铝合金产品表面前处理
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铝合金产品表面前处理——绿色钝化
当今随着市场竞争的日趋激烈，自中国加入 WTO 后，很多重庆的铝合金压铸企业都将业务扩展到了 国际市场。国际市场的要求众多，比如产品的交期、质量、外观包装和是否属于环保系列产品。在这里我 们说到环保，现在我们国家也在倡导绿色行动，全球也很注重环境的改善，出现了些电动车、天然汽车和 太阳能产品。
1什么是钝化?
钝化就是使金属表面转化为不易被氧化的状态，而延缓金属的腐蚀速度的方法。一种活性金属或合金， 其中化学活性大大降低，而成为贵金属状态的现象，叫钝化。
金属由于介质的作用生成的腐蚀产物如果具有致密的结构，形成了一层薄膜 (往往是看不见的)，紧密 覆盖在金属的表面，则改变了金属的表面状态，使金属的电极电位大大向正方向跃变，而成为耐蚀的钝态。 如 Fe→Fe++时标准电位为-0.44V，钝化后跃变到+0.5～1V，而显示出耐腐蚀的贵金属性能，这层薄膜就叫 钝化膜。金属的 钝化也可能是自发的过程 (如在金属的表面 生成一层难溶解的化合物，即氧化 物膜 ) 。在工 业上是用钝化剂对金属进行钝化处理，形成一层保护膜。
现在作为重庆众多的气、摩配，通机产品而言，也在不断的要求产品达到环境体系要求，作为出口的 产品必须要符合欧盟 RoHS 指令，而且产品还必须具备抗腐蚀的能力也是一个很关键的因素。这一步是必 然要走的一条路。那么做为铝合金产品怎样才能够做到这一步，这就是需要对我们的铝合金产品进行表面 处理，也就是--钝化。
清
流动
清 - 6.5- ７ ,
围。目视水质是否清 / 水面 以下, 并作 上下 一 次 对 清
洗
清水
洗 2 无飘浮
澈，使清水时刻产生 次 运动 ,清洗 完成后提 洗 池 作 彻
池 0物
流动.
出水 面, 并作 上下抖 底清洗.
秒
动.
9
2H
0 4
三 价 目视时钟计时，每２ / 将 装 件 的 挂 具 或 者 每 20 天 倒
3.3.3三价铬钝化液抗热性佳，安全、环保、无毒，通过瑞士 SGS 标准检测，符合欧盟 RoHS 指令。
3.4三价铬钝化原理
3.4.1水溶液中 Cr3+通常都以[Cr(H2O)6]3+存在，水的络合能力很弱，在发生钝化反应时，体系不稳定， 因此需要一些相对较强的络合剂。这与电镀添加剂的本质基本相同。
3.2三价铬的组成
3.2.1三价铬离子(主成膜剂)：硫酸铬、硝酸铬、氯化铬
3.2.2铬合剂(产品稳定剂 )：有机酸体系-草酸、柠檬酸; 氟体系-氟化钠，氟化铵，氟化氢铵 (目前所用的 绿色透明药水都是这个体系)。
3.2.3氧化剂：硝酸根离子其它金属离子
3.2.4目的是为了提高耐蚀性并调整钝化膜的颜色。用的最多的有钴、镍及一些稀土元素
围。目视水质是否清 /
一次对清 运动 ,清洗 完成后提
洗
澈，使清水时刻产生 次
洗池作彻
池 0 飘浮物
流动.
出水 面, 并作 上下抖 底清洗.
秒
动.
3 1 清洁，
用 PH 试纸检查，保
将装件的挂具或者 每 班 更 换
#
0 PH 值＝
证 PH 值 在 规 定 范 2H 盛 具 放 入 清 洗 池 中 清 水 , 每 周
围。用温度计检查水 / 温，保证水温在规定 次
一次对热 水面以下,然后提出 水 池 作 彻
水面.
范围内.
底清洗.
8
目视钝化产品与产
#
品 封样 件 ,并 作对 比 ,
产检 品 验/ /
用产品封样件与钝
要求钝化产品表面
/
化产品作对比.
无色差,无水渍 ,无明
检
显碰伤，合格件按规
验
定放入周转笼.
铸造论坛：http://bbs.zz361.com 铸造视频：http://v.zz361.com
池 0 飘浮物 秒
流动.
出水 面, 并作 上下抖 底清洗． 动.
1 80±５℃
7
＃
5 清洁，
热 烫 - PH 值＝ 水 干 2 6.5- ７ ,
0 无飘浮 池
秒物
清水
用 PH 试纸检查，保
每班更换 将装件的挂具或者
证 PH 值 在 规 定 范 2H 盛 具 放 入 烫 干 池 中 清 水 , 每 周
3.4.2金属锌在氧化剂硝酸的作ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ下溶解为锌离子。
3.4.3由于 H+的消耗，使金属的表面 pH 升高
3.4.4随着 pH 升高，络合离子稳定降低，解离出的氢氧根离子进攻络合离子，使铬离子及溶液中的锌 离子形成 Cr(OH)3和 Zn(OH)2 ，沉淀在锌表面上形成钝化膜;同时，作为络合剂的 C2O42-也被解离出来与 Co2+形成不溶性的 C2O4Co 沉淀在钝化膜表面。C2O4Co 是非晶态的固体，其能极大的提高钝化膜的抗蚀 性能
20 天 倒 出 酸洗液，彻 底清洗一
PH 值在规定范围。 次 时间 后提出水 面, 并 次酸洗池.
作上下抖动.
1 2
用 PH 试纸检查，保
将装件的挂具或者 每班更换
#
0 清-
清洁， PH 值＝
流
动
证 PH 值 在 规 定 范
2H
盛具放入清洗池中 水面以下,并作上下 清水, 每周
清 洗 2 6- ７ , 无 清水
流
动
用 PH 试纸检查，保 证 PH 值 在 规 定 范
2H
将装件的挂具或者 盛具放入清洗池中 水面 以下,并作 上下
每班更换 清水，每周
清 洗 洗 2 5-6, 无 清水
围。目视水质是否清 / 澈，使清水时刻产生 次
一次对清 运动 ,清洗 完成后提 洗 池 作 彻
池 0 飘浮物
流动.
出水 面, 并作 上下抖 底清洗．
3.3三价铬的特性
3.3.1三价铬铝钝化剂适用于任何铝合金,锌合金表面.可在铝合金层表面形成一层无色的钝化膜，不锈钢 喷丸压铸铝表面形成蓝色的钝化膜.
3.3.2抗热性佳(100℃不减弱防蚀能力),耐蚀性高(NSS 中型盐雾测试可以达到268小时以上)。
(铝合金中的 Si(硅)、Cu(铜)含量对盐雾时间有一定的影响，含 Si(硅)、Cu(铜)量较高的铝合金经该产品 处理后，中性盐雾时间可达到144小时以上，含 Si(硅)、Cu(铜)量较低的铝合金经该产品处理后，中性盐雾 时间可达到268小时以上，铝的纯度越高,钝化后耐腐蚀性就越强,具体根据测试结果而不同。
2钝化的机理
金属处于钝化状态能保护金属防止腐蚀。
首先要清楚，钝化现象是金属相和溶液相所引起的，还是由界面现象所引起的。有人曾研究过机械性 刮磨对处在钝化状态的金属的影响。实验表明，测量时不断刮磨金属表面，则金属的电势剧烈向负方向移 动，也就是修整金属表面可引起处在钝态金属的活化。即证明钝化现象是一种界面现象。它是在一定条件 下，金属与介质相互接触的界面上发生变化的。电化学钝化是阳极极化时，金属的电位发生变化而在电极 表面上形成金属氧化物或盐类。这些物质紧密地覆盖在金属表面上成为钝化膜而导致金属钝化，化学钝化 则是像浓 HNO3等氧化剂直接对金属的作用而在表面形成氧化膜，或加入易钝化的金属如 Cr、Ni 等而引起 的。化学钝化时，加入的氧化剂浓度还不应小于某一临界值，不然不但不会导致钝态，反将引起金属更快 的溶解。在化学钝化的时候我们现在提倡绿色钝化----三价铬钝化液钝化。
3.4.5这样反复进行，直到钝化膜生长起来。
4三价铬钝化工艺
（见下表）
由此可见在绿色钝化过程中，使用三价铬钝化液对铝合金产品进行前处理钝化，有助于提高 铝合金前处理水平，使出口额度不会受到一些政策性的干扰，有利于获得更多定单，增强企 业竞争能力，提高企业的市场份额。同时，对降低企业环境污染、节约能源和保护健康均具 有重大社会意义。
秒
动
1
将装件的挂具或者
6
＃
0
清 清-
清洁， PH 值＝
流
动
用 PH 试纸检查，保 证 PH 值 在 规 定 范 围。目视水质是否清
2H /
盛具放入清洗池中 水面 以下,并作 上下
每班更换 清水，每周 一次对清
洗 洗 2 6- ７ , 无 清水 澈，使清水时刻产生 次 运动 ,清洗 完成后提 洗 池 作 彻
3三价铬钝化。
金属的钝化也可 能是自发的过程 (如在金属的表面 生成一层难溶解的化合物，即氧化 物膜 )。在工业上 是用钝化液对金属进行钝化处理，形成一层保护膜。在环保的前提下，我们现在逐步开始使用三价铬钝化 液。
3.1什么是三价铬?
三价铬是指铬在+3状态下的化合状态,其危害性次于六价铬，在目前的产品运用中，属于环保系列。
＃
秒
铬、透
次
PH 值
小时用ＰＨ试纸检
盛 具 放 入 钝 化 池 中 出钝化液，
钝 钝化1
4.5-5.0/
明、深
查，适量添加三价铬
水面以下，保持规定 彻 底 清 洗
绿色
7H
化
常温
5
溶液，保证ＰＨ值在
环保
/
时间后提出水面,并 一 次 钝 化
池 0
规定范围 液体
次 作上下抖动.
池.
秒
5
＃
1 0 清-
清洁， PH 值
三价铬钝化工艺规程
工艺控制参数
P
备注
工
工
序
序
时 名
浓度/ 温
号 间度
称
成份
控制方法
H 值 抽 查 操作规程 频 率
H/
S
１5
＃
0
酸 酸洗6
洗
PH 值 1.0-1.5/ 常温
0 池
秒
硝酸
将装件的挂具或者
硝 酸: 纯 度为 65-68%; 配 比为 20%±3%， 用 PH 试纸检查，保 证
2H /
盛具放入酸洗池中 水面以下，保持规定
三价铬含量对镀铬层的质量至关重要，测定和控制三价铬的含量，不仅能了解镀液的性能、溶液的导 电性、阳极的状况等情况，还能保证镀铬的正常进行。
以前铝合金表面处理都采用六价铬工艺，对人体和环境均有极大的危害。欧盟法令的出台，将极大影 响产品的销售。为此，使铝合金产品前处理向无铬化和三价铬钝化工艺转化，三价铬钝化液产品性能完全 符合 ROHS 指令要求，出口前景明朗。 主要用于各种铝材(包括铝合金及铝压铸件)的钝化处理，同时也 可用于喷漆、粉末喷涂及上胶处理的前处理，其处理后的防蚀性能优于六价铬钝化工艺，可以采用普通浸 渍、喷淋、手工擦拭等工艺操作，其表面形成均一、透明、淡彩的涂层，符合 MIL-DTL-81706及 MIL5541 的耐腐蚀标准，低接触电阻, 小于0.8 mOhm/cm 2，并且可抗至100℃高温而不减损其防蚀能力，具有环保、 安全无毒、操作、废水处理简单等特点。
当今随着市场竞争的日趋激烈，自中国加入 WTO 后，很多重庆的铝合金压铸企业都将业务扩展到了 国际市场。国际市场的要求众多，比如产品的交期、质量、外观包装和是否属于环保系列产品。在这里我 们说到环保，现在我们国家也在倡导绿色行动，全球也很注重环境的改善，出现了些电动车、天然汽车和 太阳能产品。
1什么是钝化?
钝化就是使金属表面转化为不易被氧化的状态，而延缓金属的腐蚀速度的方法。一种活性金属或合金， 其中化学活性大大降低，而成为贵金属状态的现象，叫钝化。
金属由于介质的作用生成的腐蚀产物如果具有致密的结构，形成了一层薄膜 (往往是看不见的)，紧密 覆盖在金属的表面，则改变了金属的表面状态，使金属的电极电位大大向正方向跃变，而成为耐蚀的钝态。 如 Fe→Fe++时标准电位为-0.44V，钝化后跃变到+0.5～1V，而显示出耐腐蚀的贵金属性能，这层薄膜就叫 钝化膜。金属的 钝化也可能是自发的过程 (如在金属的表面 生成一层难溶解的化合物，即氧化 物膜 ) 。在工 业上是用钝化剂对金属进行钝化处理，形成一层保护膜。
现在作为重庆众多的气、摩配，通机产品而言，也在不断的要求产品达到环境体系要求，作为出口的 产品必须要符合欧盟 RoHS 指令，而且产品还必须具备抗腐蚀的能力也是一个很关键的因素。这一步是必 然要走的一条路。那么做为铝合金产品怎样才能够做到这一步，这就是需要对我们的铝合金产品进行表面 处理，也就是--钝化。
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流动
清 - 6.5- ７ ,
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三 价 目视时钟计时，每２ / 将 装 件 的 挂 具 或 者 每 20 天 倒
3.3.3三价铬钝化液抗热性佳，安全、环保、无毒，通过瑞士 SGS 标准检测，符合欧盟 RoHS 指令。
3.4三价铬钝化原理
3.4.1水溶液中 Cr3+通常都以[Cr(H2O)6]3+存在，水的络合能力很弱，在发生钝化反应时，体系不稳定， 因此需要一些相对较强的络合剂。这与电镀添加剂的本质基本相同。
3.2三价铬的组成
3.2.1三价铬离子(主成膜剂)：硫酸铬、硝酸铬、氯化铬
3.2.2铬合剂(产品稳定剂 )：有机酸体系-草酸、柠檬酸; 氟体系-氟化钠，氟化铵，氟化氢铵 (目前所用的 绿色透明药水都是这个体系)。
3.2.3氧化剂：硝酸根离子其它金属离子
3.2.4目的是为了提高耐蚀性并调整钝化膜的颜色。用的最多的有钴、镍及一些稀土元素
围。目视水质是否清 /
一次对清 运动 ,清洗 完成后提
洗
澈，使清水时刻产生 次
洗池作彻
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流动.
出水 面, 并作 上下抖 底清洗.
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3 1 清洁，
用 PH 试纸检查，保
将装件的挂具或者 每 班 更 换
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0 PH 值＝
证 PH 值 在 规 定 范 2H 盛 具 放 入 清 洗 池 中 清 水 , 每 周
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目视钝化产品与产
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品 封样 件 ,并 作对 比 ,
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无色差,无水渍 ,无明
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铸造论坛：http://bbs.zz361.com 铸造视频：http://v.zz361.com
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证 PH 值 在 规 定 范 2H 盛 具 放 入 烫 干 池 中 清 水 , 每 周
3.4.2金属锌在氧化剂硝酸的作ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ下溶解为锌离子。
3.4.3由于 H+的消耗，使金属的表面 pH 升高
3.4.4随着 pH 升高，络合离子稳定降低，解离出的氢氧根离子进攻络合离子，使铬离子及溶液中的锌 离子形成 Cr(OH)3和 Zn(OH)2 ，沉淀在锌表面上形成钝化膜;同时，作为络合剂的 C2O42-也被解离出来与 Co2+形成不溶性的 C2O4Co 沉淀在钝化膜表面。C2O4Co 是非晶态的固体，其能极大的提高钝化膜的抗蚀 性能
20 天 倒 出 酸洗液，彻 底清洗一
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用 PH 试纸检查，保 证 PH 值 在 规 定 范
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将装件的挂具或者 盛具放入清洗池中 水面 以下,并作 上下
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3.3三价铬的特性
3.3.1三价铬铝钝化剂适用于任何铝合金,锌合金表面.可在铝合金层表面形成一层无色的钝化膜，不锈钢 喷丸压铸铝表面形成蓝色的钝化膜.
3.3.2抗热性佳(100℃不减弱防蚀能力),耐蚀性高(NSS 中型盐雾测试可以达到268小时以上)。
(铝合金中的 Si(硅)、Cu(铜)含量对盐雾时间有一定的影响，含 Si(硅)、Cu(铜)量较高的铝合金经该产品 处理后，中性盐雾时间可达到144小时以上，含 Si(硅)、Cu(铜)量较低的铝合金经该产品处理后，中性盐雾 时间可达到268小时以上，铝的纯度越高,钝化后耐腐蚀性就越强,具体根据测试结果而不同。
2钝化的机理
金属处于钝化状态能保护金属防止腐蚀。
首先要清楚，钝化现象是金属相和溶液相所引起的，还是由界面现象所引起的。有人曾研究过机械性 刮磨对处在钝化状态的金属的影响。实验表明，测量时不断刮磨金属表面，则金属的电势剧烈向负方向移 动，也就是修整金属表面可引起处在钝态金属的活化。即证明钝化现象是一种界面现象。它是在一定条件 下，金属与介质相互接触的界面上发生变化的。电化学钝化是阳极极化时，金属的电位发生变化而在电极 表面上形成金属氧化物或盐类。这些物质紧密地覆盖在金属表面上成为钝化膜而导致金属钝化，化学钝化 则是像浓 HNO3等氧化剂直接对金属的作用而在表面形成氧化膜，或加入易钝化的金属如 Cr、Ni 等而引起 的。化学钝化时，加入的氧化剂浓度还不应小于某一临界值，不然不但不会导致钝态，反将引起金属更快 的溶解。在化学钝化的时候我们现在提倡绿色钝化----三价铬钝化液钝化。
3.4.5这样反复进行，直到钝化膜生长起来。
4三价铬钝化工艺
（见下表）
由此可见在绿色钝化过程中，使用三价铬钝化液对铝合金产品进行前处理钝化，有助于提高 铝合金前处理水平，使出口额度不会受到一些政策性的干扰，有利于获得更多定单，增强企 业竞争能力，提高企业的市场份额。同时，对降低企业环境污染、节约能源和保护健康均具 有重大社会意义。
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动
1
将装件的挂具或者
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清 清-
清洁， PH 值＝
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用 PH 试纸检查，保 证 PH 值 在 规 定 范 围。目视水质是否清
2H /
盛具放入清洗池中 水面 以下,并作 上下
每班更换 清水，每周 一次对清
洗 洗 2 6- ７ , 无 清水 澈，使清水时刻产生 次 运动 ,清洗 完成后提 洗 池 作 彻
3三价铬钝化。
金属的钝化也可 能是自发的过程 (如在金属的表面 生成一层难溶解的化合物，即氧化 物膜 )。在工业上 是用钝化液对金属进行钝化处理，形成一层保护膜。在环保的前提下，我们现在逐步开始使用三价铬钝化 液。
3.1什么是三价铬?
三价铬是指铬在+3状态下的化合状态,其危害性次于六价铬，在目前的产品运用中，属于环保系列。
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铬、透
次
PH 值
小时用ＰＨ试纸检
盛 具 放 入 钝 化 池 中 出钝化液，
钝 钝化1
4.5-5.0/
明、深
查，适量添加三价铬
水面以下，保持规定 彻 底 清 洗
绿色
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常温
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溶液，保证ＰＨ值在
环保
/
时间后提出水面,并 一 次 钝 化
池 0
规定范围 液体
次 作上下抖动.
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1 0 清-
清洁， PH 值
三价铬钝化工艺规程
工艺控制参数
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备注
工
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时 名
浓度/ 温
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成份
控制方法
H 值 抽 查 操作规程 频 率
H/
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PH 值 1.0-1.5/ 常温
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硝 酸: 纯 度为 65-68%; 配 比为 20%±3%， 用 PH 试纸检查，保 证
2H /
盛具放入酸洗池中 水面以下，保持规定
三价铬含量对镀铬层的质量至关重要，测定和控制三价铬的含量，不仅能了解镀液的性能、溶液的导 电性、阳极的状况等情况，还能保证镀铬的正常进行。
以前铝合金表面处理都采用六价铬工艺，对人体和环境均有极大的危害。欧盟法令的出台，将极大影 响产品的销售。为此，使铝合金产品前处理向无铬化和三价铬钝化工艺转化，三价铬钝化液产品性能完全 符合 ROHS 指令要求，出口前景明朗。 主要用于各种铝材(包括铝合金及铝压铸件)的钝化处理，同时也 可用于喷漆、粉末喷涂及上胶处理的前处理，其处理后的防蚀性能优于六价铬钝化工艺，可以采用普通浸 渍、喷淋、手工擦拭等工艺操作，其表面形成均一、透明、淡彩的涂层，符合 MIL-DTL-81706及 MIL5541 的耐腐蚀标准，低接触电阻, 小于0.8 mOhm/cm 2，并且可抗至100℃高温而不减损其防蚀能力，具有环保、 安全无毒、操作、废水处理简单等特点。