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[ 钱达人提出了一种可与致密的铬酸盐钝化相媲美的彩虹色镀锌层三价铬钝化工艺[ 15] 。在室温条件下, 三价铬钝化液为24~ 50 g / L 的Cr( Ó ) 化合物, 12~ 25 g / L 次磷酸钠, 8~ 15g / L 硝酸钠, 8~ 15 g/ L 硼酸, 1~ 5 g/ L 添加剂, pH 值为2.0~ 4. 5, 浸渍1~ 2 min。在pH 值约为4 时, 可得最厚的钝化膜。钝化后膜呈彩虹色, 色泽随不同的溶液组成、pH 值、温度和浸渍时间变化。三价铬钝化液稳定, 使用寿命长, 三价铬钝化膜无论是湿的膜还是干燥后的膜, 都比铬酸盐钝化膜耐磨性好。
膜层附着力试验证明, 三价铬钝化膜层比铬酸盐附着力好。三价铬的彩虹色钝化膜单位面积上的膜层能达到0. 5~ 1. 5 g/ m2。将锌的三价铬钝化膜与铬酸盐钝化膜( 两者颜色相似, 如彩虹色膜) , 浸泡在pH 为3 的硫酸溶液中做腐蚀失重试验, 结果表明, 三价铬和铬酸盐相似颜色钝化膜的腐蚀速度相同。盐雾试验表明, 三价铬钝化膜抗白锈最短时间为72 h。试验证明, 以三价铬盐为基础加入次磷酸钠配位剂的三价铬钝化液, 能得到相当于铬酸盐钝化膜层抗腐蚀能力和外观的钝化膜涂层。可以断定, 这种三价铬方法能用来代替通常用的铬酸盐钝化。
对于镀锌及锌合金的三价铬彩色钝化, 美国专利公开了用于锌镍合金的配方[ 23~ 24] 。三价铬可以由Cr 2( SO4 ) 3 ,Cr( NO3 ) 3 , CrPO4 , CrCl3 和醋酸铬, 最好是由六价铬还原为三价铬提供, 质量分数为1~ 15 g/ L。为得到彩虹色膜, 溶液须含有卤素离子, 特别是F- 和Cl-, 也可以是这两种离子的混合物, 质量分数为1~ 5 g/ L, 硝酸根离子质量分数是0~ 10 g / L, 他们均由水溶性盐提供。酸可以是磷酸、亚磷酸、次亚磷酸及他们的混合物。该配方在含镍量大于8%,钝化温度大于41 e 时, 才可得到彩虹色钝化膜, 否则, 钝化膜无色。其配方为: 8 g / L CrCl3 , 1. 5 g / L NH4HF2 , 0. 5 g/ LZnCl2, 9. 0 g/ L NaNO3, 用H3PO4 ( 体积分数85%) 调节pH值为1. 2~ 1. 6, 温度为40~ 70 e , 获得的彩虹色钝化膜耐腐蚀性和涂层附着力显著提高了。通过中性盐雾试验, 最短可达120 h, 白锈面积仅为5%。上述三价铬钝化液中NH4HF2 和H3PO4 对环境存在一定的污染。蔡加勒等发明了一种在镀锌或其合金层获得彩虹色三价铬三价铬钝化液[ 25] 。组分是0. 2~ 20. 0 g / L Cr3+ , 8~ 300 g /L NO-3 , 0. 6~ 60. 0 g/ L Cl- , 0. 05~ 15. 00 g/ L Zn2+ , pH 值为2~ 3; NO-3 / Cr3+ 为8~ 45, Cl- / Cr 3+ 为2~ 15。
该三价铬钝化液组成简单, 成本低廉, 稳定性高, 废水处理容易。盐水浸渍试验抗白锈可达121~ 131 h, 与Cr ( Ö ) 钝化的131~ 145h 相当。电化学结果Cr( Ó ) 钝化的Ecorr为- 1. 093 V, J corr为1. 917 @ 10- 2 mA/ cm2 ; Cr ( Ö ) 钝化的E corr为- 1. 067 V,J corr为3. 82 @ 10- 2 mA/ cm2 , 故该彩虹色钝化膜耐腐蚀性能好。
镀锌层的三价铬三价铬钝化液, 含不同的添加剂可得到不同颜色的钝化膜[ 25] 。如形成蓝色膜的三价铬钝化液含0. 2 ~ 2. 6g / L Cr( Ó ) , 0. 1~ 0. 2 g/ L ( Mo3+ + CO2+ ) , 0. 1~ 0. 2 g/ LF- , 0. 1~ 0. 7 g / L SO2-4 , 5~ 15 mL/ L HNO3, 处理温度8~25 e , 时间20~ 60 s。经XPS 分析, 膜是锌、铬、钴、钼等金属化合物的配位体。X 射线衍射膜层结构是ZnO 和Cr2O3等微晶组织。
钝化时间越长膜层越厚, 蓝色膜为0. 4~ 0. 6Lm, 黄色- 彩虹膜为1. 7~ 2. 2 Lm, 黑色膜1. 9~ 2. 5 Lm。盐雾试验表明, 蓝色膜抗白锈可达56 h, 而黄色- 彩虹膜为98 h, 黑色膜可达120 h。
钝化层的微晶化合物使镀锌层更加致密, 化学稳定性高, 耐腐蚀性能也提高了, 盐雾试验和阳极极化曲线的结果一致。阳极极化曲线说明相同颜色的六价铬和三价铬钝化膜的腐蚀趋势相同, 黑色膜层的耐腐蚀性能最好, 黄色- 彩虹膜次之, 最后是蓝色膜。
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