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钝化处理的相关知识

钝化处理的相关知识

发布日期:2019/5/22 13:46:22

现在作为众多的气、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 --钝化处理。

  1什么是钝化处理?

  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。

  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。

  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。

  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

  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。

  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。

  3.4.2金属锌在氧化剂硝酸的作用下溶解为锌离子。

  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

  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

  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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