氯化钾镀锌三价铬彩色钝化工艺的研究.doc

范文最新推荐------------------------------------------------------1 / 16氯化钾镀锌三价铬彩色钝化工艺的研究摘要：本课题的目的在于研究出一种对环境低毒的三价铬钝化工艺，以用于取代毒性高的六价铬钝化工艺通过单因素实验和正交试验，对钝化液中的各个组成成分和钝化的工艺条件一一进行探索和研究，得到了一个最佳的三价铬彩色钝化配方工艺该工艺主要成膜物是 Cr2(SO4)3•6H2O，含量为 8g/L；配位剂为丙二酸，含量为 5g/L；氧化剂是 NaNO3，含量为 5g/L；活化金属离子选 NiSO4•6H2O，用量为 1.2g/L；阴离子促进剂 NaCl，用量 0.5g/L；pH值 1.6；钝化温度 25℃；钝化时间 80s该工艺能够得到一层致密的三价铬彩色钝化膜钝化膜，外观光亮细致对最佳配方工艺进行中性盐雾实验、附着力实验、乙酸铅点滴实验，结果表明，耐盐雾时间可达78 小时，乙酸铅点滴实验出现黑点时间可达 74 秒，附着力良好10348  关键字：镀锌；三价铬；彩色钝化；Study on Trivalent Chromium Colorful Passivation Technology for Potassium chloride zinc platingAbstract: The purpose of this project is to develop a low-toxicity of trivalent chromium passivation process on the environment, to be used to replace the high toxicity of hexavalent chromium passivation process. By single-factor experiment and orthogonal, passivation solution composition and passivation process carry out exploration and research, has been one of the best formula of trivalent chromium color passivation technology. The process of major film is Cr2(SO4)3•6H2O, content 8g/L; complexing agent for malonate, content 5g/L; oxidants is NaNO3, content 5g/L; activating metal ions selected NiSO4•6H2O, the dosage of 1.2g/L; anions promoter NaCl, 0.5g/L;Ph 1.6; passive temperature 25℃; passivated times of 80s. The process can be a dense layer of passive film on three price chromium colored passivation film and looks bright and detailed. Neutral salt spray test, the best formulation process experiment of ---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------3 / 16adhesion test, lead-acid, showed that salt-fog resistance of up to 78 hours, lead-acid drop experiment appears black spots of up to 74 seconds, good adhesion. 5.2 硝酸钠浓度对钝化膜性能的影响 165.3 不同浓度 NaCl 对钝化膜性能的影响 175.4 不同浓度 NiSO4•6H2O 对钝化膜的影响 185.5 钝化液 pH 值的影响 205.6 钝化温度对钝化膜性能的影响 215.7 钝化时间对钝化膜性能的影响 225.8 水洗方式对钝化膜性能的影响 235.9 钝化膜的性能 24 5.9.1 钝化膜的外观 245.9.2 钝化膜的附着力 245.9.3 点滴试验 245.9.4 钝化膜的耐蚀性 256 结论 26致 谢 27参考文献 28 1 引言1.1 课题研究的概况及意义锌以还原电位低、价格低廉等优点常被用作钢铁的保护层，但是由于其化学性质活泼而容易被腐蚀，因此通常需要对镀锌层进行钝化处理。

六价铬钝化液操作简单、成本低廉、控制简便，并且所得到的钝化膜耐蚀性能好、外观漂亮且有自修复能力等优点，因此---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------5 / 16得到广泛的应用但是，六价铬是一种剧毒物质，具有致癌致畸性的作用，这些缺点限制了其进行进一步的使用，近年来相关部门对六价铬的使用制定了一系列的限定性法规[1]未来几年内，欧盟对六价铬的限制将会对表面处理行业有深远的影响，这已经在汽车制造业中形成了一种趋势欧盟于 2000 年 9 月在布鲁塞尔签署了一项法令，规定从 2003 年 1 月起禁止在车辆材料和部件中使用六价铬根据该法令，每辆汽车仅允许含有不超过 2g 的六价铬欧洲委员会出版了“End oflife vehicle”法律草案，于 2003 年 7 月正式成为法律条文，其中有一条就是要求有效的消除镉、汞、铅、六价铬等重金属，该法案将成为未来欧盟汽车回收业的立法框架。

因此寻找一种代替六价铬钝化的方法迫在眉睫三价铬钝化在许多方面具有与六价铬钝化类似的性质，毒性却只有六价铬的百分之一，因此是合适的替代品，得到了研究者的广泛关注[2]   基于以上三价铬钝化现今所存在的不足之处，本课题将研究一种以三价铬为主要成膜物的钝化溶液，通过实验研究获得一种工艺简单、污染小、钝化液稳定，且具有良好耐蚀性的三价铬酸盐彩色钝化工艺课题研究的内容包括对三价铬盐的筛选，氧化剂的筛选，配合物的筛选，金属离子添加剂和阴离子促进剂的选择，确定基础配方之后，通过单因素实验和正交试验对三价铬钝化液的组成和工艺规范进行研究，确定出最佳的配方和工艺参数同时，通过中性盐雾实验、乙酸铅点滴实验和摩擦实验对最佳配方得到的钝化层的耐蚀性、耐磨性和附着力一一进行研究1.3 课题国内外研究的概况及趋势1.4 本课题研究的主要技术要求本课题研究一种以三价铬为主要成份，辅以无机阴离子或稀土元素等物质组成的镀锌钝化液，符合欧盟的 RoHS 指令要求镀锌层经该工艺处理能在表面生成一种彩色的钝化膜，钝化膜的符着力好，能提供优良好的装饰效果和优良的防护性能主要技术要求：---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------7 / 16（1）该工艺中得到的钝化膜为彩虹色。

2）表面膜层外观光亮，允许有轻微雾3）膜与底金属有良好的附着力4）膜层能耐中性盐雾试验 72 小时以上2 技术原理2.1 三价铬钝化成膜机理铬酸盐钝化机理[8]：在酸性溶液中，Cr(Ⅵ)与锌镀层发生化学反应，锌被氧化成 Zn，Cr(Ⅵ)被还原成Cr(Ⅲ)，锌镀层表面附近溶液的 pH 值升高，Cr(Ⅲ)化合物沉淀在表面，形成含有水合铬酸锌、氢氧化铬及锌和其他金属氧化物的胶体膜三价铬构成钝化膜的骨架，而六价铬靠吸附、夹杂和化学键力填充于三价铬的骨架之中在潮湿的空气中，当钝化膜层因外力而刮伤或受到破坏后，六价铬与露出的锌层起反应--进行再次钝化，使钝化膜得到修复，亦称为铬酸盐的自愈能力 （4）活化金属离子钝化液中还含有活化金属离子如铁、钴、镍、钼、锰、镧、铈及稀土金属的混合物等这些金属离子有的可以加速钝化反应的进行，有的可以活化钝化液和促进钝化膜的形成，起催化作用；有的参与钝化膜的成色；有的可以增加膜的耐蚀性和硬度5）封闭剂由于 Cr(Ⅲ) 钝化膜不具有自愈能力，一旦受到破损，腐蚀很快就发生了为了弥补这一缺陷，吴以南等提出了添加封闭剂或使用后涂层的措施有些封闭剂能与 Cr(Ⅲ) 钝化膜发生反应，生成更耐久的保护膜。

如：在室温或高的温度下，以硅酸盐为基础的封闭剂在Cr(Ⅲ)钝化膜上反应，形成硅酸盐反应产物的厚膜，其他的封闭剂有磷酸盐、硅烷等外涂层为有机清漆、---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------9 / 16聚合物、蜡、润滑剂和乳化剂等除提高抗腐蚀性的作用外，钝化后处理还能改变钝化膜的颜色，润滑剂或油作外涂层可提供特殊的润滑作用为此，无论表面涂层或封闭层是有机物还是无机物，都能改善镀层的耐温、抗腐蚀、耐磨等性能加入封闭剂，进行封闭处理，可以提高钝化膜的使用性能3 工艺研究方法3.1 工艺研究方法在查阅资料的基础上，了解三价铬彩色钝化液各组分的性质，包括三价铬盐、氧化剂、配位剂、活化金属离子封闭剂等通过单因素实验，分别对个组分进行实验研究，确定出一种最佳的基础配方然后在最佳配方的基础上，通过正交试验，分别对 pH、钝化温度、钝化时间进行分析，确定最佳工艺参数由此可以得到一种三价铬彩色钝的最佳配方工艺。

确定好最佳工艺配方以后，通过烧杯实验，对最佳配方中各组份一一进行探究，采用单一变量法，分别对三价铬盐、氧化剂、配位剂、活化金属离子、阴离子促进剂在不同浓度时对钝化膜的影响进行研究，通过乙酸铅点滴实验、中性盐雾实验、附着力实验，对所得的钝化层的耐蚀性，耐磨性进行测试，由此可判断钝化工艺的好坏，也能分析出配方中各组分对钝化层影响的大小 钝化时间 50～90s3.2 钝化膜性能测定、试验方法（1）外观检测通过目测观察,镀层表面有无出现针孔、麻点、起瘤、起皮、起跑、脱落、阴阳面等2）点滴试验根据 GB9791—88《锌和镉上铬酸盐转化膜试验方法》 ，配制 50 g/L 醋酸铅溶液，滴 1～2 滴于钝---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------11 / 16化后的试样表面，观察试样表面颜色的变化，直至试样表面出现明显的黑色点每个试样变色时间用 4 个测试点的平均值表示对钝化膜的耐蚀性做初步的检测，并进行对比试验。

3）盐雾试验根据 GB5938—86《轻工产品金属镀层和化学处理层的耐蚀性试验。