三价铬钝化液配方组成,钝化液成分分析技术及生产工艺

三价铬钝化液成分分析，钝化机理及配方参考导读：本文详细介绍三价铬钝化液的研究背景，机理，分类，参考配方等，本文中的配方数据经过修改，如需更详细资料，可咨询我们的技术工程师。

三价铬钝化液主要应用于家用电器、电子零部件、汽车零部件及自行车零件金属表面处理，禾川化学引进国外配方破译技术，专业从事三价铬钝化液成分分析、配方还原、研发外包服务，为钝化液相关企业提供一整套配方技术解决方案。

一、背景

锌在大气中以及绝大多数其他介质条件下，都具有相当高电负性，因此镀锌是应用最广泛的电镀品种之一。但因为锌的电负性高，在潮湿的环境中首先被腐蚀，为了提高镀锌及锌基合金镀层的耐腐蚀性能，通常会在电镀锌及锌基合金后经过铬酸盐钝化处理，经过钝化处理后能显著提高镀锌及锌基合金的耐腐蚀性能。

镀锌层三价铬钝化可以通过不同的工艺条件得到不同颜色和厚度的钝化膜，这里我们只简单介绍了四种颜色的钝化。目前三价铬钝化技术仍然没有六价铬成熟，但是随着环保要求的不断严格和重视三价铬钝化以其低毒性必定会得到人们的日益重视，必将成为金属材料保护的重要发展方向。

镀锌三价铬钝化主要应用于家用电器、电子零部件、汽车零部件及自行车零件等,其中扬声器的电镀锌基本已经全面采用三价铬钝化。三价铬钝化的使用寿命周期较长,耐热性能好,对于镀锌后需去氢处理的零件是非常有利的。采用封闭剂处理更能大大提升其功能效果。随着社会的发展,三价铬钝化工艺的需求量将

越来越大,如何把三价铬钝化的工艺性能提升至更高的水平仍然需要今后的不断努力。

禾川化学技术团队具有丰富的分析研发经验，经过多年的技术积累，可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库，彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题，利用其八大服务优势，最终实现企业产品性能改进及新产品研发。

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二、三价铬钝化液

2.1三价铬钝化机理

三价铬钝化膜的形成机理类似于六价铬钝化,但是不包括六价铬还原成三价铬这一步骤。首先是在酸性介质中锌被氧化剂氧化并与三价铬形成锌铬氧化物,同时消耗酸使得接触界面的pH升高,然后在pH增大的情况下三价铬化合物在表面析出,形成一层由锌铬氧化物组成的胶状膜。可用以下步骤表示:

1)锌的溶解: Zn + 2H+----Zn2+ + H2|

4Zn + NO3---- 9H+ ----4Zn2+ + NH3 |+ 3H2O

2)膜的形成: Zn2+ + xCr3+ + yH2O----ZnCr x O y+2yH+

2.2三价铬钝化与六价钝化比较

三价铬钝化与六价铬钝化的比较可以归纳为以下几点:

1)三价铬钝化的时间比六价铬长,所溶解掉的镀锌层相对较多,所以要求镀层要厚些。

2)三价铬钝化膜致密且无明显裂纹;而六价铬钝化膜为一种纵横交叉的网状结构,网状结构中的六价铬对钝化膜具有一定的自修复能力。但六价铬钝化膜不致密,网状结构中的六价铬含量有限,当六价铬完全消耗而失去自修复能力以后,就很容易产生腐蚀和出现白绣。三价铬钝化膜虽然没有自修复能力,但结构致密。因此只要三价铬钝化膜没有受到损坏就具有很强的耐蚀性。为了防止因钝化膜破坏造成的腐蚀这一缺陷,建议采用封闭处理。在运输的过程中要特别注意包装良好,以免零件碰伤。

3)在实际应用中,镀锌层的三价铬彩色钝化膜和黑色钝化膜比六价铬钝化膜耐蚀性较弱,但三价铬蓝白钝化膜的耐蚀性与六价铬蓝白色钝化膜相差不大。

4)在三价铬钝化中pH是一个非常重要的参数, pH范围较窄,且不太稳定,需经常测定调整。大规模生产建议采用自动加药机自动添加,以保证pH在最佳工艺范围内, pH会直接影响产品的抗蚀性及外观。

5)三价铬钝化膜的耐热性比六价铬钝化膜要好,将其加热到200℃以上较长时间内,仍能保持原抗蚀性的70%以上,这对于必须进行加热除氢的镀锌件就特别有利。而六价铬钝化膜加热到55℃以上时,保持数分钟后,钝化膜就容易脱水开裂,暴露出镀锌层,导致耐蚀性下降。

6)三价铬钝化液的使用寿命比六价铬要长。

2.3三价铬钝化液分类

目前按钝化膜的颜色区分,三价铬钝化有五彩、蓝白色(含白色)及黑色钝化 2.3.1 三价铬黑色钝化

镀锌层的钝化膜的形成一般在Ph为2-4之间，为了得到黑色钝化膜常在钝化液中加入铜、银、铁、镍等金属离子做为发黑剂。国内行业专家通过黑色钝化膜外观及耐腐蚀性研究了钝化液组分对钝化膜的影响，并得到了黑色钝化液配方。他们通过采用正交试验研究了三价铬盐的组成，并对配位剂种类、发黑剂等对膜层耐腐蚀性能的影响。得出了最佳钝化液组成为：氯化铬18-30 g/L、硝酸铬1-5g/L、所酸类配位剂15-30g/L、硫酸钴1-6g/L、硫酸镍1-6g/L、磷酸二氢钠10-20g/L、pH 值2.0-3.0、温度40-60℃。

现阶段已有一些三价铬黑色黑色钝化液做为商品上市，但是和较成熟的三价铬彩色钝化液、三价铬蓝白钝化液相比，它还不能完全满足要求。因为黑色钝化膜成膜速度较快，所以膜层排列疏松耐腐蚀性不高。黑色钝化膜层在未封闭的中性盐雾试验中一般36h出现白斑，在封闭的中性盐雾试验中96h仍保持很好的外观，没有白斑出现。

2.3.2三价铬彩色钝化

国内相关行业专家通过正交试验、单因素试验、对比试验确定了最佳耐腐蚀的三价铬钝化工艺。最佳的彩色钝化工艺配方(HWD)为：三价铬盐55-65g/L、酒石酸盐或柠檬酸盐15-25g/L、硝酸盐8-14g/L、催化剂3-6 g/L、pH值1.8-2.3、温度25-35℃、t0.5min-1.5min。对钝化膜进行醋酸铅的点滴试验时，经过180s后出现黑色腐蚀点。在中性盐雾试验中经过92h钝化膜出现白锈，而没有经过处理的顿锌层只经过18h就出现了白锈。他们还研究了钝化液成分及钝化工艺条件对钝化膜耐腐蚀性能的影响。后期通过一系列实验的基础上得到了一种彩色钝化工艺得出的镀锌层钝化膜的耐腐蚀性接近六价铬钝化的效果，在中性盐雾试验中出现白锈的时间为85h，有很好的实用效果。