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高性能无铬钝化技术

放大字体  缩小字体发布日期:2013-03-28  浏览次数:1080
核心提示:介绍了ZECCOAT无铬钝化工艺。该工艺采用了高科技纳米技术,钝化液无毒,钝化膜薄且具有自修复性,钝化产品的耐蚀性高。

(广州超邦化工有限公司,广东广州510460)

摘要:介绍了ZECCOAT无铬钝化工艺。该工艺采用了高科技纳米技术,钝化液无毒,钝化膜薄且具有自修复性,钝化产品的耐蚀性高。生产实践表明:ZECCOAT无铬钝化的成本与传统三价铬钝化加封闭工艺的大体相同。中性盐雾试验结果表明:采用三价铬钝化+ZECCOAT无铬钝化与直接采用ZECCOAT无铬钝化相比较,产品的耐蚀性得到了明显的提高。

关键词:无铬钝化;纳米技术;镀锌;耐蚀性;中性盐雾试验

中图分类号:TG174文献标识码:A文章编号:1000-4742(2012)06-0035-03

O前言

镀锌产品目前普遍采用铬酸盐钝化处理,对人体和环境都有严重的危害。各国政府已经开始对含六价铬产品在市场上的流通实施了严格的限制措施,对含六价铬电镀废水的排放也制定了越来越严格的控制标准。在全球倡导绿色环保的环境下,研发无铬钝化已经成为金属钝化技术的发展方向。无铬钝化主要包括无机物钝化、有机物钝化以及无机物与有机物复合钝化[1-5]。无机物钝化包括:钼酸盐钝化、钨酸盐钝化、硅酸盐钝化、钛盐钝化、稀土金属盐钝化等。有机物钝化包括:二氨基三氮杂茂及其衍生物钝化、丙烯酸树脂钝化、环氧树脂钝化、单宁酸钝化、植酸钝化、有机钼酸盐钝化、有机硅烷钝化等。复合钝化包括:无机物与硅烷偶联剂的复合钝化、无机物与有机树脂的复合钝化、无机物与植酸的复合钝化等。在常见的无铬钝化工艺中,有机物钝化的耐蚀性好,但附着力和耐热性较差,单一无机物钝化的耐蚀性略差于有机物钝化的。在无机物与有机物复合钝化中,无机物分子或离子与有机物分子间起到了协同缓蚀和性能互补的作用,提高了钝化膜的耐蚀性。目前,不少国家已经大力开展了对无铬钝化技术的研究,但还未达到大规模应用的阶段。

1ZECCOAT无铬钝化

1.1现状

ZECCOAT无铬钝化工艺早期由日本HSK研发,在欧洲和日本等国家已经应用于工业化生产。2009年超邦公司率先引进了ZECCOAT工艺,在华东地区推广使用,该产品完全满足汽车零配件的性能要求。

1.2钝化原理

ZECCOAT钝化剂分子在含有醇的溶剂中水解,分子中生成足够数量的醇基团。这些基团在镀件表面能够与金属锌反应生成稳定的化合物,对镀层起到保护作用。未反应的醇基团又可以使钝化剂分子之间形成交联结构和网状结构。这种结构不仅能有效地阻止侵蚀性介子的侵入,还能够形成均一稳定的膜层[6]。当钝化膜被划伤时,钝化剂分子之间能够重新交联生成新的保护膜。ZECCOAT钝化溶液中的纳米材料起填充和缓蚀作用,使钝化膜致密,增加耐蚀性,同时又能增加钝化膜的强度。

1.3工艺特点

ZECCOAT无铬钝化液无毒,钝化膜薄且具有自修复性,钝化产品的耐蚀性高。

1.4操作条件

常温,40~60s。产品钝化后用离心机甩干,在60~80℃下烘干,包装。离心机甩出液回收使用。

1.5工艺流程

镀锌→水洗→出光→水洗→三价铬钝化→水洗→干燥→ZECCOAT钝化→干燥→包装

在ZECCOAT无铬钝化之前,可以采用三价铬钝化,也可以不采用。

1.6注意事项

(1)ZECCOAT钝化液使用有机溶剂,有挥发性,容器需保持密封状态,设备要有排风装置。根据钝化液的密度和黏度,补充稀释剂。

(2)ZECCOAT钝化前要保证产品干燥,避免水分带人,水的带人会造成钝化液老化失效。

(3)根据不同产品形状、数量和性能要求,甩干时要求调整离心机转速和时间等参数。

(4)如果维护不适当,钝化液老化失效。

1.7成本

使用ZECCOAT无铬钝化工艺,由于使用了高科技纳米技术,成本较高。但与传统的钝化工艺相比,该钝化液消耗量少,而且镀锌产品使用ZECCOAT无铬钝化工艺,其耐蚀性远远高于使用传统钝化工艺的。镀锌产品使用三价铬钝化要想达到ZECCOAT无铬钝化的性能,还需要进行封闭处理。生产实践表明,ZECCOAT无铬钝化的成本与传统三价铬钝化加封闭工艺的大体相同。

2钝化膜性能

2.1耐蚀性

将镀锌产品、镀锌合金产品采用不同的钝化工艺进行钝化处理,按照IS09227-2006盐雾试验标准进行中性盐雾测试,试验结果,如表l所示。由表1可知:采用三价铬钝化+ZECCOAT无铬钝化与直接采用ZECCOAT无铬钝化相比较,产品的耐蚀性得到了明显的提高。因此,对于高端镀锌产品应采用三价铬钝化+ZECCOAT无铬钝化工艺。

中性盐雾测试

2.2自修复性

制作镀锌试片,镀层厚度8μm,采用ZEC-888无铬钝化工艺钝化。钝化后,在试片上用刀划两条交叉线,将钝化膜划破。放置48h以上,让破损的钝化膜自我修复。按IS09227-2006标准做中性盐雾试验,试验结果,如图1所示。由图1可知:经过240h盐雾测试后,两条交叉线上没有出现腐蚀现象。这表明ZECCOAT无铬钝化膜具有良好的自修复性。滚镀锌产品在加工和运输过程中,钝化膜容易划伤。采用三价铬钝化工艺,由于钝化膜没有自修复性,产品出厂后容易长白锈,由此造成的返工在电镀厂经常出现。而采用ZECCOAT无铬钝化工艺,不会出现这种情况。

盐雾试验后的试片

3结语

ZECCOAT无铬钝化是一项很有潜力的表面防护技术,产品的耐蚀性特别优良,能更好地满足高端镀锌产品的抗腐蚀要求。超邦公司将ZECCOAT无铬钝化技术推向市场后,促进了无铬钝化在中国的工业化进程,取得了良好的社会效益和经济效益。

参考文献:

[1]陈锦虹,卢锦堂,许乔瑜,等.镀锌层无铬钝化研究的进展[J].腐蚀科学与防护技术,2003,15(5):277-281.

[2]郝建军,牟世辉,安成强,等.镀锌层无铬钝化研究进展[J].材料导报,2003,17(9):19-20.

[3]于元春,李宁,胡会利,等.无铬钝化与三价铬钝化的研究进展[J].表面技术,2005,34(5):6-9.

[4]章江洪,张英杰,闫磊,等,镀锌产品无铬钝化技术研究进展[J].材料保护,2009,42(3):48-53.

[5]王雷,刘常升,安成强.镀锌层无机物与有机物复合无铬钝化研究进展[J].电镀与精饰,2011,33(3):22-26.

[6]刘艳荣,周婉秋,赵强,等.镀锌板表面元铬钝化的研究进展[J].电镀与精饰,2010,32(4):22-26.

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