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三价铬钝化剂的特点及成分

发布日期:2019/11/29 10:54:00  点击数:742

三价铬钝化的时间比六价铬长,所溶解掉的锌镀层相对较多,所以要求镀锌层要厚些。

三价铬钝化膜虽然没有自修复能力,但结构致密。为防止因钝化膜损伤造成腐蚀,应该采用封闭处理,避免零件碰伤。

三价铬彩色钝化膜和黑色钝化膜比六价铬钝化膜耐蚀性弱,三价铬蓝白色钝化膜的耐蚀性与六价铬蓝白色钝化膜相差不大。

三价铬钝化膜的耐热性比六价铬钝化膜要好。

三价铬钝化液的使用寿命比六价铬要长。

三价铬钝化液允许pH范围窄,且不太稳定,需经常测定调整。要采用自动加药机添加。
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。氧化剂可用双氧水、硫酸盐、卤酸盐、过硫酸盐、四价铈等。使用氧化剂的钝化剂在钝化过程中,由于pH值的自动升高,会把三价铬氧化成六价铬,而夹杂于镀层中,从而使镀层含有六价铬,因此,含氧化剂的钝化剂形成的膜层颜色较深,如果钝化膜中含有Cr,就不符合RoHS法规的要求。

③络合剂控制成膜的速度和钝化液稳定性。络合性太强,成膜速度慢,膜层薄,甚至不能形成膜层。络合剂有氟化物、有机羧酸、有机羧酸的酰胺、多羟基羧酸等。实用配方中往往配伍2~4种有机络合剂,起到互补长短、稳定溶液、提高钝化液使用寿命之目的。

专利中提到的有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其他金属 主要调整外观颜色与耐蚀性,可用Mn、Sb、 M0、Ti、C0、Ni、Ce和其他镧系稀土金属盐的混合物,例如LaReCl3(6H20)。它们的存在,对形成钝化膜促进处理溶液的活化作用,对提高钝化膜耐蚀性大有好处,常用到的是钴盐和镍盐。

pH值变化不会对含钴膜层的耐蚀性产生明显的影响,但是含钴膜层的耐蚀性明显优于无钴膜层。并且耐蚀性与其中钴含量成正比。通过加入钴比通过提高三价铬含量来增加膜厚,提高耐蚀性更为有效。

⑤成膜促进剂调整膜层的颜色。可用有机与无机阴离子。

⑥封孔剂为了克服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。研究表明由于三价铬钝化工艺的膜层有一定的沟痕,而又没有自愈能力,可加入纳米水溶性硅化物进行填充,以提高钝化膜的耐蚀性和硬度。要应用有机硅酸盐,它能使钝化液的稳定性增加,延长槽液的寿命。

⑦润湿剂能提高钝化膜的均一性。有效的润湿剂一般选用阴离子表面活性剂,如十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠,还包括脂肪族氟碳化合物的磺酸盐。;二类润湿剂是磺基丁二酸盐的衍生物,如磺基琥珀酸钠十二烷基酯;第三类润湿剂是萘的磺酸盐,它们都能增加钝化膜的色泽、均匀度和硬度。

传统六价铬的钝化膜是通过锌的溶解、铬酸根的还原以及三价铬凝胶的析出而形成,膜层中含有六价铬,因此,钝化膜有自修复能力,亦被称为自愈能力。而三价铬膜层是通过锌的溶解形成锌离子,同时锌离子的溶解造成锌表面溶液的pH值上升,三价铬直接与锌离子、氢氧根等反应,形成不溶性化合物沉淀在锌表面上,而形成钝化膜。