锌与锌合金镀层三价铬钝化的优越性分析

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1、sunstone锌与锌合金镀层三价铬钝化的优越性分析SuperiorityAnalyseofTri-chromePassivationforPlatingZincandZincAlloy尚思通小米•盖尔摘要：镀锌和锌合金采用三价铬替代六价铬进行钝化，是环保的大势所趋。三价铬钝化技术已趋成熟，其防锈性能不仅能够达到甚至可以超过六价铬钝化的水平，而且在耐温性、锌合金钝化和满足特种力学性能方面还要明显地优于六价铬钝化。Abstract:ItisageneraltrendtoreplaceChromebyTri-chromeforpassivationofZincandZ

2、incalloyplatingduetoenvironmentprotectionissue.Tri-chrometechnologyismatureandavailablenowadays.ItsperformancehasnotonlyreachedorexceedsthelevelofChromeincorrosionresistance,butalsoisobviouslybetterthanchromeintemperatureresistance,Zincalloypassivation,andsatisfyingsomespecialmechanic

3、aldemand.关键词：锌与锌合金三价铬钝化优越性KeyWords：Zinc&ZincAlloyTri-chromePassivationAdvantage引言自1970年，国外对镀锌三价铬钝化就开始了商用化研究，但仅在近10年来，才在生产中大量使用。我国对三价铬钝化的试验研究虽然起步较迟，但近二年已有多家公司推出了自己的产品。人们越来越重视六价铬的毒性，对三价铬钝化工艺的发展起到了重要的推动作用，CMR化学（1）品分类法（指致癌、诱变或生殖毒性化学品）也迫使人们去寻找替代物。此外，欧洲的WEEE（2）和ELV指引，对六价铬的使用也给出了一个时限，即从2006年

4、7月1日在电子电气领域，和2007年7月1日在汽车领域，均禁用六价铬。该指引不仅对欧洲原产地的产品，而且对海外生产以及进口产品都同等对待。即便是那些不受该指引影响的领域，在当今环保强制的情况下，也在新建项目中逐渐减少采用六价铬的电镀生产。三价铬钝化量的大幅度增长，也意味着市场上有着更大的产品多样化需求。譬如，与迄今六价铬不同的蓝白、彩色、黑色，以及阳极性保护原理在电镀纯锌、锌合金（包括锌镍、锌铁和锌钴合金）上的有效应用，都不同程度地扩大了用户的可选择性和市场的适应性。同时，封闭工艺的开发也确保了抗腐蚀性能的更高的需要，并且它还与一些现有的镀层兼容。我国汽车工业快速

5、发展、汽车行业国际标准越来越高，和近年欧美环保汽配的市场需要，在客观上都推动了三价铬钝化及其它环保型工艺的生产应用。一、高耐蚀三价铬钝化高耐蚀三价铬钝化膜既可以是透明的、彩色的，也可以是黑色的。适合的镀层是纯锌、锌铁、锌镍和锌钴合金，还包括锌合金和铝合金基体上直接钝化。1.镀锌三价铬透明彩色钝化镀锌透明三价铬钝化剂主要分为三种类型：一是以氟化物为基础的钝化剂，为了满足汽车制造工业的防腐蚀标准，往往需要再加上封闭工艺。该类型的钝化剂含有高浓度的三价铬，其操作温度在50°C左右，如Lanthane315，它可以在工件表面生成一种厚厚的、透明的、带有2轻度彩虹色，大约1

6、mg/dm的铬化膜。这层膜加上封闭后，根据NFA05-109法国标准，其耐蚀性试验产生白锈的时间，通常可以超过200h。1sunstone锌上透明钝化研究的不断进展，导致一个又一个具有很高性能的三价铬钝化产品推向市场。最新的产品，如LanthaneTR175，在其基础溶液中又添加了矿物质(如SiO2)，其钝化膜的22重量仅为0.5mg/dm。再就是钴类钝化膜，其重量更低，仅为0.1mg/dm，钝化液呈紫红色，由于环保的原因，欧洲也将禁止使用，但在我国似乎还没有引起注意，甚至还有人进行这种钴类钝化剂的试验研究。这些元素形成的氧化物和氢氧化物膜层成为镀锌界面上防腐蚀的

7、第一道屏障，第二道屏障是硅化物膜层（见附图1），它减缓了外部对锌的侵蚀，并改善了对整个膜层的损害。在挂镀的情况下，该体系的钝化工艺，即使不加封闭，按照NFA05-109标准，也（3）完全可以做到超过200h的白锈试验。然而，在耐蚀性的实验研究方面经常会出现前后不一致，甚至有些矛盾的情况，有时即使采用同一研究方法和控制手段，也不一定能够得到一致的结果。这是因为其中的不确定、未知或干扰的因素太多，以致其研究结论很难完善。经常发生的情况是防腐性能没有预期的好，有时会在被测工件的局部出现意想不到的白锈或黑点。这些缺陷的产生，一种原因是钝化液被锌污染，尤其是被铁污染，其质量

8、浓度超过1