金属表面无铬钝化工艺研究分析
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（五）复合钝化
在综合性和应用性上，单一元素形成的钝化膜都与铬酸盐钝化膜存在较大差距，将无机盐与有机化合物结合，可以弥补各自的缺陷，达到更好的钝化效果。无机盐与有机树脂复合钝化，是一种较为常见的复合钝化法，在耐腐蚀性好的树脂中，添加一些无机盐，可以有效提高钝化效果，使钝化膜的质地更加均匀，黏性、抗腐蚀性都有所提高。这种复合钝化措施，通常使用丙烯酸树脂作为主要成膜剂，钼酸、磷酸作为缓冲剂，根据钝化金属不同，有时还需要加入一定的硅烷作为偶联剂，PH值一般在3到4左右，处理温度40℃，处理时间在1分钟左右。无机盐和有机酸钝化也是一种常见的复合钝化工艺，主要使用氟锆酸钾和植酸，可以在金属表面形成一层灰色复合转化膜，可以有效提高钝化膜在盐雾实验中维持的时间。除此之外，无机物与有机硅烷复合钝化的效果也非常良好，附着力可以达到1级，中性盐雾试验中仅有5%的表面被腐蚀。
二、金属表面无铬钝化工艺研究分析
（一）钼、钨酸盐钝化
钼、钨酸盐与铬酸盐的性质极为相似，钨酸盐一般用于锡金属的表面钝化处理，通过对钨酸钠的质量浓度、钝化时间、钝化温度进行研究，可以得知PH值为9，钝化温度在30℃，处理时间为25s时，钨酸钠钝化的效果最佳。而钼酸盐的应用范围更加广泛，可以适用于铝合金。经试验可知，PH值在3到4.5之间，钝化温度在65℃左右，时间在10min到15min之间，再加一定量的氟硼酸钠、乙酸钴和磷酸，可以达到最好的钝化效果，可以形成色泽均匀的黑色钝化膜，其耐腐蚀效果要强于5%的铬酸钝化膜。在钼酸盐钝化处理工艺中，氟硼酸钠、乙酸钴的浓度越高，形成氧化膜的速度越快，钝化处理的时间越长，形成的钝化膜便越厚。由金属锌的钼酸盐钝化处理试验可知，钝化温度在40℃左右、钝化时间30s，烘干温度60℃到70℃之间，并加入适量的磷酸、硝酸、羟基乙叉二膦酸，钼酸盐钝化处理效果最好[1]。钼酸盐钝化处理之后，金属锌表面钝化膜耐白锈的时间可以达到24小时，效果接近铬酸盐。但钼酸盐钝化处理也存在一定的缺点，生成的氧化膜容易出现裂纹，保护性较差，需要和其他无机盐配合使用。
金属表面无铬钝阻止金属进一步发生反应的现象，叫做钝化现象。铬酸盐处理是当前最常见的钝化处理方法，工艺简单、成本低，应用非常广泛。但是经过铬酸盐处理后的金属表面对环境和人体存在一定的危害，因此无铬钝化一直也是钝化工艺的重要研究方向，本文对此进行了讨论。
一、金属表面无铬钝化工艺概述
钝化处理可以在钢铁、铝、锌等常见金属的表面形成一层致密氧化物构成的氧化膜，可以阻止金属继续发生化学反应或者减缓反应速度，从而有效防止金属表面腐蚀、氧化等现象，提高金属的使用寿命，维持金属外观。在化工领域中，应用最广泛的洛酸盐钝化处理，成本低廉、工艺简单、抗腐蚀性好。但是铬酸盐处理后形成的氧化膜中，铬元素是以三价和六价的形式存在的，六价铬是一种致癌物质，会严重危害人们的身体健康，也会对环境造成一定的破坏。近年来，随着人们环保意识、安全意识的逐渐增加，和国家监管的重视，人们越来越需要一种无害的钝化处理方法，来取代铬酸盐处理。其中钝化后的金属表面，不含铬离子的钝化方式，被称为无铬钝化，是钝化处理领域的重要发展方向。
（二）稀土金属盐钝化
稀土金属盐钝化也是一种正在研究的无铬钝化工艺，其钝化方式较为简单，只需要将金属放入含有稀土金属离子的溶液中，就可以实现钝化。由试验可知，稀土金属盐钝化处理的最佳工艺条件，PH值为4，钝化温度为40℃，并加入适量的硝酸镧、双氧水，处理时间为30s左右，形成的钝化膜较为均匀，覆盖率较高，耐腐蚀性更强。稀土金属盐钝化虽然操作简单，成本较低，但是钝化膜的附着力不高，还需要对钝化膜的内在结构进行深入研究。
（四）有机硅烷钝化
硅烷是一种效果良好的偶联剂，用硅烷制备出的钝化膜具有较高的耐腐蚀性，使用添加剂后，黏性良好，且没有污染。由试验可知，有机硅烷钝化处理的最佳工艺条件为，钝化温度30℃，钝化时间20s，干燥处理40分钟，可以形成无色、均匀的钝化膜。使用双硅烷钝化液，并加入氟钛酸、苯丙乳液、对镀锌板进行处理，可以生成密度均匀、连续的钝化膜，在中性盐雾中放置100小时，腐蚀面积只有不到4%。硅烷膜能起到良好的防腐作用和物理阻隔作用，但恶劣环境中无法提供长期的保护，大多数时候是作为其他钝化处理方式中的封闭剂使用的。
（三）硅酸盐钝化
硅酸盐钝化也是一种无铬钝化工艺，硅酸盐具有使用寿命长、工艺方便、无污染的特点，形成的氧化物金属膜还可以进行彩色处理。经过试验可知，硅酸盐钝化处理的最佳工艺条件是，PH值在1.5到2.5之间，钝化时间100s左右，并加入一定量的硫酸、双氧水和硫酸铜。经过硅酸盐钝化处理的镀锌钢板可以形成质地均匀、色泽光亮的钝化膜，耐中性盐雾的时间可达200小时[2]。但是进行硅酸盐钝化处理时，PH值会不稳定，需要使用硫酸溶液来调节。硅酸盐钝化处理形成的钝化膜可以抑制锌镀层阳极和阴极间的离子传输，从而有效减缓腐蚀现象。但是目前单独使用硅酸盐得到的钝化膜的耐腐蚀性与铬酸盐相比，相对较差，需要加入其他金属盐调节。
关键词：钝化处理；铬酸盐；无铬钝化
引言：金属在使用过程中无法避免的会发生腐蚀现象，在潮湿或者酸碱性的环境中尤为明显，不但会影响金属外观，还会影响金属的使用性能。对金属表面进行钝化处理，可以有效防止金属表面被腐蚀，铬酸盐处理一直是常见的钝化方式，但具有一定的毒性，会对人体造成伤害，随着人们安全意识逐渐提升，无铬钝化工艺的研究也变得越发重要。
结论：总之，金属在使用过程中都不可避免的会发生腐蚀现象，会影响金属的外观，缩短金属的使用寿命，因此在使用时经常会对钢铁、铝等金属表面进行钝化处理。常用的铬酸盐钝化工艺对人体和环境都有一定的损害，因此需要对钼、钨酸盐钝化、稀土金属盐钝化、硅酸盐钝化、复合钝化等无铬钝化工艺进行深入的研究。
参考文献：
[1]郑兴睿,刘成,于晓华,等.无铬复合钝化膜的微观组织结构及耐腐蚀性能[J].表面技术,2018,47(8):197-203. D
在综合性和应用性上，单一元素形成的钝化膜都与铬酸盐钝化膜存在较大差距，将无机盐与有机化合物结合，可以弥补各自的缺陷，达到更好的钝化效果。无机盐与有机树脂复合钝化，是一种较为常见的复合钝化法，在耐腐蚀性好的树脂中，添加一些无机盐，可以有效提高钝化效果，使钝化膜的质地更加均匀，黏性、抗腐蚀性都有所提高。这种复合钝化措施，通常使用丙烯酸树脂作为主要成膜剂，钼酸、磷酸作为缓冲剂，根据钝化金属不同，有时还需要加入一定的硅烷作为偶联剂，PH值一般在3到4左右，处理温度40℃，处理时间在1分钟左右。无机盐和有机酸钝化也是一种常见的复合钝化工艺，主要使用氟锆酸钾和植酸，可以在金属表面形成一层灰色复合转化膜，可以有效提高钝化膜在盐雾实验中维持的时间。除此之外，无机物与有机硅烷复合钝化的效果也非常良好，附着力可以达到1级，中性盐雾试验中仅有5%的表面被腐蚀。
二、金属表面无铬钝化工艺研究分析
（一）钼、钨酸盐钝化
钼、钨酸盐与铬酸盐的性质极为相似，钨酸盐一般用于锡金属的表面钝化处理，通过对钨酸钠的质量浓度、钝化时间、钝化温度进行研究，可以得知PH值为9，钝化温度在30℃，处理时间为25s时，钨酸钠钝化的效果最佳。而钼酸盐的应用范围更加广泛，可以适用于铝合金。经试验可知，PH值在3到4.5之间，钝化温度在65℃左右，时间在10min到15min之间，再加一定量的氟硼酸钠、乙酸钴和磷酸，可以达到最好的钝化效果，可以形成色泽均匀的黑色钝化膜，其耐腐蚀效果要强于5%的铬酸钝化膜。在钼酸盐钝化处理工艺中，氟硼酸钠、乙酸钴的浓度越高，形成氧化膜的速度越快，钝化处理的时间越长，形成的钝化膜便越厚。由金属锌的钼酸盐钝化处理试验可知，钝化温度在40℃左右、钝化时间30s，烘干温度60℃到70℃之间，并加入适量的磷酸、硝酸、羟基乙叉二膦酸，钼酸盐钝化处理效果最好[1]。钼酸盐钝化处理之后，金属锌表面钝化膜耐白锈的时间可以达到24小时，效果接近铬酸盐。但钼酸盐钝化处理也存在一定的缺点，生成的氧化膜容易出现裂纹，保护性较差，需要和其他无机盐配合使用。
金属表面无铬钝阻止金属进一步发生反应的现象，叫做钝化现象。铬酸盐处理是当前最常见的钝化处理方法，工艺简单、成本低，应用非常广泛。但是经过铬酸盐处理后的金属表面对环境和人体存在一定的危害，因此无铬钝化一直也是钝化工艺的重要研究方向，本文对此进行了讨论。
一、金属表面无铬钝化工艺概述
钝化处理可以在钢铁、铝、锌等常见金属的表面形成一层致密氧化物构成的氧化膜，可以阻止金属继续发生化学反应或者减缓反应速度，从而有效防止金属表面腐蚀、氧化等现象，提高金属的使用寿命，维持金属外观。在化工领域中，应用最广泛的洛酸盐钝化处理，成本低廉、工艺简单、抗腐蚀性好。但是铬酸盐处理后形成的氧化膜中，铬元素是以三价和六价的形式存在的，六价铬是一种致癌物质，会严重危害人们的身体健康，也会对环境造成一定的破坏。近年来，随着人们环保意识、安全意识的逐渐增加，和国家监管的重视，人们越来越需要一种无害的钝化处理方法，来取代铬酸盐处理。其中钝化后的金属表面，不含铬离子的钝化方式，被称为无铬钝化，是钝化处理领域的重要发展方向。
（二）稀土金属盐钝化
稀土金属盐钝化也是一种正在研究的无铬钝化工艺，其钝化方式较为简单，只需要将金属放入含有稀土金属离子的溶液中，就可以实现钝化。由试验可知，稀土金属盐钝化处理的最佳工艺条件，PH值为4，钝化温度为40℃，并加入适量的硝酸镧、双氧水，处理时间为30s左右，形成的钝化膜较为均匀，覆盖率较高，耐腐蚀性更强。稀土金属盐钝化虽然操作简单，成本较低，但是钝化膜的附着力不高，还需要对钝化膜的内在结构进行深入研究。
（四）有机硅烷钝化
硅烷是一种效果良好的偶联剂，用硅烷制备出的钝化膜具有较高的耐腐蚀性，使用添加剂后，黏性良好，且没有污染。由试验可知，有机硅烷钝化处理的最佳工艺条件为，钝化温度30℃，钝化时间20s，干燥处理40分钟，可以形成无色、均匀的钝化膜。使用双硅烷钝化液，并加入氟钛酸、苯丙乳液、对镀锌板进行处理，可以生成密度均匀、连续的钝化膜，在中性盐雾中放置100小时，腐蚀面积只有不到4%。硅烷膜能起到良好的防腐作用和物理阻隔作用，但恶劣环境中无法提供长期的保护，大多数时候是作为其他钝化处理方式中的封闭剂使用的。
（三）硅酸盐钝化
硅酸盐钝化也是一种无铬钝化工艺，硅酸盐具有使用寿命长、工艺方便、无污染的特点，形成的氧化物金属膜还可以进行彩色处理。经过试验可知，硅酸盐钝化处理的最佳工艺条件是，PH值在1.5到2.5之间，钝化时间100s左右，并加入一定量的硫酸、双氧水和硫酸铜。经过硅酸盐钝化处理的镀锌钢板可以形成质地均匀、色泽光亮的钝化膜，耐中性盐雾的时间可达200小时[2]。但是进行硅酸盐钝化处理时，PH值会不稳定，需要使用硫酸溶液来调节。硅酸盐钝化处理形成的钝化膜可以抑制锌镀层阳极和阴极间的离子传输，从而有效减缓腐蚀现象。但是目前单独使用硅酸盐得到的钝化膜的耐腐蚀性与铬酸盐相比，相对较差，需要加入其他金属盐调节。
关键词：钝化处理；铬酸盐；无铬钝化
引言：金属在使用过程中无法避免的会发生腐蚀现象，在潮湿或者酸碱性的环境中尤为明显，不但会影响金属外观，还会影响金属的使用性能。对金属表面进行钝化处理，可以有效防止金属表面被腐蚀，铬酸盐处理一直是常见的钝化方式，但具有一定的毒性，会对人体造成伤害，随着人们安全意识逐渐提升，无铬钝化工艺的研究也变得越发重要。
结论：总之，金属在使用过程中都不可避免的会发生腐蚀现象，会影响金属的外观，缩短金属的使用寿命，因此在使用时经常会对钢铁、铝等金属表面进行钝化处理。常用的铬酸盐钝化工艺对人体和环境都有一定的损害，因此需要对钼、钨酸盐钝化、稀土金属盐钝化、硅酸盐钝化、复合钝化等无铬钝化工艺进行深入的研究。
参考文献：
[1]郑兴睿,刘成,于晓华,等.无铬复合钝化膜的微观组织结构及耐腐蚀性能[J].表面技术,2018,47(8):197-203. D