三價(jià)鉻的主要成分和成膜機(jī)理
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發(fā)布時(shí)間：2013-12-30
三價(jià)鉻鈍化劑的成分和成膜機(jī)理
三價(jià)鉻鈍化劑一般含有以下成分。
①三價(jià)鉻Cr(Ⅲ) 鈍化膜的主成分來(lái)源，三價(jià)鉻可取氯化鉻、硫酸鉻、硝酸鉻、磷酸鉻、醋酸鉻和硫酸鉻鉀等，還可以使用鉻酸和重鉻酸的還原產(chǎn)物。
②氧化劑產(chǎn)生鋅離子，促使鈍化膜形成。氧化劑可用雙氧水、硫酸鹽、鹵酸鹽、過(guò)硫酸鹽、四價(jià)鈰等。使用氧化劑的鈍化劑在鈍化過(guò)程中，由于pH值的自動(dòng)升高，會(huì)把三價(jià)鉻氧化成六價(jià)鉻，而夾雜于鍍層中，從而使鍍層含有六價(jià)鉻，因此，含氧化劑的鈍化劑形成的膜層顏色較深，如果鈍化膜中含有Cr，就不符合 RoHS法規(guī)的要求。
③絡(luò)合劑控制成膜的速度和鈍化液穩(wěn)定性。絡(luò)合性太強(qiáng)，成膜速度慢，膜層薄，甚至不能形成膜層。絡(luò)合劑有氟化物、有機(jī)羧酸、有機(jī)羧酸的酰胺、多羥基羧酸等。實(shí)用配方中往往配伍2～4種有機(jī)絡(luò)合劑，起到互補(bǔ)長(zhǎng)短、穩(wěn)定溶液、提高鈍化液使用壽命之目的。
專(zhuān)利中提到的有機(jī)羧酸不外乎有二元羧酸(如乙二酸、丙二酸、丁二酸、己二酸)，含氧羧酸(如檸檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、蘋(píng)果酸、衣康酸)或多元羧酸。
④其他金屬 主要調(diào)整外觀顏色與耐蝕性，可用Mn、Sb、 M0、Ti、C0、Ni、Ce和其他鑭系稀土金屬鹽的混合物，例如LaReCl3(6H20)。它們的存在，對(duì)形成鈍化膜促進(jìn)處理溶液的活化作用，對(duì)提高鈍化膜耐蝕性大有好處，最常用到的是鈷鹽和鎳鹽。
pH值變化不會(huì)對(duì)含鈷膜層的耐蝕性產(chǎn)生明顯的影響，但是含鈷膜層的耐蝕性明顯優(yōu)于無(wú)鈷膜層。并且耐蝕性與其中鈷含量成正比。通過(guò)加入鈷比通過(guò)提高三價(jià)鉻含量來(lái)增加膜厚，提高耐蝕性更為有效。
⑤成膜促進(jìn)劑 調(diào)整膜層的顏色。可用有機(jī)與無(wú)機(jī)陰離子。
⑥封孔劑為了克服第二代鈍化劑工藝存在的耐蝕性等難題，滿(mǎn)足汽車(chē)部件電鍍的環(huán)保高耐蝕要求。研究表明由于三價(jià)鉻鈍化工藝的膜層有一定的溝痕，而又沒(méi)有自愈能力，可加入納米水溶性硅化物進(jìn)行填充，以提高鈍化膜的耐蝕性和硬度。最好應(yīng)用有機(jī)硅酸鹽，它能使鈍化液的穩(wěn)定性增加，延長(zhǎng)槽液的壽命。
⑦潤(rùn)濕劑能提高鈍化膜的均一性。有效的潤(rùn)濕劑一般選用陰離子表面活性劑，如十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉，還包括脂肪族氟碳化合物的磺酸鹽。；第二類(lèi)潤(rùn)濕劑是磺基丁二酸鹽的衍生物，如磺基琥珀酸鈉十二烷基酯；第三類(lèi)潤(rùn)濕劑是萘的磺酸鹽，它們都能增加鈍化膜的色澤、均勻度和硬度。
傳統(tǒng)六價(jià)鉻的鈍化膜是通過(guò)鋅的溶解、鉻酸根的還原以及三價(jià)鉻凝膠的析出而形成，膜層中含有六價(jià)鉻，因此，鈍化膜有自修復(fù)能力，亦被稱(chēng)為自愈能力。而三價(jià)鉻膜層是通過(guò)鋅的溶解形成鋅離子，同時(shí)鋅離子的溶解造成鋅表面溶液的pH值上升，三價(jià)鉻直接與鋅離子、氫氧根等反應(yīng)，形成不溶性化合物沉淀在鋅表面上，而形成鈍化膜。
三價(jià)鉻鈍化后的工件