镀锌三价铬钝化在球墨铸铁件上的应用

《镀锌三价铬钝化在球墨铸铁件上的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、镀锌三价铬钝化在球墨铸铁件上的应用唐大明重庆红宇精密工业有限责任公司402760摘要本文通过试验确定了锌镀层三价铬彩色钝化工艺的最佳工艺参数：并深入分析了钝化工艺参数及操作因素的控制对球墨铸铁件镀锌三价铬钝化的影响。结果表明，按照最佳工艺参数和优化的操作方法对锌镀层进行三价铬彩色钝化处理，得到的钝化锌镀层经96h中性盐雾试验不产生白锈、240h中性盐雾试验不产生红锈，产品满足美国TRW的技术规范。关键词球墨铸铁镀锌三价铬彩色钝化1．前言钢铁件镀锌钝化是目前汽车零部件工业中广泛采用的电镀工艺，生产量很大。我公司主要为长安福特、南京福特、奇瑞等主机厂配套开发汽

2、车制动器的制动钳、支架等球墨铸铁件镀锌钝化处理。钝化溶液及产品镀锌钝化层中的c，是致癌物，对环境与人体健康存在严重的危害性。长期以来，人们通过减小钝化液的C，浓度，即采用低铬钝化工艺来降低对环境的污染，但并不能消除c，的危害，产品镀锌钝化层仍含有C，。欧盟对铅、汞、隔、六价铬等有害物质已限期禁用，实施了如ROSH、ELY、VEEE等法规。我厂配套的主机厂也明确提出与福特配套的产品镀锌不得使用六价铬钝化处理工艺11l。目前，随着对三价铬钝化膜形成机理认识的加深，应用于工业化生产趋于成熟。并且随着表面质量和耐腐蚀性能的进一步提高。三价铬钝化越来越成为研究的热点

3、12J，本文主要针对球墨铸铁件的特点，研究、讨论了三价铬彩色钝化剂对制动钳和支架镀锌层钝化处理，确定了钝化的工艺条件，钝化液管理：利用盐雾试验对钝化膜的耐蚀性能进行了测试，并确定了工艺流程，实现了汽车制动钳、支架镀锌三价铬钝化的工业化生产。2．三价铬钝化机理与组成(1)．三价铬钝化机理传统六价铬的钝化膜是通过锌的溶解、铬酸根的还原以及三价铬凝胶的析出而形成，膜层中含有六价铬，因此，钝化膜有自我的修复能力，亦被称为自愈能力。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值上升，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

4、在锌表面上，而形成钝化膜。具体反应式如下：1)．溶锌过程：Zn+Ox(氧化剂)一Zn2++Ox—Zn+2H+一Zn2++H2f2)。成膜过程：Zn2++xc一+yH20-．-ZnCr。Oy+2y旷3133)．溶膜过程：ZnCr，Oy+2yH+一zn2++xc，+yH：O(2)．三价铬钝化剂一般含有以下成份：A．三价铬C，：钝化膜的主成份来源，三价铬可取硫酸铬、硝酸铬、氯化铬、醋酸铬等。B．氧化剂：产生锌离子，促使膜形成。氧化剂可用双氧水、硝酸盐、卤酸盐、过硫酸盐、四价铈等。使用氧化剂的钝化剂在钝化过程中，由于pH的自动升高，会把三价铬氧化成六价铬，而夹杂于

5、镀层中，从而使镀层含有六价铬，因此，含氧化的钝化剂形成的膜层颜色较深，但它不符合环保要求。C．其他金属：主要调整外观颜色与耐蚀性，可用Ma、Sb、Mo、Ti、Fe、Co、Ni、Ce和其它镧系稀土元素。D．络合剂：控制成膜的速度和钝化液稳定性。络合性太强，成膜速度慢，膜层薄，甚至不能形成膜层；络合性太弱，钝化液稳定性差，膜层无光泽。络合剂有氟化物、机羧酸以及它们的混合物等。E．成膜促进剂：调整膜层的颜色。选择不同的成膜促进剂，可以形成不同的色彩。可用有机与无机阴离子，如：NO}、S042．、．P043‘、F‘、Cl’、Si032’、SiF62。、Br、RCO

6、OH。F．封孔剂：由于三价铬钝化工艺的膜层有一定的条纹，而又没有自愈能力，影响它的耐蚀性，在钝化液中直接加入封孔剂，封孔剂采用添加直径达纳米级的微粒，能够填充钝化层的微孔，使膜层更加细密，所以膜层耐蚀性大大提高。3．钝化工艺流程及工艺的确定3．1．工艺流程：前处理(脱脂、除锈)一水洗一活化一水洗一镀锌(KCI镀锌)一水洗一水洗一出光一三价铬彩色钝化一水洗一纯水洗一封闭一烘干3．2：工艺的确定零件准备：制动钳外形尺寸(mm)：宽×高×厚=180×150×80：重量：2．25Kg；镀层厚度：8～15I．tm；仪器准备：中性盐雾实验箱DCTC600&1200：精

7、度酸度计PHS·3C型；磁力测厚仪HCC-24A；3．2．1．pH值控制：314表1PH值对钝化膜耐蚀性的影响(NNS试验)PH值1．01．21．6l-82．02．22．596h后腐蚀流状点状微点状点状表2PH值对钝化膜外观的影响PH值钝化膜外观1．0色泽为灰白色，有流痕，钝化膜发花1．4色泽不均匀，色淡，钝化膜发花1．6色泽为银白色，钝化膜局部发花1．8色泽均匀，呈浅彩色2．0色泽均匀，呈浅彩色2．2色彩均匀，凹部(低电流区)钝化膜发雾2．4色泽不均匀，钝化膜严重发花总结：三价铬钝化液pH值的控制比六价铬要求严格。pH值太低，膜层薄，易发花，以紫红为主；

8、PH值太高，膜层形成速度慢，易发雾。呈浅黄绿稍带红；在生产过程中，