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【禾川技术】钝化液配方技术开发

上传时间:2017-09-15 浏览次数:

 

 钝化液概念


一种活性金属或合金,其中化学活性**降低,而成为贵金属状态的现象,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,形成了一层薄膜(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,使金属的电极电位**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。

铝合金表面的化学转化膜工艺大体可以分为两种: 一种是铬酸盐钝化处理法;一种是非铬酸盐钝化处理法,虽然铬酸盐钝化处理具有许多优越之处,但是由于(Cr)毒性高、易致*,对环境污染大,许多***已经严格限制铬酸盐的使用与排放,并且随着欧盟指令的生效使得铬酸盐在金属表面处理中的使用受到极大的限制。因此,研制新型无铬钝化工艺取代传统铬酸盐钝化十分必要。


  化原理


       金属或合金受一些因素影响,化学稳定性明显增强的现象,称为钝化。由某些钝化剂(化学药品)所引起的金属钝化现象,称为化学钝化。如浓HNO3、浓H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4等氧化剂都可使金属钝化。
       金属处于钝化状态能保护金属防止腐蚀,但有时为了保证金属能正常参与反应而溶解,又必须防止钝化,如电镀和化学电源等。金属是如何钝化的呢?其钝化机理是怎样的?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?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。

传统六价铬的钝化膜是通过锌的溶解及铬酸根的还原以及三价铬凝胶的析出而形成。膜层中因含有六价铬,钝化膜具有自我修复能力。而三价铬膜层是通过锌的溶解形成锌离子,同时锌离子的溶解造成锌表面溶液的pH上升,三价铬直接与锌离子、氢氧根等反应,形成不溶性化合物沉淀在锌表面上而形成耐蚀性好的钝化膜,其反应如下

(1)溶锌过程:Zn+Ox(氧化剂)→Zn2++Ox-Zn+ZH+→Zn2++H2↑

(2)成膜过程:Zn2++xCr(III)+YH2O→ZnCrxOy+2YH+            

(3)溶膜过程:ZnCrxOy+2YH+→Zn2+XCr(III))+YH2O                



化分类

A.化学钝化

又称自动钝化,金属与钝化剂的自然作用而产生的钝化现象。如铬、铝、钛等金属在空气和很多种含氧的溶液中,都易于被氧所钝化,故这些金属称为自钝化金属。利用它可以使某些金属达到减缓腐蚀的目的。如一般钢铁常采用硝酸、重铬酸钾、亚硝酸钠等溶液进行钝化处理;在铁中加入易钝化金属组分可冶炼成耐蚀不锈钢等。

B.酸洗钝化

用途:对不锈钢***酸洗钝化,***各类油污、锈、氧化皮、焊斑等污垢,处理后表面变成均匀银白色,**提高不锈钢抗腐蚀性能,适用于各种型号不锈钢零件、板材及其设备。特点:操作简单,使用方便、经济实用,同时添加了***缓蚀剂、抑雾剂,防止金属出现过腐蚀和氢脆现象、抑制酸雾的产生。特别适用于小型复杂工件,不适合涂膏的情况,优于市场同类产品。


钝化工艺指标控制


1.色泽的控制:钝化剂的钝化颜色一般是黄中带紫→紫中带绿→绿色的转变过程。

2.钝化液的添加即浓度的控制:每处理7000~8000dm2的工件需补充1 L的彩色钝化剂。

3.pH值的控制:pH值对钝化膜的影响较大,应严格控制在工艺范围内。pH值过低时,钝化膜易发花;pH值过高时膜层易发雾。

4.钝化时间的控制:钝化时间一般为20~60秒,生产中不同生产厂家可根据自身的条件合理调整处理液的浓度及依据颜色的标准来确定钝化时间。

5.钝化膜的老化处理:钝化剂***一道热水洗的温度一般控制在70~80℃为宜。


钝化体系组成


(1)三价铬盐:三价铬盐是形成钝化膜的主要化合物。

(2)氧化剂:硫酸有加快成膜速度的作用,同时兼有防止钝化膜发雾的作用。

(3)络合剂:能控制成膜速度和钝化液的稳定性,如有机羧酸及其混合物等,选用适当的配位剂,是获得质量钝化膜和稳定的钝化液的一项十分重要的参数。

(4)成膜促进剂:能调整钝化膜层颜色,如某些无机或有机阴离子等。

(5)其它金属:调整外观颜色,与耐蚀性。如镧系稀土元素等。

(6)稳定剂:稳定钝化剂中的三价铬价态及钝化剂的pH值,醋酸是缓冲剂,起稳定钝化液pH值的作用,但对钝化膜的色泽也有影响。

(7)新型封闭剂:引入纳米材料及纳米新技术,**提高了钝化膜的耐蚀性能。

(8)配位剂:酒石酸盐或柠檬酸盐是配位剂,控制成膜的速率和钝化液的稳定性。

(9)催化剂:催化剂的作用主要影响钝化膜的外观与耐蚀性。


二、市面常见钝化液

常温钝化的镀锌层三价铬彩色钝化剂、三价铬钝化液、镀锌钝化液、无铬钝化液、用于钢铁镀锌后的彩色钝化处理剂、钝化槽、高浓度彩色钝化剂、金属钝化液、镀铬钝化液、不锈钢环保钝化液、酸洗钝化液、酸洗钝化膏、不锈钢酸洗钝化液、不锈钢酸洗钝化膏、铜材钝化液、铝材钝化液等。

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