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锌镀层三价铬彩色钝化

马晓君  
【摘要】:传统六价铬钝化液被广泛用于镀锌层、锌合金层及金属表面等,其钝化工艺成熟稳定,钝化膜耐腐蚀性能好,但六价铬具有高毒性和致癌性,对环境污染严重,欧盟制定了严格的控制措施,限制其使用。WEEE和ELV指引已经明确指明从2006年7月1日在电子电气领域和2007年7月1日在汽车领域禁用六价铬。因此,开发六价铬钝化的替代工艺势在必行。三价铬毒性只有六价铬的1%,在许多方面有着类似于六价铬的特性,因而受到科学界的广泛关注。高耐蚀三价铬钝化膜可以是白色、蓝白、彩色、黑色、金色等,适合的镀层有纯锌、锌铁、锌镍和锌钻合金,还包括锌合金和铝合金基体上直接钝化。因此三价铬钝化将成为六价铬钝化最有可能被接受的替代六价铬钝化的工艺。 在进行三价铬彩色钝化工艺研究过程中,我们经过大量实验,探索出一种常温三价铬钝化配方和与之相对应的技术工艺,该工艺以Cr_2(SO_4)_3为主盐,硝酸根离子为氧化剂,乳酸为配位剂,钴离子和镍离子为金属离子,醋酸为缓冲剂,通过控制钝化溶液的pH值调节钝化时间,钝化完成后采用有机硅A进行封闭处理,以封闭钝化膜上的间隙。在实验过程中,分析了钝化时间、温度、pH值和工件摇摆次数对钝化膜耐腐蚀性能的影响,并对钝化膜的形成过程进行探索,最终形成了一套较为完整的锌镀层三价铬彩色钝化配方。 在实验过程中,主要从一下三个方面对三价铬钝化膜的物理和化学特性进行了检测:1)利用电子显微镜观察三价铬钝化膜的微观特征;2)用电化学工作站检测三价铬钝化膜的腐蚀电位;3)采用盐雾实验直接检测三价铬钝化膜的耐腐蚀性能。


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