氯铝酸盐转化膜能取代传统的六价铬作为有效的铝合金钝化处理表面钝化吗？如何

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-12-21 22:53 标签： 铝合金无铬钝化
铝合金产品表面前处理——三价铬钝化
当今随着市场竞争的日趋激烈，自中国加入WTO后，很多重庆的铝合金压铸企业都将业务扩展到了国际市场。国际市场的要求众多，比如产品的交期、质量、外观包装和是否属于环保系列产品。在这里我们说到环保，现在我们国家也在倡导绿色行动，全球也很注重环境的改善，出现了些电动车、天然汽车和太阳能产品。
现在作为重庆众多的气、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。
1什么是钝化？
　&& 钝化就是使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，其中化学活性大大降低，而成为状态的现象，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（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，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，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
（见附页）
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。
三 价 铬 钝 化 工 艺 规 程
工艺控制参数
PH值抽查频率H/S
１＃酸洗池
PH值1.0-1.5/常温
硝酸:纯度为65-68%;配比为20%±3%，用PH试纸检查，保证PH值在规定范围。
将装件的挂具或者盛具放入酸洗池中水面以下，保持规定时间后提出水面,并作上下抖动.
20天倒出酸洗液，彻底清洗一次酸洗池.
清洁，PH值＝6-７,无飘浮物
用PH试纸检查，保证PH值在规定范围。目视水质是否清澈，使清水时刻产生流动.
将装件的挂具或者盛具放入清洗池中水面以下,并作上下运动,清洗完成后提出水面,并作上下抖动.
每班更换清水,每周一次对清洗池作彻底清洗.
清洁，PH值＝6.5-７,无飘浮物
用PH试纸检查，保证PH值在规定范围。目视水质是否清澈，使清水时刻产生流动.
将装件的挂具或者盛具放入清洗池中水面以下,并作上下运动,清洗完成后提出水面,并作上下抖动.
每班更换清水,每周一次对清洗池作彻底清洗.
90秒-150秒
PH值4.5-5.0/常温
三价铬、透明、深绿色环保液体
目视时钟计时，每２小时用ＰＨ试纸检查，适量添加三价铬溶液，保证ＰＨ值在规定范围
将装件的挂具或者盛具放入钝化池中水面以下，保持规定时间后提出水面,并作上下抖动.
每20天倒出钝化液，彻底清洗一次钝化池.
清洁，PH值5-6,无飘浮物
用PH试纸检查，保证PH值在规定范围。目视水质是否清澈，使清水时刻产生流动.
将装件的挂具或者盛具放入清洗池中水面以下,并作上下运动,清洗完成后提出水面,并作上下抖动
每班更换清水，每周一次对清洗池作彻底清洗．
清洁，PH值＝6-７,无飘浮物
用PH试纸检查，保证PH值在规定范围。目视水质是否清澈，使清水时刻产生流动.
将装件的挂具或者盛具放入清洗池中水面以下,并作上下运动,清洗完成后提出水面,并作上下抖动.
每班更换清水，每周一次对清洗池作彻底清洗．
80±５℃清洁，PH值＝6.5-７,无飘浮物
用PH试纸检查，保证PH值在规定范围。用温度计检查水温，保证水温在规定范围内.
将装件的挂具或者盛具放入烫干池中水面以下,然后提出水面.
每班更换清水,每周一次对热水池作彻底清洗.
8#产品检验
用产品封样件与钝化产品作对比.
目视钝化产品与产品封样件,并作对比,要求钝化产品表面无色差,无水渍,无明显碰伤，合格件按规定放入周转笼.
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