镀锌低铬彩色钝化的应用研究现状和发展趋势
时间:2016-11-26 09:27 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 低铬钝化的应用现状 镀锌广泛应用于机械、汽车、航空、航天等各行各业。镀锌后处理的关键是钝化工序, 常用铬酸盐溶液来处理, 根据所用铬酸浓度的高低，分为高铬钝化、低铬钝化及超低铬钝化。 1974年，上海长城电镀厂在国内首家使用低铬钝化新工艺。武汉材料保护研究所也进行了研究并向全国推广。目前，应用低铬钝化技术的厂家越来越多。然而，相当一部分的内地厂还在延用几十年前的高铬钝化老工艺，有的虽然知道低铬钝化工艺的诸多优点，但感到该工艺调整频繁，钝化膜色泽难以达到均匀一致。因此，多年来在推广低铬钝化工艺的过程中.遇到很大的困难。随着清洁生产的实施，进一步推广低铬钝化仍然是必要的。根据《国家重点行业清洁生产技术定向目录》第2批电镀行业相关技术介绍第28项“推广镀锌层低铬钝化技术”的要求，有必要对低铬钝化技术的原理和经验进行总结交流，提高低铬钝化质量，以加快取代高铬钝化工艺的步伐[3]。 镀锌低铬彩色钝化工艺的钝化膜的质量不但与中高铬钝化工艺相仿，而且钝化液中铬酐的含量低，减少了电镀废水中铬的含量，从而取代了传统的中高铬钝化工艺。但是就其工艺的管理而言，还有许多在电镀生产过程中需要注意的问题。为了提高钝化膜的质量，必须从整个镀锌工艺出发，来考虑镀锌钝化过程中可能出现影响钝化膜质量的不利因素。 低铬钝化以其节能、环保等诸多优点，已成为当今主流的钝化工艺。但和传统的高铬钝化相比，还存在着钝化膜结合力不好，钝化液调整频繁以及钝化膜颜色不够鲜艳的缺点。因此，如何通过工艺改进，增加钝化膜结合力，以及如何快速判断钝化故障原因并进行调整，实践经验显得很宝贵，也是低铬钝化能够持续推广实施的关键[4]。 钝化膜的研究情况 随着科学技术的飞速发展，钝化膜的研究也从宏观研究发展到研究膜的微观结构、组成，对钝化膜的认识不断深人。比如采用“椭圆偏振仪”可以非常方便地得到薄膜的厚度和折射率；而电子衍射法则以测定钝化膜化学组成。其它各种先进的科学仪器如XPS、AES、TEM、SEM等不断涌现，在腐蚀科学中也得到了广泛应用。 应用最普遍的钝化处理工艺是铬酸盐钝化处理，铬酸盐钝化液性能稳定，成本低廉，钝化工艺简单，钝化膜光泽性和抗蚀性能好，得到广泛应用，因此对铬酸盐钝化膜的研究也最多。传统的铬酸盐钝化液通常是由优尔价铬化合物、三价铬化合物、导电盐、络合剂等组成。在钝化膜形成的过程中发生锌的溶解、铬酸根还原以及三价铬凝胶的析出，这些反应形成了钝化膜的骨架，随后铬酸盐以碱式盐的形式吸附于凝胶上形成面层，至此生成了完整的优尔价铬钝化层。当钝化层因外力而刮伤后，在潮湿的空气中优尔价铬化合物溶于水并与露出的锌层起反应：即再次进行钝化处理，从而使钝化膜得到修复，亦被称作优尔价铬钝化的自愈能力。由于铬酸盐膜较薄，在高强度下易破裂，影响抗蚀性，而且优尔价铬对人体及环境都有一定的危害，随着人们环境意识的增强，近年来逐渐采用无铬或低铬与有机物相结合的钝化液进行镀锌后处理，达到良好效果，对这种钝化膜的研究也较多。 Chen Z W等认为镀锌层经过特别的有机鳌合处理，在锌表面形成一层不溶性有机复合物薄膜，膜内分子以配位形式与金属基体相结合，构成屏蔽层，使膜致密，增强了膜的抗蚀性。Wipper mann等运用电容电位曲线法和XPS分析，发现锌镀层上生成了一层最大厚度为3nm的保护性三氮杂茂锌膜(Zn—BAT4)，加强了有机物三氮杂茂的缓蚀性能，膜中锌和三氮杂茂环的化学计量比为1：2。进一步分析还得到三氮杂茂分子的溶解性、吸附性和排水性以及Zn一三氮杂茂复合物膜层的稳定性是影响三氮杂茂衍生物抑制腐蚀效率的最重要因素。陈旭俊等提出了一种新的思路，即有机钼系钝化，也即依靠有机分子内的官能团、基团和钼酸根离子间的协同作用及膜形成时的分子基团与金属阳离子的作用形成长链鳌合结构来提高耐蚀性[5]。 (责任编辑：qin) |