自上世紀70年代以來，六價格鈍化膜的代替工藝就已存在。其中部分工藝是基于毒性較小的三價鉻化合物，并且局限于性能低的亮藍型涂膜，因而得不到廣泛推廣。由于這些替代鍍液的配制價格相對低廉，而且這些鍍液更換(傾倒)較頻繁，因而維護/故障處理都不存在問題。
在過去幾年里，業(yè)界對比六價鉻工藝毒性更低的工藝的興趣日益增加。部分原因是由于新頒布的廢舊汽車(ELV)指令和廢舊電子電器設備指(?WEEE)令，這些指令要求在歐洲銷售的汽車和電子零件不能再含有六價鉻。?
此外，人們正在尋找僅通過三價鉻轉鍍膜就能達到的強化的性能特性。隨著三價鉻鈍化工藝的發(fā)展，現在，我們已經能要求鈍化膜必須提供較高的腐蝕保護性、耐熱沖擊性、染料和面涂吸收特性(同時保持外面的美觀)以及成本有效性。也因此正確的配制、維護和故障處理技術變得極為重要。
以下介紹影響三價鉻轉鍍膜性能的一些常見因素和一些鮮為人知的因素及故障處理方案。
內容概覽：鈍化時間、溫度和濃度的影響;溶液攪拌;溶液的pH值;金屬污染;鍍層厚度;預浸鍍溶液(出光液);水的質量;烘干溫度。
常見的因素
01
三個[度“T”]
在金屬精飾操作中最廣為了解的三個因素被稱為三個[度“T”]：時間長度、溫度和濃度。
正像大多數工藝方案一樣，必須將這些因素(變量)緊密地控制在具體的參數范圍內，才能獲得理想質量的表面。?
02
時間長度
正確的沉浸時間是鈍化工藝中最重要的一個變量。當鍍鋅工件沉浸在鈍化溶液中，金屬被溶解，并生成轉鍍膜。
溶液與電鍍工件接觸時間越長，發(fā)生轉鍍的機會也越多，而且在大多數情況中會導致較厚的鈍化膜。
三價鉻鈍化液生成轉鍍膜的速度一般比六價鉻鈍化的慢。因此，對于一個厚膜轉鍍工藝需要60秒或以上的沉浸時間就一點也不奇怪了。這樣，設備、過程周期等必須能夠適應比過去更長的沉浸時間。?
沉浸時間太短，會導致鈍化膜厚度不夠，因而使腐蝕保護性差。沉浸時間太長將導致過度消耗鍍層，同樣也使腐蝕保護性差。與六價鉻不同，你通常不能通過簡單的視察來確定轉鍍膜厚度。所以，操作工必須在過程中一直監(jiān)控沉浸時間。
在工件一進入處理溶液時轉鍍膜就開始形成，而且直到工件進入第一個漂洗池時才停止形成轉鍍膜。
只要鈍化液與被鍍金屬保持著接觸，鋅就持續(xù)溶解且轉鍍膜持續(xù)生成。當這個過程發(fā)生在實際的工藝池外面時，那么過程的進行就沒有利用到熱、攪拌以及工件界面上的正確的溶液轉移。
因而生成質量差的轉鍍膜。為了盡可能減少這種情況，停留時間?特別是鈍化池和第一個漂洗池之間，應保持盡可能短的停留時間。
03
溫度
除了較長的沉浸時間外，高厚度/高性能的鈍化膜通常在較高的溫度下進行。在沒有強礦物酸的情況下，這些類型的系統(tǒng)通常依賴熱量來為轉工藝的進行提供“熱量”。因此，看到工作溫度高達140-160℉也就很正常了。
在把溫度考慮為一個可能的故障點時，重要的是對工件界面上的溶液而不是遠離工件的溶液進行溫度測定。
這種溫度差異可能很大，特別是在大型工件剛入鈍化溶液時。在某種情況中，在鈍化前，工件要在一個漂洗池中預熱。大多數情況下推薦使用聚四氟乙烯、特氟龍或石英浸入式電加熱器。為了保證最佳的性能也建議使用自動溫控器和溶液攪拌。
04
濃度
鈍化液濃度是與舊的工藝差別很大的另一個因素，而且在排除故障時必須一直考慮這個因素。盡管六價鉻鈍化通常在1-5%體積濃度在運行，但高性能的三價鉻鈍化一般在10%或以上體積濃度下進行。
與溫度的情況非常相似，需要這些較高的濃度來給鍍液提供“能量”，生成理想的轉鍍膜。利用一個折射計可方便的測量池邊濃度，而且應當通過濕分析或通過儀器進行確認
經常被問到“是否這三個因素之一可用于補償另一個因素”。例如：較高的濃度是否能補償沉浸時間太短?幾乎在所有情況中，答案是否定的。
在時間長度、溫度、濃度存在一個精確的平衡，這個平衡點可以使轉鍍膜在一個受控的速率下形成。如果工藝溶液的工作超出了制造商推薦的范圍，那么幾乎都會形成質量不良的轉鍍膜。
其他的因素
除這些“主要”的因素(變量)影響轉鍍膜工藝外，還有鮮為人知的其它工作參數，但卻同樣需要重要考慮。????
01
攪動
溶液正確運動對于生成優(yōu)質轉鍍膜是非常必要的。這可以通過空氣、溶液(通過泵工作)或工件的運動來實現。不論采用哪種方法，重要的是在工件界面上具體合適的溶液交換。?
在鈍化過程中，發(fā)生許多化學變化。在有酸和三價鉻錯再得情況下鋅很容易被氧化，結果導致在鋅和鈍化溶液街面上的pH值發(fā)生較大的升高。?
這會引起氫氧化三鉻在表面上析出，因而生成轉鍍膜。
如果沒有正確的攪動，溶液很快就用盡了，因而不能生成足夠的轉鍍膜。攪動的常用方法是利用一個低壓鼓風機將空氣迫入溶液?？諝馐菑囊粋€穿孔的管道(位于轉鍍池底附近)中泵出的，從而生產一個翻滾的運動。一定不要使用壓縮機，因為它們不可避免地會使溶液受到灰塵及機油的污染。甚至使用一個鼓風機，也建議在進氣管道上裝一個過濾器。大量電鍍的零部件，在鈍化過程中通常會有足夠的攪動，因而通常不需要空氣。
02
pH值
pH值是工藝控制的一個重要方面，但常被忽視。厚膜三價鉻鈍化在非常窄的pH值窗口內進行，而且常常需要調整，不但在新配制時調整而且在正常工作過程中也需要調整。
如果實際工作的pH值超過推薦的工作范圍，那么會阻礙轉鍍膜的形成，因而導致轉鍍膜太薄。pH值太低則會導致鈍化膜快速地生成和剝離，同樣形成的轉鍍膜厚度小，不能提供足夠的鹽霧保護。?
可以利用儀表或者試紙來控制pH值。pH值在0-2.5范圍時推薦使用非濾取型試紙。在正常工作條件下，鈍化液的pH值將隨時間而升高?？梢韵蛉芤褐刑砑赢a品或稀釋的硝酸來降低pH值。鈍化溶液的pH值的下降是很少見的，一般是由于大量的拖帶引起的。向溶液中添加稀釋的苛性鈉可提高pH值。推薦在鈍化處理前使用體積比0.?5%至1%的硝酸預浸工件可提高鍍鋅的活性。
03
金屬污染
金屬污染的程度對鈍化膜的性能可產生很大的影響。金屬可能是通過工件的正常加工而被引入的(對于鋅或鐵)，可能來自于外部源(例如緊固工件時所用的銅金屬)或者可能是專利配方的一個組成部分(如鈷)。不論金屬污染的來源是什么，所有這些金屬都會對鈍化膜性能帶來有害影響。?????
鋅和鐵是三價鉻鈍化中最常見的兩種金屬污染物。在這兩種金屬污染物中，鐵污染的問題最大。
目前的技術趨向于比以前更加能容忍鋅的溶解。經常能看到在鋅濃度高于5000ppm的情況下鈍化溶液仍能很好地工作。另一方面，鐵對腐蝕性能產生很大的沖擊，甚至是在鐵濃度低至100ppm時。?????
由于鈍化液配方本身具有酸性，因此溶液持續(xù)地與意外進入鈍化液的工件發(fā)生反應。這就導致在鈍化液中的積聚，最終會降低鈍化液的壽命，增加了運作支出。為了避免這種情況，那些已從吊具上吊下來或從筐或桶中調出來的工件應被盡快取出。
鈷是常被忽視的一種金屬污染來源，因為它是作為專利配方的一個組成部分而被引入的。當鈷金屬以正確數量添加時，它起催化劑的作用，大大增加鈍化膜厚度并提高腐蝕保護。如果鈷和鉻的比率太高，則鈍化膜的形成受到阻礙，腐蝕保護性受到影響。
金屬污染的程度過重的癥狀很難探查，但可以從鈍化膜的變色或“混濁性”看出來。推薦對某些鈍化液進行過濾，因為這有助于去除金屬污染。也可以通過提高溶液濃度使金屬污染的問題得到暫時為輕。還有一些專利添加劑，可用于將金屬沉淀或抑制金屬的溶解。?
在某些情況中，過濾鈍化液去除金屬雜質，可有助于延長溶液的壽命。通常利用一個20-50微米的盤或筒式過濾器可完成過濾。推薦使用內襯聚丙烯的過濾泵。推薦每小時將溶液周轉一次。
04
鍍層厚度
一般來講，對于一個優(yōu)質的轉鍍涂覆需要鋅的最小厚度為6微米。厚鈍化膜可除去多達1-2微米的鋅鍍層。鋅金屬厚度小將導致FRR性能不良，在極端情況下會將電鍍金屬完全除去。在低電流密度區(qū)這種情況特別明顯，因為在這些區(qū)域厚度趨向于達到最低。????
05
酸預浸
在鈍化前，表面不均勻或表面活性差都可能是影響轉鍍性能的因素。為了提供一個光亮、活性表面，通常先使用酸預浸工序然后緊接著進行轉鍍過程。當使用這個共序時，重要的是，要正確控制預浸液的化學組成，而且所用的酸要與鈍化溶液兼容。
06
水的狀態(tài)?
鈍化前和鈍化后漂洗水的狀態(tài)是一個很重要但常被忽略的變量。工藝池含有許多成分，如果它們被引入到鈍化溶液中將是有害的。來自電鍍池的鋅金屬、氯化物或氫氧化物，以及來自預浸工序的礦物酸，都將大大降低鈍化液的壽命。
硬水鹽也可以扮演金屬污染物的角色，縮短鈍化液的壽命。因此，應當將硬水軟化或用去離子水、去礦物質水或反滲透水來替代硬水，然后才能將這些水用于制備鈍化溶液。
鈍化后的漂洗質量也是同樣重要的。厚鈍化膜通常具有較高的固體含量和表面張力，因而使漂洗水快速的被污染。隨著漂洗液中濃度的增加，溶液開始越來越多地具有鈍化液性質了。
結果是，在現有的轉鍍膜上又生成了質量差的轉鍍膜，這就大大減弱了總體性能。在解決任何鈍化工藝故障時，要確信漂洗水的流速、攪動和沉浸時間都是足夠用來提供足夠的漂洗的。
07
烘干溫度
當六價鉻鈍化膜受到高熱時，它們通常在鹽霧測試中表現不良。這是因為，六價鉻系統(tǒng)一受到熱就發(fā)生脫水并產生裂縫，因而露出下面的鍍金屬。所以白色銹蝕出現的相當快。試驗顯示，鋅、鋅-鐵、鋅-鈷鍍層上的六價鉻鈍化膜在接觸到高溫后將喪失多達90%的原始腐蝕保護。?
耐熱性是某些三價鉻鈍化膜的主要優(yōu)點，但并不是所有系統(tǒng)都有這個優(yōu)點。影響耐熱能力的因素包括：水和作用的水平、是否存在面漆以及鉻絡合物的具體形式。測試顯示，某些高性能三價鉻系統(tǒng)在經受150℃的高溫后，其腐蝕性能并沒有惡化。然而，較長的烘干時間以及較高的烘干溫度都會對性能產生不利影響。?
08
處置
即使對工藝進行了最有力的控制，最終鈍化溶液也會達到其壽命終點。而且必須廢棄。不存在六價鉻，就使處置工作變得更加簡單，因為三價鉻很容易作為氫氧化物被沉淀出來。
偶爾地，三價鉻鈍化溶液可能含有有機酸，有機酸會將某些金屬絡合。在這些情況中，?添加鐵(以硫酸鐵的形式)可便于金屬沉淀出來。
典型廢物處理循環(huán)操作可如下所示：
1.用水以1：1(1：更多)的比例稀釋工作溶液。?
2.添加0.5%硫酸鐵(液體50%等級)。?
3.給鐵一定的時間使其在低pH值(1.0-2.0)下與鈍化液發(fā)生反應。機械混合或空氣攪動30分鐘對這個過程有幫助。?
4.利用液體苛性鈉將溶液中和到pH值達到8.0-9.0，使用一個正確校準的pH儀表測量。?5.添加足夠的聚合電解質絮凝劑，同時伴隨輕微的混合。?
6.發(fā)生絮凝和沉淀。?
在采用任何廢物處理的建議前，用戶需要先了解當地/州/聯邦有關現場或非現場的廢物處理法規(guī)，因為這些法規(guī)可能要求獲得處理廢物的許可。如果有矛盾，要以這些法規(guī)為準。
（鋁合金本色鈍化效果如圖）
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