三价铬钝化技术国内外研究现状和发展趋势
时间:2017-03-20 21:57 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 早期三价铬钝化技术的开发是基于环保对废水排放的限制而应运而生。其性能相对于优尔价铬钝化而言，尚有某些差距，特别是耐蚀性能，同时外观带有明显的雾状。因此，并未应用于工业化生产[8]。6705 60年代开发的三价铬钝化技术在许多方面的性能引起研究者的重视。70年代末随着人们对钝化膜形成的机理有了足够的认识，该项技术应用于工业化生产的时机已成熟。近年来，随着在稳定性和耐腐蚀性能上的进一步提高，使三价铬钝化技术越来越可能成为优尔价铬的合适替代品[4]。且三价铬钝化层抗蚀能力优于优尔价铬钝化层，特别是蓝白钝化层。钝化层耐高温性能较好，可达80℃～200℃[8]。因此，三价铬蓝白钝化得到了广泛的关注。 首先工业化应用的三价铬钝化液中含有三价铬盐和氧化剂( 过氧化氢) 、矿物酸。pH 值1. 6~ 2. 2之间。由于过氧化氢会自发分解，因此， 在实际操作中为了文持其浓度在工艺范围内， 需要频繁地补加过氧化氢。这既带来了成本问题， 也导致工艺文护的复杂性。 此后的研究围绕过氧化氢的稳定性而展开。尽管取得了一些进展，但在操作中， 经过24h 后，20%以上的过氧化氢会分解，同时pH 值也上升。随着对三价铬钝化技术的深入研究，不含过氧化氢的三价铬钝化液开发成功，并应用于生产，如ATOTECH公司的Rodip248-B。这些钝化液包括三价铬盐、氟化合物、氧化剂( 非过氧化氢) 。由于不使用过氧化氢，避免了自发分解的问题。因而，使用寿命和溶液的稳定性大大提高，同时操作文护方便。 最早工业上应用的三价铬钝化液中采用过氧化氢作为氧化剂溶解基体中的锌[6]。过氧化氢氧化性适中不会引起钝化液的二次污染，但由于过氧化氢会自发分解，因此，在实际操作中为了文持其浓度在工艺范围内，需要频繁地补加过氧化氢，这既带来了成本问题，也导致工艺文护的复杂性。此后的研究针对过氧化氢的稳定性而展开。尽管取得了一些进展，但在操作中，经过24 h后，20％以上的过氧化氢仍会分解，同时pH也上升最近有人提出，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，在钝化液中直接加入封孔剂，封孔剂含有纳米微粒，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，这种方法为三价铬钝化工艺研究，提出了一个颇有新意的思路[9]。 目前Cr(Ⅲ)钝化液中含有氧化剂、成膜盐、配位剂和添加剂。氯化铬、硝酸铬以及硫酸铬等均可作成膜盐。为了在较宽的pH范围内稳定三价铬离子，控制反应速度，加入了Cr(Ⅲ)的配位剂。为生成均匀光亮的钝化膜可添加表面活性剂。由于cr(Ⅲ)钝化膜不具有自愈能力，一旦受到破损，腐蚀很快就发生了。为了弥补这一缺陷，吴以南等提出了添加封闭剂或使用后涂层的措施[10]。有些封闭剂能与cr(Ⅲ)钝化膜发生反应，生成更耐久的保护膜。如：在室温或高的温度下，以硅酸盐为基础的封闭剂在cr(Ⅲ)钝化膜上反应，形成硅酸盐反应产物的厚膜，其他的封闭剂有磷酸盐、硅烷等。外涂层为有机清漆、聚合物、蜡、润滑剂和乳化剂等。除提高抗腐蚀性的作用外，钝化后处理还能改变钝化膜的颜色，润滑剂或油作外涂层可提供特殊的润滑作用。为此，无论表面涂层或封闭层是有机物还是无机物，都能改善镀层的耐温、抗腐蚀、耐磨等性能[11]。 三价铬钝化工艺的发展经历了第一代、第二代和第三代，其防护性能有很大的提高， 而目前能适用的主要是第二代的后期产品， 和第三代的产品，它们的中性盐雾试验( NSS) 结果好， 膜中不含优尔价铬。但由于商品价格高低差异大NSS时间越长，价格也越高。因此，建议不要一追求耐NSS时间，应根据电镀对象对外观的要求和根据电镀对象对外观的要求和NSS 试验时间的要求，选用性能适用，价格适中的商品进行试用确定。试验时间的要求，选用性能适用，价格适中的商品进行试用确定[12]。 (责任编辑：qin) |