色的变化规律同所见光光波所显示的颜色相同;以及干燥过程色彩变化等现象。
如是我国研究者提出了物理成色即光波干涉成色的学说。
根据光波干涉原理,入射光到达钝化膜表面一部分被反射,一部分透过钝化膜由锌层表面再反射出来,于是从外表面和从内表面反射出来的光产生光程差。
当光层差等于某颜色的光波之半或它的奇数倍时,就会发生光波干涉而抵消一部分,我们肉眼所见只是该色的辅色。
简介:ZT-441是一种不含六价铬的三价蓝色钝化剂,具有耐蚀性以及夜色鲜艳的蓝色皮膜,而这种钝化膜一般在0.1μm以下。
特点:1.可在常温下使用.2.具有色彩均一蓝色.3.挂镀和滚镀都可以使用.4.耐蚀性挂镀192h,滚镀为96h.产品特性:使用方法:1.处理工序:管理方法:1.补充添加方法:由于处理液的浓度,处理时间,搅拌,液体带出量等作业条件不同,选用标准开缸,标准处理的情况下,按以下方法进行补给。
(1)根据PH测定补给为了维持开缸浓度的PH值,补给下列混合液。
对于15L的容器,ZT-441A,68%硝酸,水的配比约为2.9:4.6:7.5(2)根据处理面积补给(液体带出量是1.5ml/dm2时)(ZT-441C)补充用混合液22dm2/ml (0.05ml/dm2)2.3.根据混合液的补给,PH值下降添加混合液1ml/L时,PH约下降0.24.钝化液的更新:随着钝化液中锌浓度的提高,会导致处理件的颜色不均一和耐蚀性下降。
钝化液中的锌浓度升到8g/L需全部更新钝化液。
锌的溶解量约6mg/dm2(标准开缸A剂25-45ml/L,25℃-10-30S处理)约处理到500dm2/L的时候就需要更换。
注意事项:1.电镀电镀层厚,需要在5μm以上。
因电镀药水和光泽剂的不同,皮膜色调以及耐蚀性会有差别。
2.活化、锌和铁的成分增加,会导致钝化膜颜色模糊,需要定期更新。
3.水洗活化后,要充分水洗,不可将火花也带入钝化液中。
4.钝化篮子或者挂具的材质和搅拌的强弱对钝化膜的色调会有影响,需要注意。
处理液中如果有调掉处理品,会使锌和铁的成分增加,需要及时打捞。
5.干燥对容易残留液体的部品,需要用气枪除去残留液体后再干燥。
学生毕业论文(设计)论文题目镀锌钝化的发展及用途教学系(部):机电工程系专业/年级:机电一体化技术(2)班学号: 1001020248学生姓名:赵小林成绩:指导教师:程帝斌2013年4月26日镀锌钝化的发展及用途机电一体化技术2010即(2)班赵小林摘要:镀锌层是钢铁基体最廉价的保护层,而钝化则是镀锌所必经的处理过程。
钝化可高镀锌层的耐蚀性,改善其装饰性,提高与涂料的结合力。
传统的钝化溶液含有六价铬、硫酸根、硝酸根等,尽管有许多研究人员开展了无铬钝化的研究工作,但是,因无铬钝化膜的耐蚀性等问题,这种钝化溶液短时间内仍难以工业化生产应用。
由含六价铬化合物的钝化溶液中得到的钝化膜,从外观可分为白色、淡蓝色、彩虹色、金黄色、黑色、军绿色;钝化溶液依含六价铬化合物的量可分为高铬、中铬、低铬和超低铬等。
钝化膜由六价铬、三价铬、二价锌、氧和水等组成。
这些钝化膜的耐腐蚀性随颜色的加深而增高。
关键词:镀锌钝化无铬耐蚀性钝化机理:铁、铝在稀HNO3或稀H2SO4中能很快溶解,但在浓HNO3或浓H2SO4中溶解现象几乎完全停止了,碳钢通常很容易生锈,若在钢中加入适量的Ni、Cr,就成为不锈钢了。
金属或合金受一些因素影响,化学稳定性明显增强的现象,称为钝化。
由某些钝化剂(化学药品)所引起的金属钝化现象,称为化学钝化。
如浓HNO3、浓H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4等氧化剂都可使金属钝化。
金属钝化后,其电极电势向正方向移动,使其失去了原有的特性,如钝化了的铁在铜盐中不能将铜置换出。
此外,用电化学方法也可使金属钝化,如将Fe置于H2SO4溶液中作为阳极,用外加电流使阳极极化,采用一定仪器使铁电位升高一定程度,Fe就钝化了。
由阳极极化引起的金属钝化现象,叫阳极钝化或电化学钝化。
镀锌钝化的发展及各种方法的评价:白色和蓝白色钝化白色和蓝白色钝化在所有的钝化膜中,膜层最薄,防护能力最差。
它们主要用于有一定装饰性要求的零部件上,如日用五金、建材、轻工产品、家用电器、输变电金具等。
弹簧夹拉紧而直。
(2)夹子应夹在阳极表面有铅镀层的地方,否则钢丝易滑动而失灵。
(3)当夹子夹住阳极后必须立刻用阳极传导板压紧阳极(钢丝),以缓解橡皮筋伸展后的收缩力,使阳极在管内始终处于中心位置。
(4)枪管(小头)位于联体型夹具内孔需顶足底面,否则镀得的枪管易缩口。
2 非金属夹具的优缺点2.1 优点(1)结构简单,体积小,质量轻,操作便捷。
(2)镀液带出量少,有利于清洁生产。
(3)减少镀液中铁杂质积聚,延长槽液使用期限。
(4)不用枪口帽(阴极保持环),枪管端面能得到良好的铬镀层,解决了长期以来枪口无铬层的难题。
2.2 缺点(1)非金属夹具从端面垂直开排气孔,因限于枪管口径而较小,相比溶液进出受阻稍大些,但不影响电流效率。
(2)辅助弹簧夹拉紧阳极所用橡皮筋易断损,需经常更换,可用一定规格的钢丝弹簧,但不如橡皮筋便利。
3 结语枪管镀铬(包括其它内孔镀铬)所以要用上下端夹具,无非是为了隔绝阴阳极,使电镀得以顺利进行,获得良好质量的铬镀层。
试验表明:非金属夹具完全可以取代金属夹具。
参考文献:[1] 奚 兵.提高枪管镀铬质量的体会[J].表面技术(防腐包装),1984,13(1):30232.收稿日期:2007211224镀锌层蓝白钝化工艺与实践王文忠(立微电子公司,河南洛阳471003)中图分类号:T G174 文献标识码:B 文章编号:100024742(2008)0320045201 镀锌层蓝白钝化得到类似镀铬的透亮蓝白钝化膜,其耐蚀性优于银白钝化,在汽车、五金等产品中获得较广泛应用。
1 蓝白钝化膜的形成蓝白钝化工艺有漂蓝和钝蓝。
漂蓝是将镀锌层经彩色钝化后不经老化处理,在含Na2S20~30g/L、NaO H10~20g/L的溶液中,室温下漂洗,则彩色钝化膜中六价铬被溶出,三价铬不被溶解而残留在锌层表面而显现出蓝白膜层。
当然,随NaO H的质量浓度及温度的提高,不仅六价铬全部被溶出,三价铬也大部分被溶出。
目录三价铬钝化的提出三价铬钝化技术的进展三价铬钝化剂的组成和成膜机理三价铬钝化的特点三价铬钝化工艺要点1. 1.p H的调整2. 2.氧化剂的调整3. 3.不同零件封闭剂的调整4. 4.铸件及酸性镀锌三价铬彩色钝化展开三价铬钝化的提出三价铬钝化技术的进展三价铬钝化剂的组成和成膜机理三价铬钝化的特点三价铬钝化工艺要点1. 1.p H的调整2. 2.氧化剂的调整3. 3.不同零件封闭剂的调整4. 4.铸件及酸性镀锌三价铬彩色钝化展开三价铬钝化的提出传统的六价铬钝化工艺具有成熟稳定、价格低廉、品种多样、高的耐蚀性和钝化膜的自修复能力等优点得到广泛的应用。
但是六价铬是强致癌物质,对环境与人体健康会造成严重危害。
我国在锌层上进行无六价铬钝化工艺的研究工作已进行了很久,主要集中搞无铬钝化和三价铬钝化两个方面。
前者在二十多年前就进行了很多研究,主要是采用钛酸盐、钼酸盐、钨酸盐、稀土、硅酸盐等。
因外观与耐蚀性不好,未用于工业生产,致使无六价铬钝化技术主要依赖三价铬钝化工艺的开发应用。
三价铬钝化技术的进展(1)第一代三价铬钝化络合剂主要为氟化物,而氟化物Cr(III)络合比较稳定,膜层薄,所以形成的膜层颜色一般为银白色、蓝白色,耐蚀性差,中性盐雾试验不超过8~16h。
(2)第二代三价铬钝化技术第二代三价铬钝化剂的共同特点是采用有机络合剂,并加入其他金属,耐蚀性大大提高,并可以得到不同钝化膜的颜色,如蓝色、彩色、黑色。
操作条件要求相对较低。
(3)第三代三价铬钝化技术是在第二代钝化液中直接加入封孔剂,例如酸性硅溶胶、纳米 Si氧化物,它们被填充在钝化膜的骨架中,克服了三价铬钝化无自愈能力的缺点,大大提高膜层的耐蚀性。
三价铬钝化剂的组成和成膜机理三价铬钝化剂一般含有以下成分。
①三价铬Cr(Ⅲ) 钝化膜的主成分来源,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,还可以使用铬酸和重铬酸的还原产物。
②氧化剂产生锌离子,促使钝化膜形成。
热镀锌产品三价铬钝化技术的研究王单(邯钢冷轧厂,河北邯郸056015)摘要:简述了热镀锌板无铬钝化的各种类型以及三价铬钝化的特点与机理。
研究在连续热浸镀锌钝化液中以Cr ( Ⅲ)替代Cr ( Ⅵ) ,钝化液通过辊涂和烘干处理工艺得到钝化膜的原理。
关键词:三价铬,钝化,热镀锌Research on Cr(III) Passivation of Hot-dip GalvanizationWANG Shan(Cold Rolling of HANDAN Iron and Steel Company,Handan Hebei 056015) Abstract: Different kind of Cr-free passivation , the characters and mechanism ofCr(III) passivation was briefly introduced. Cr(Ⅲ) was used as Cr(Ⅵ) replaces for continuous galvanizing steel sheets.Keywords: Cr(III), Passivation, Hot-dip Galvanization1前言镀锌是目前国内外钢铁表面防护的重要手段之一,镀锌钢板因其具有良好的防腐蚀性能广泛用于汽车制造、家电、建筑和航空等领域。
但是镀锌层在空气中或者潮湿环境中容易腐蚀,产生白色腐蚀产物,影响外观,同时耐腐蚀能力降低。
为了减慢镀锌层的腐蚀速率,延长其使用寿命,镀锌层需采取表面钝化处理,以提高其耐腐蚀性能。
铬酸盐钝化因其工艺简单,成本低廉,钝化效果良好,被普遍应用于金属钝化处理,然而Cr6 +是剧毒物质,具有致癌性,严重危害人体和环境。
目前世界各国已经开始采取措施严格限制Cr6 +的使用, 开发新型无铬、环保的金属表面钝化工艺已经受到广泛重视。
多年来,对无毒或低毒的无机物或有机物缓蚀剂作为钝化剂进行了大量的研究,如钼酸盐、钨酸盐、稀土盐、植酸、丙烯酸树脂、硅烷等。
三价铬钝化工艺三价铬钝化是一种常用的金属表面处理工艺,其目的是在金属表面形成一层具有耐腐蚀性和耐磨损性的铬氧化膜,以提高金属的使用寿命和性能。
本文将介绍三价铬钝化的原理、工艺步骤和应用领域。
一、原理三价铬钝化是利用三价铬盐溶液中的铬离子在金属表面发生氧化还原反应,生成一层致密的氧化膜。
这层氧化膜具有良好的耐腐蚀性和耐磨损性,可以阻止金属与外界环境接触,减少氧、水等腐蚀介质对金属的侵蚀,从而达到保护金属的目的。
二、工艺步骤三价铬钝化的工艺步骤一般包括表面准备、钝化处理和后处理三个主要环节。
1. 表面准备:包括清洗和除油。
清洗是为了去除金属表面的污垢和氧化物,常用的清洗方法有碱洗、酸洗等。
除油是为了去除金属表面的油脂,常用的方法有溶剂洗涤、碱洗等。
2. 钝化处理:将准备好的金属工件浸入三价铬盐溶液中进行钝化处理。
三价铬盐溶液一般是由三价铬盐、缓冲剂、助剂等组成,其中三价铬盐起到氧化作用,缓冲剂起到调节溶液酸碱度的作用,助剂起到提高钝化效果的作用。
钝化处理的时间和温度一般根据金属的种类和要求来确定。
3. 后处理:经过钝化处理的金属工件需要进行后处理,一般包括中和、清洗和干燥等步骤。
中和是为了中和钝化溶液中残留的酸碱物质,常用的方法是用中和剂进行中和反应。
清洗是为了去除中和剂和其他残留物,常用的方法有水洗、酸洗等。
干燥是为了去除工件表面的水分,常用的方法有热风干燥、自然干燥等。
三、应用领域三价铬钝化工艺广泛应用于各种金属材料的防腐蚀处理,特别是在汽车、航空航天、电子、机械等行业具有重要地位。
1. 汽车行业:三价铬钝化可以提高汽车零部件的耐腐蚀性和耐磨损性,延长汽车的使用寿命。
常见的应用包括发动机零部件、制动系统、排气管等。
2. 航空航天行业:航空航天领域对材料的要求非常高,三价铬钝化可以提高金属材料的抗氧化性和抗腐蚀性,保护飞机、火箭等航空器的安全。
3. 电子行业:三价铬钝化可以提高电子元器件的耐腐蚀性和导电性能,常见的应用有电子连接器、电路板等。
封孔剂:为了克服第二代钝化剂工艺存在的耐蚀性等难题,满足汽车部件电镀的环保高耐蚀要求, EKEM(宏正)公司通过多年的研究,在技术上取得了突破性进展,其研究表明由于三价铬钝化工艺的膜层有一定的条纹,而又没有自愈能力,影响它的耐蚀性,在钝化液中直接加入封孔剂,封孔剂采用添加直径达纳米级的微粒,能够填充钝化层的微孔,使膜层更加细密,所以膜层耐蚀性大大提高。
4.第三代三价铬钝化的生产应用4.1 第三代三价铬钝化的使用方法与特点:从表中可以看出,三价铬钝化的耐蚀性达到甚至超过六价铬工艺。
钝化工艺开缸(ml/L)操作条件工艺主要特点261三价铬蓝白钝化 50-120 PH:1.5-2.0温度:18-30℃时间:8-40秒 1.膜层呈艳丽深蓝色。
2.中性盐雾试验96-120H不出现白锈。
251三价铬五彩钝化 90-140 PH:1.8-2.0温度:50-70℃时间:30-90秒 1.膜层呈五彩黄绿色。
2.中性盐雾试验200-300H不出现白锈。
252三价铬五彩钝化 80-120 PH:1.8-2.0温度:50-70℃时间:30-90秒 1.膜层呈五彩紫红色。
2.中性盐雾试验200-300H不出现白锈。
271三价铬黑色钝化 271A:150-250271B:30-50 PH:1.6-2.3 温度:40-60℃时间:30-90秒 1.膜层呈黑色,均匀。
2.不含银。
3.中性盐雾试验120-200H不出现白锈。
4.2 生产条件控制与维护4.2.1 pH值控制:pH值控制在1.6-2.5,不同钝化工艺最佳值不同。
三价铬钝化液pH值一般比六价铬高。
三价铬钝化液pH值的控制比六价铬要求严格。
pH值太低,膜层薄,易发花, PH值太高,膜层形成速度慢,易发雾。
在生产过程中,一般p H值会自动提高。
不同的钝化液采用不同的酸来调整,这种方法调整在实际操作中测pH值较麻烦,因为钝化液颜色较深,pH试纸较难测出pH值。
钝化液的补充中已经含有酸度,只要正常补充浓缩液,酸度可以自动恢复平衡,pH值变化不大,故不必频繁调整。
三价铬钝化液成分分析,钝化机理及配方参考导读:本文详细介绍三价铬钝化液的研究背景,机理,分类,参考配方等,本文中的配方数据经过修改,如需更详细资料,可咨询我们的技术工程师。
三价铬钝化液主要应用于家用电器、电子零部件、汽车零部件及自行车零件金属表面处理,禾川化学引进国外配方破译技术,专业从事三价铬钝化液成分分析、配方还原、研发外包服务,为钝化液相关企业提供一整套配方技术解决方案。
一、背景锌在大气中以及绝大多数其他介质条件下,都具有相当高电负性,因此镀锌是应用最广泛的电镀品种之一。
但因为锌的电负性高,在潮湿的环境中首先被腐蚀,为了提高镀锌及锌基合金镀层的耐腐蚀性能,通常会在电镀锌及锌基合金后经过铬酸盐钝化处理,经过钝化处理后能显著提高镀锌及锌基合金的耐腐蚀性能。
镀锌层三价铬钝化可以通过不同的工艺条件得到不同颜色和厚度的钝化膜,这里我们只简单介绍了四种颜色的钝化。
目前三价铬钝化技术仍然没有六价铬成熟,但是随着环保要求的不断严格和重视三价铬钝化以其低毒性必定会得到人们的日益重视,必将成为金属材料保护的重要发展方向。
镀锌三价铬钝化主要应用于家用电器、电子零部件、汽车零部件及自行车零件等,其中扬声器的电镀锌基本已经全面采用三价铬钝化。
三价铬钝化的使用寿命周期较长,耐热性能好,对于镀锌后需去氢处理的零件是非常有利的。
采用封闭剂处理更能大大提升其功能效果。
随着社会的发展,三价铬钝化工艺的需求量将越来越大,如何把三价铬钝化的工艺性能提升至更高的水平仍然需要今后的不断努力。
禾川化学技术团队具有丰富的分析研发经验,经过多年的技术积累,可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库,彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题,利用其八大服务优势,最终实现企业产品性能改进及新产品研发。
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有任何配方技术难题,可即刻联系禾川化学技术团队,我们将为企业提供一站式配方技术解决方案!二、三价铬钝化液2.1三价铬钝化机理三价铬钝化膜的形成机理类似于六价铬钝化,但是不包括六价铬还原成三价铬这一步骤。
锌镀层的钝化处理发布时间:2008-09-12一、六价铬钝化处理锌的化学性质活泼,在大气中容易氧化变暗,最后产生“白锈〞腐蚀。
镀锌后经过铬酸盐处理,以便在锌上覆盖一层化学转化膜,使活泼的金属处于钝态,这就叫锌层铬酸盐钝化处理。
这层厚度只有0.5μm以下的铬酸盐薄膜,能使锌的耐蚀性能提高6倍~8倍,并赋予锌以美丽的装饰外观和抗污能力。
目前钝化主要有六价铬钝化与三价铬钝化。
铬酸盐钝化不仅作为防护层,而且在一些低档产品上经白钝化,或者白钝化经有机料着色,可作为防护-装饰用途。
铬酸盐钝化液由铬酸、活化剂和无机酸组成,锌与钝化液发生作用,导致锌溶解、六价铬复原成三价铬,并在反响中消耗氢离子,当锌和溶液界面上的pH值上升到3以上时,产生一系列的成膜反响,凝胶状钝化膜就在锌界面上形成。
关于钝化膜形成的机理和膜层的化学组成仍有争论。
一般认为锌层钝化膜是由碱式铬酸铬、碱式铬酸锌和水合三氧化铬等组成的水合物。
经分析膜中三价铬含量占28.2%,六价铬占8.68%,水分占19.3%。
其中三价铬是钝化膜的骨架,六价铬靠吸附、夹杂和化学键力填充于三价铬的骨架之中,故六价铬的含量直接影响钝化膜的耐蚀性。
当钝化膜受到磕、划、碰伤时,在潮湿空气中六价铬可溶于水膜内,在破损处成膜给予自动修复,这是铬酸盐膜的重要优点之一。
长期以来人们认为钝化膜的彩虹色是由于化学组成决定的。
三价铬呈淡绿色和绿色;六价铬呈橙红至红色;不同价态和不同量的铬相混合就出现了五颜六色。
这就是化学成色学说。
但是它不能解释从不同角度看颜色各异;不同钝化手法可得到有层次的色阶;随钝化膜厚度增加颜色的变化规律同所见光光波所显示的颜色一样;以及枯燥过程色彩变化等现象。
如是我国研究者提出了物理成色即光波干预成色的学说。
根据光波干预原理,入射光到达钝化膜外表一局部被反射,一局部透过钝化膜由锌层外表再反射出来,于是从外外表和从内外表反射出来的光产生光程差。
当光层差等于*颜色的光波之半或它的奇数倍时,就会发生光波干预而抵消一局部,我们肉眼所见只是该色的辅色。
镀锌后的多色钝化镀锌后的多色钝化1 前言在电镀行业中,镀锌工艺及镀后处理的研究一直非常活跃。
60年代以来,已经先后出现了铵盐镀锌、碱性锌酸盐镀锌、微酸性氯化物镀锌等新工艺以及各种钝化处理工艺在生产中的应用。
过去电镀锌仅作为防护性镀层来应用,钝化工艺也只是高铬彩色钝化后发展到低铬彩色钝化,充其量再增加一个漂白处理。
近几年来,人们对装饰性镀层要求越来越高,各种色调钝化应运而生,这就使镀锌层的防护性镀层向防护装饰性并容的方向发展。
我们为了适应和满足市场的需要,几年来在镀锌钝化处理方面做了一些工作。
开发和研究了一系列不同颜色的镀锌钝化工艺,现将我们在生产实践中对镀锌后各种颜色的钝化处理的体会简述如下。
2 镀锌钝化发展的历史70年代以前,镀锌层的钝化工艺主要是高铬彩色钝化和镀锌漂白。
由于高铬钝化中Cr6+的含量高对环境污染严重,为了解决这一问题,70年代以后出现了低铬、超低铬彩色钝化工艺。
近几年来人们在镀锌层上开发一系列不同颜色的钝化工艺,钝化后即增加了防腐性,又美化了外观,如黑色、军绿色、金黄色、银白色、蓝白色、咖啡色钝化工艺等等已不断应用于生产。
随着改革的不断深入,我们现行的镀锌钝化也不断深入发展。
黑色、蓝白色、军绿色钝化等将逐渐得到普通应用。
金黄色、银白色及咖啡色钝化工艺应用不普遍,因此,对许多人来说,这几种工艺是比较陌生的。
由于市场的需要,对它们的研究将成为未来镀锌后处理工艺的热点,我们对几种钝化工艺进行了一系列试验,现将其介绍给大家。
3 镀锌层多色钝化3.1 黑色钝化镀锌层黑色钝化分为银盐型、铜盐型及银铜盐混合型,我们对银盐型进行了试验研究并在其生产中得以应用,其基本工艺如下。
3.1.1 配方及工艺条件AgNO3 0.4~0.6 g/LCrO3 15~20 g/LHL-3 黑色钝化粉 8~10 g/L乙酸(36%) 10~15 mlpH 1.2~1.8T 室温t 15~20 s3.1.2 成膜机理一般机理与彩色钝化膜形成的机理相似,也存在着溶解和成膜这两个过程。
2o07年1月 电镀与环保 第27卷第1期(总第153期) ·19· 腐蚀反应,为膜的形成创造了有利条件,并且氧化剂 KMnO 被还原生成锰的氧化物参与了成膜。
3 结论 (1)化学转化膜提高了镁合金AM60的耐蚀性。 SEM显示膜层的微观结构呈现“干枯河床”状的龟裂 纹,这种微观形态有利于提高转化膜与涂层的附 着力。 (2)钨酸盐可以提高膜层的性能,但是要控制 钨酸盐的量,否则过多的钨酸盐反而会影响膜层对 基体的保护。//,(w():2一)///,(si 2 )为1:1时膜的耐 蚀性最好。 (3)KMn04对改变膜层表面形态和提高转化膜
耐蚀性的效果明显。 (4)通过对比试验,确定该配方的最佳工艺参 数:pH值为4,温度5O℃,浸溃时间10 min。 (5)硅酸盐/钨酸盐转化膜是一种非晶态结构, 主要成分为钨的化合物,镁、铝以及锰的氧化物。
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镀锌层三价铬蓝白钝化工艺的研究 Study of Trivalent Chromium Bright Blue Passivation for Zinc Coating 杜亚南, 毕四富, 屠振密, 李 宁 (哈尔滨工业大学应用化学系,黑龙江,哈尔滨150001) DU Ya—nan,BI si—fu,TU Zhen—mi,LI Ning (Department of Applied Chemistry,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China)
摘要: 三价铬蓝白钝化对环境污染小,但钝化液成分较复杂,钝化膜耐蚀性及外观不如六价铬钝化膜。为此,本文探讨了3- 艺参数对钝化层外观和耐蚀性的影响,并得到了组分简单的镀锌层三价铬蓝白钝化3-艺。钝化膜耐蚀性能好,经84 h的中性 盐雾试验不产生白锈。 关键词:三价铬;蓝白钝化;电镀锌 Abstract:Trivalent chromium passivation technology causes less pollution on environment,but compared with chrome passivation,its bath composition is more complicated,and the corrosion resistance of its passivation film is still poorer.For this reason,the effects of process parameters on the morphology and corrosion resistance of the passivation film arc investigated,and a simpler trivalent chromium bright blue passivation technology for zinc coating is obtained.The passivation film has excellent corrosion resistance,and no white rust is found on the passivated zinc coating after 84 h of neutral salt spraying test. Key words:trivalent chromium;bright blue passivation;zinc electroplating 中图分类号:TG 174 文献标识码:A 文章编号:1000.4742(2007)O1—0019-04
2 3 4 5 6 7 8 9 维普资讯 http://www.cqvip.com 20- Jan.2O07 Electroplating&Pollution Control Vo1.27 No.1 0 引言 六价铬蓝白钝化工艺广泛用于镀锌层的钝 化_】]。然而由于六价铬有毒,其应用逐渐受到严格 限制 ]。由于三价铬钝化在许多方面具有与六价 铬钝化类似的性质,毒性却只有六价铬的百分之一, 因此,三价铬蓝白钝化得到了广泛的关注 。 随着对环境保护要求的提高,同时汽车工业对 钢铁制件耐蚀性能要求进一步提高,三价铬钝化的 研究开发取得了长足的发展 。然而与六价铬钝 化液相比,三价铬钝化液成分较复杂,稳定性较差, 易分解,钝化膜的质量及外观不如六价铬钝化 膜 t 73。因此,有必要对三价铬蓝白钝化工艺进行 深入研究,以提高钝化膜的耐蚀性,简化操作工艺, 降低生产成本。 本文以钝化膜层外观及耐蚀性能为指标,优化 三价铬蓝白钝化工艺,并对膜层进行全面检测。得 到了钝化液组份较简单,钝化膜耐蚀性高的三价铬 蓝白钝化工艺。 1 实验 1.1 工艺流程 在4 cm×5 cm的低碳钢片上镀锌后,进行三价 铬蓝白钝化。 钝化工艺流程: 除油一水洗一除锈一水洗一弱浸蚀 水洗一电镀锌— 水洗一出光一水洗 钝化—一水洗—-干燥 1.2镀锌 碱性镀锌液配方及工艺条件: NaOH l15 g/L ZnO 12 s/L 94碱性光亮剂 4 mL/L ^ 2.5 A/dm2 t 10 min 1.3钝化 镀锌后三价铬蓝白钝化,经初步优选后的钝化 液配方: CrC13·6H2O 羧酸类配位剂 NaNO3 ZnSO, 1.4钝化膜性能检测 1.4.1钝化膜成分与厚度的测定 6—10 g/L 2—10 g/L 10~20 g/L 0.5—1.0 g/L 采用德国Brukeraxs公司的S4 Explorer型x射 线荧光光谱仪(XRF),对钝化膜的成分及厚度进行 测试与分析。 1.4.2表面形貌观察 使用日本产Hirox MX 5040RZ体视显微镜,对钝 化膜表面形貌进行观察。 1.4.3耐蚀性测试 (1)塔菲尔曲线 使用上海辰华CHI660A电化学工作站,测试钝 化膜的Tafel曲线,计算试样的腐蚀电流。测试在H 型电解槽中进行,腐蚀溶液为质量分数3.5%的 NaC1溶液;研究电极为面积1 ctll2的试片,对电极为 铂片,参比电极选用饱和甘汞电极。 (2)醋酸铅点滴法 将50 g/L的醋酸铅溶液点滴于试样表面,观察 试样表面颜色的变化,并记录出现明显黑色点的时 间。每个试样取3个测试点,以平均值表示。 (3)盐水浸泡 将试样浸入到质量分数为3.5%的NaC1溶液 中,记录实验开始至试样出现白色腐蚀产物的时间。 (4)中性盐雾试验 用耐盐雾试验时间评价钝化膜的耐蚀性,其评价 指标为实验开始至试样出现白色腐蚀产物的时间。 中性盐雾试验(NSS)按GB/T6458进行。实验仪 器为无锡市锡华试验设备有限公司生产的盐雾腐蚀 实验箱。实验溶液为质量分数5%的NaC1溶液;连 续喷雾,pH值6.5~7.2,试片放置角度15o一45o,实 验温度35 o【=4-2 o【=,沉降量为1~2 mL/(80 ctl12·h)。
2结果与讨论 2.1配位剂及工艺参数对钝化层的影响 2.1.1配位剂质量浓度 配位剂能够参与形成三价铬的混合配体配合 物,调节水合三价铬离子的动力学稳定性。配位剂 会影响钝化膜的成膜速率和成膜的均匀性,从而影 响到三价铬钝化膜的性能。在基础工艺不变的基础 上,通过改变配位剂的浓度得到不同的钝化膜。用 醋酸铅对钝化膜进行快速测定,结果如表1所示。 由表1可知,在2.5~7.5 g/L范围内,钝化膜耐 蚀性随着配位剂的质量浓度增大而增加;然而当配 位剂的质量浓度进一步增大时,钝化膜耐蚀性则变 化不大。造成这种现象的原因可能是,配位剂的含 量较低时,沉淀在锌表面的不溶物较少,钝化膜较 薄,因而耐蚀性较差。随着配位剂含量的增加,沉淀