三價鉻鈍化劑組成與配方設計
發布時間：2018-03-27新聞編輯：青島愛大生
三價鉻鈍化劑的組成①鈍化膜主成分
三價鉻可取氯化鉻、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物。
三價鉻鈍化劑組成與配方設計②氧化劑
產生鋅離子，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，會把三價鉻氧化成六價鉻，而夾雜于鍍層中，從而使鍍層含有六價鉻，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法規的要求。
③絡合劑
控制成膜的速度和鈍化液穩定性。絡合性太強，成膜速度慢，膜層薄，甚至不能形成膜層。絡合劑有氟化物、有機羧酸、有機羧酸的酰胺、多羥基羧酸等。實用配方中往往配伍2～4種有機絡合劑，起到互補長短、穩定溶液、提高鈍化液使用壽命之目的。
④其他金屬
主要調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生明顯的影響，但是含鈷膜層的耐蝕性明顯優于無鈷膜層。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鉻含量來增加膜厚，提高耐蝕性更為有效。
⑤成膜促進劑
調整膜層的顏色。可用有機與無機陰離子。
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保高耐蝕要求。研究表明由于三價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行填充，以提高鈍化膜的耐蝕性和硬度。最好應用有機硅酸鹽，它能使鈍化液的穩定性增加，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。
三價鉻鈍化劑成膜機理
傳統六價鉻的鈍化膜是通過鋅的溶解、鉻酸根的還原以及三價鉻凝膠的析出而形成，膜層中含有六價鉻，因此，鈍化膜有自修復能力，亦被稱為自愈能力。
而三價鉻膜層是通過鋅的溶解形成鋅離子，同時鋅離子的溶解造成鋅表面溶液的pH值上升，三價鉻直接與鋅離子、氫氧根等反應，形成不溶性化合物沉淀在鋅表面上，而形成鈍化膜。
三價鉻鈍化的特點
①鍍鋅層厚
三價鉻鈍化的時間比六價鉻長，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
三價鉻鈍化膜雖然沒有自修復能力，但結構致密。為防止因鈍化膜損傷造成腐蝕，應該采用封閉處理，避免零件碰傷。
③耐蝕性差異
三價鉻彩色鈍化膜和黑色鈍化膜比六價鉻鈍化膜耐蝕性弱，三價鉻藍白色鈍化膜的耐蝕性與六價鉻藍白色鈍化膜相差不大。
④耐熱性好
三價鉻鈍化膜的耐熱性比六價鉻鈍化膜要好。
⑤使用壽命長
三價鉻鈍化液的使用壽命比六價鉻要長。
⑥工藝范圍窄
三價鉻鈍化液允許pH范圍窄，且不太穩定，需經常測定調整。最好采用自動加藥機添加。
三價鉻鈍化配方設計
①pH的調整
在實驗室里，基本上確定了三價鉻彩色鈍化工藝配方：硝酸鉻，20～30g/L；氧化劑，4～5mL/L；pH調整劑，4～6mL/L；pH，1.5～2.0。 根據上述三價鉻鈍化工藝確定了pH范圍，pH低于1.0時鈍化膜層發霧，反應較快：pH高于2.5時鈍化膜層色澤不均勻。
②氧化劑的調整
根據配方氧化劑的質量濃度在3～8mL/L范圍，氧化劑質量濃度低鈍化膜層易發霧，氧化劑質量濃度高時鈍化膜層色澤艷麗，但易脫膜。 鑒于零件的特性，試驗確定的三價鉻鈍化配方一為：硝酸鉻，20～30g/L；氧化劑，3～8mL/L；pH調整劑，4～6mL/L；pH，1.5～2.0。 該三價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。
③不同零件封閉劑的調整
三價鉻鈍化膜中沒有可滲出的六價鉻，所以膜層沒有自修復能力，當鈍化膜損時很容易發生腐蝕。為了彌補此缺陷，可采用封閉處理。根據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行調整。所采用的封閉劑質量分數從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鉻彩色鈍化
將堿性鍍鋅層的三價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，而氯化鉀鍍鋅層與堿性鍍鋅層的結構不一致。為此，將三價鉻鈍化的成膜主鹽Cr(NO3)3改為Cr2(NO4)3改用一種酸性強的多元酸做pH調整劑。調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調整劑，4～6mL/L。
此文關鍵字：三價鉻鈍化劑組成與配方設計