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浅析无铬钝化液的组成成分

发布时间:2019-02-22  信息来源:http://www.xtjz168.com/

1)三价铬盐:三价铬盐是形成钝化膜的主要化合物。目前广泛应用的是氯化铬、硫酸铬、硝酸铬,也有人提到用磷酸铬、醋酸铬。是钝化膜中Cr(VI)与Cr(1lI)的来源。钝化膜中Cr(V1)化合物易溶目较软,它分布在膜的内部,起着填充空隙的作用:在潮湿的大气中还会从膜层渗出,溶解于膜表面的凝雾中,并离解出铬酸使锌镀层再钝化。而Cr(II)化合物具有较高的稳定性、难溶、强度好,起到膜的骨架作用。没有Cr(Ⅲ)化合物,则钝化膜的颜色很淡,结合力差,但太多时,膜层会变绿色。
  三价铬盐的质量浓度在35~70g/L之间,均可得到彩色钝化膜。三价铬盐浓度的高低,影响钝化膜的厚度及色泽。在工艺范围内三价铬盐浓度越高,钝化膜厚度越厚,色泽越浓,膜表面越均匀。三价铬盐的质量浓度为60g/L时,能得到优质钝化膜;当三价铬盐的质量浓度超过75g/L时,钝化膜表面粗糙,钝化膜变暗,有暗纹或白斑;三价铬盐的质量浓度低于30g/L时,钝化时间过长,而且膜的色泽很淡;过低时得不到彩色钝化膜。
  2)氧化剂:硫酸有加快成膜速度的作用,同时兼有防止钝化膜发雾的作用。但其含量必须与铬酐含量相适应,也就是说,CrO与sO的比值是控制钝化膜颜色的关键。当硫酸含量过高时,会加快膜的溶解,反而降低了成膜速度,但过低时,钝化膜的颜色太淡,硝酸能优先溶解锌镀层微凸处而起到整平作用,增强膜的光泽性。但硝酸不宜太多,否则锌镀层溶解太快,使膜层变薄,影响耐蚀性。
  硝酸盐是氧化剂,与镀锌层反应生成锌离子,促使钝化膜形成。硝酸根对锌镀层有一定的出光作用,可提高钝化膜上的光亮性。常用的氧化剂有双氧水、硝酸盐、氯酸盐、过硫酸盐、四价铈等。硝酸盐的质量浓度为12g/L时,钝化膜的光泽和其它表观形貌优。硝酸盐的质量浓度超过30g/L时,得到的钝化膜表观形貌变差;低于5g/L时,钝化膜不光亮。
  3)络合剂:能控制成膜速度和钝化液的稳定性,如有机羧酸及其混合物等,选用适当的配位剂,是获得优质钝化膜和稳定的钝化液的一项十分重要的参数。第一代的络合剂主要为氟化物,其膜层较薄,耐蚀性较差,中性盐雾试验一般难以超过16小时。且该体系的Cr(III)浓度较高,操作温度也较高。第二代早期的三价铬钝化液含有氧化剂,耐蚀性与膜层颜色与六价铬相似,但由于膜层含有六价铬故被淘汰,而后期工艺不含氧化剂但五彩颜色较淡。我们研发第二代的三价铬钝化剂采用有机络合剂为主,并加入其它金属耐蚀性能大大提高,并能得到不同颜色的钝化膜,如蓝白、五彩、黑色,操作条件要求相对较低。
  4)成膜促进剂:能调整钝化膜层颜色,如某些无机或有机阴离子等。
  5)其它金属:调整外观颜色,与耐蚀性。如镧系稀土元素等。
  6)稳定剂:稳定钝化剂中的三价铬价态及钝化剂的pH值,醋酸是缓冲剂,起稳定钝化液pH值的作用,但对钝化膜的色泽也有影响。
  7)新型封闭剂:引入纳米材料及纳米新技术,大大提高了钝化膜的耐蚀性能。
  8)配位剂:酒石酸盐或柠檬酸盐是配位剂,控制成膜的速率和钝化液的稳定性。通常用的配位剂有氟化物、铵盐、醋酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐等。其质量浓度为12~25g/L时,钝化膜的质量都不错。当低于12g/L时,钝化膜色泽暗淡;但高于30g/L时,钝化膜很薄,色泽极淡,且膜层不均匀;当其质量浓度为20g/L时,钝化膜的表观形貌优。
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