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4.4.2 氟化铵的确定 12
4.4.3 硝酸钠的确定 13
4.4.4 硝酸钴的确定 13
4.5 工艺操作条件的确定方法 13
4.5.1 pH值的确定 13
4.5.2 温度的确定 13
4.5.3 钝化时间的确定 13
5试验结果及讨论 14
5.1试验结果 14
5.2各组分工艺含量的作用与影响 14
5.2.1 氯化铬 14
5.2.2 氟化铵 14
5.2.3 硝酸钠 15
5.2.4 硝酸钴 15
5.3工艺条件的影响 16
5.3.1 pH值的影响 16
5.3.2 温度的影响 16
5.3.3 时间的影响 17
6结论 18
谢辞 19
参考文献 20
1引言
1.1 课题概况及研究的意义
1.1.1 课题概况
钢铁材料通过镀锌或镉以保护其免受腐蚀：其防腐蚀饥理是基于锌或镉的电化学电位比铁基体更负，在原电池中更多地作为阳极而参与反应。从理论上讲，厚的镀锌层耐腐蚀性能更好。但由于锌的活泼性，金属锌在工业大气、海洋性气候以及湿度高于70％ 的环境中，其表面易腐蚀从而很容易生成白色腐蚀产物。为了防止或延缓“白锈”的生成，往往在镀锌后进行铬酸盐钝化处理，钝化后会在镀锌层表面形成一层化学稳定性较高的铬酸盐薄膜，这层膜被称为钝化膜或转化膜[1]。经过钝化处理的工件不仅能提高防腐蚀性能，而且具有美丽的外观。
镀锌及其合金的三价铬钝化新工艺分为化学处理和电化学处理2种，应用最广泛的是化学处理，而传统的钝化工艺采用优尔价铬钝化。传统的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，至此生成完整的优尔价铬钝化层。
优尔价铬钝化膜很厚，有的锌-铁合金镀层黑钝化膜的厚度甚至超过2μm。因此，钝化膜中优尔价铬的含量特别高，有些甚至高达0.5 mg/dm2。；其余为多达60%的三价铬盐，以及用于染色与提高耐蚀性的各种氧化物和无机物。当钝化层因外力而刮伤后，在潮湿的空气中优尔价铬化台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。优尔价铬钝化膜具有良好的自愈能力，但在温度100℃以上时，其耐蚀性能降低。
由于优尔价铬钝化液具有操作简单、成本低廉、控制简便，因而被大量地采用。但优尔价铬是一种剧毒物质，具有致癌、致畸和诱发基因突变的作用，优尔价铬化合物口服致死量约1.5 g左右，饮用水中优尔价铬超过0.1 mg/L人就会中毒[2]。美国环境保护局将优尔价铬确定为17种高度危险的毒性物质之一。因此，优尔价铬的使用越来越受到人们的重视。欧盟于2000年9月在布鲁塞尔签署了一项法令，规定从2003年1月1日起禁止在车辆材料和部件中使用优尔价铬。根据该法令，每辆汽车仅允许含有不超过2g优尔价铬。这就迫使人们寻找合适的取代技术来适应该项法令，因此人们开始意识到对于三价铬钝化的研究。目前已有的三价铬钝化为黑色、彩色、金色等颜色钝化[3]。
三价铬钝化的主要分为彩色钝化、蓝白钝化和黑色钝化。镀锌后的处理多以彩色钝化和蓝白色钝化为主， 蓝白色主要要求外观而其对膜层的耐蚀性要求却很低，蓝白色钝化溶液由三价铬盐、硫酸、硝酸和氢氟酸等成分组成， 其原理与优尔价铬蓝白色钝化相类似。但也存在不同之处，因为三价铬钝化膜中不含有优尔价铬成分，所以抗蚀性差，一般盐雾试验好的也只能达到48 h；钱达人等提出了如果钝化液组成和工艺得当可得到与致密的铬酸盐钝化相媲美的彩虹色镀锌层钝化层， 有些好的三价铬彩色钝化经盐雾试验后出白锈的时间能到达480h 以上[4]。黑色钝化膜给人高贵典雅的感觉，是永恒的流行色，永远都不会过时，并且黑色钝化膜的抗腐蚀性又很好。在采用三价铬进行黑色钝化时，一定要进行封闭处理，没有封闭的三价铬黑色钝化是不稳定的。[5]