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三价铬钝化工艺在金属零件上的应用

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-18  浏览次数:1225

1pH的调整

 

在实验室里,基本上确定了三价铬彩色钝化工艺配方:硝酸铬,20~30g/L;氧化剂,4~5mL/L;pH调整剂,4~6mL/L;pH,1.5~2.0。

 

根据上述三价铬钝化工艺确定了pH范围,pH低于1.0时钝化膜层发雾,反应较快:pH高于2.5时钝化膜层色泽不均匀.

 

2氧化剂的调整

 

根据配方氧化剂的质量浓度在3~8mL/L范围,氧化剂质量浓度低钝化膜层易发雾,氧化剂质量浓度高时钝化膜层色泽艳丽,但易脱膜。

 

鉴于零件的特性,试验确定的三价铬钝化配方一为:硝酸铬,20~30g/L;氧化剂,3~8mL/L;pH调整剂,4~6mL/L;pH,1.5~2.0;t,30s~1min;θ,35~45℃。

 

该三价铬彩色钝化工艺形成的彩色钝化膜色泽鲜艳、均匀,操作条件范围广泛,适宜大批量、自动化生产。

 

3不同零件封闭剂的调整

 

三价铬钝化膜中没有可渗出的六价铬,所以膜层没有自修复能力,当钝化膜损时很容易发生腐蚀.为了弥补此缺陷,可采用封闭处理。

 

根据不同零件所在使用条件的不同,其耐蚀性能要求不一致,为此对封闭剂需要进行调整。所采用的封闭剂质量分数从4%~20%,以满足类零件的耐蚀性能及耐热性能的要求.

 

4铸件及酸性镀锌三价铬彩色钝化

  将碱性镀锌层的三价铬彩色钝化工艺用在铸造管接件上,钝化膜无彩色,呈雾状白色;用在氯化钾镀锌零件上,其钝化膜色彩呈雾状灰色。从镀层外观上可以看出,这可能与铸件表面粗糙度有关,而氯化钾镀锌层与碱性镀锌层的结构不一致。为此,将三价铬钝化的成膜主盐Cr(NO3)3改为Cr2(NO4)3改用一种酸性强的多元酸做pH调整剂。调整后满足铸件钝化要求。彩色钝化工艺配方二为:硫酸铬,20~30g/L;氧化剂,3~8mL/L;pH调整剂,4~6mL/L。

   经过在管接件和氯化钾镀锌层上试验及耐蚀性检验,确定了适宜铸件及酸性镀锌三价铬彩色钝化的工艺参数:pH,1.0~2.0;t,30s~1min;θ,室温。

   用该工艺参数得到的铸件镀锌及酸性镀锌三价铬彩色钝化膜色泽均匀、色调鲜艳。

    5三价铬彩色钝化参数的确定

  综上所述,确定了三价铬彩色钝化的工艺参数,见表1。

 

表1三价铬彩色钝化工艺参数

 

三价铬钝化

pH

θ/℃

t/s

pH调整剂量

耐蚀性/h

废水处理

外观

适合操作方式

配方一

1.5~2.0

室温

30 (20~40)

有机酸

48~96(与镀锌工艺及操作方式有关)

无机型,单一添加操作简单,三废处理不太方便

比六价铬钝化膜颜色淡

适用滚挂镀

配方二

1.0~2.0

室温

35(20~45)

多元酸

48~96(与镀锌工艺及操作方式有关)

无机型三废处理容易

比配方一的钝化膜颜色淡

适合铸件及酸性镀锌件

 

6三价铬钝化液中的杂质

 

钝化液在使用过程中常常积累一定量的Zn2+、Fe2+及Pb2+等离子,其允许的质量浓度见表2。

 

表2三价铬钝化液中允许的杂质质量浓度

 

杂质

Zn2+

g/L

Fe2+

mg/L

Pb2+

mg/L

Cu2+

mg/L

配方一

15

20~30

3~6

5~10

配方二

10

10~30

2~5

5~10

 

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