镀锌层三价铬钝化工艺.pdfVIP

2005年上海市电镀与表面精饰学术年会论文集 镀锌层三价铬钝化工艺 陈●成 (上海航天局602研究所，上海200333) 摘要：概述了镀锌层三价铬钝化膜形成机理及特性，以及国内外三价铬钝化工艺应用情况，采用封闭剂处理显著提高 了膜层耐蚀性；三价铬钝化是我国电镀清洁生产推荐的工艺，具有实用参考价值。 关键词。三价铬钝化；自愈能力；封闭处理；镀锌层 锌合金镀层上的钝化膜常优于六价铬钝化膜。 1．前言 (四)由于三价铬钝化膜较薄，为了提高抗蚀性，通常都 长期以来，铬酸盐钝化工艺已广泛应用于电镀锌层的 要辅以封闭后处理。 钝化处理，钝化后的氧化膜中的铬是以三价和六价形式存 (五)三价铬钝化膜的耐温性比六价铬钝化膜好，将其加 在，但六价铬毒性大，又是致癌物质，严重污染环境。随 热到200。C时，仍能保持其原有抗蚀性的70％，然 着人们对环境保护意识的提高，六价铬在电镀工业生产中 而，六价铬钝化膜加热到80℃以上时，就会出现 的应用已逐渐受到严格的限制。因此迫切需要研究和开发 部分膜层脱水开裂，影响抗蚀性。 一种无毒或低毒的物质以取代铬酸盐钝化工艺。 近年来国内外有关取代铬酸盐钝化的研究报告很多， 3．镀锌层三价铬钝化液的组成 其中三价铬钝化已取得积极的进展，并已逐步应用于生产 三价铬钝化液一般应含有氧化剂，成膜盐、络合剂和 中，取得良好的效果，将成为最有可能被接受的一种新工 添加剂等组份。 艺。 氧化剂如硝酸盐与锌镀层反应使锌溶解生成zn“离 2．三价铬钝化膜形成机理及性能 均可作为成膜盐，直接与zn2+离子反应生成不溶性的锌铬 镀锌层三价铬钝化膜的形成有三个过程即锌的溶解、 氧化物隔离层。为了在较宽的PH值范围内稳定cr”离子， 钝化膜的形成及钝化膜的溶解。钝化剂中必须含有氧化 控制反应速度，加入了三价铬的络合剂。这种络合剂对三 剂，使锌层溶解，常用的氧化剂为硝酸盐与锌反应，反应 价铬的络合能力不能太强，否则会影响锌铬氧化物的沉 方程式为： 积，不易生成隔离膜。随后开发的三价铬钝化液中有的加 f+4H2U 3Zn+2N03++8H+一3Zn”+2NO 入了促进剂和表面活性剂等，可以在较高的浓度和温度下 由于锌的溶解消耗掉了溶液中H+’使锌表面溶液的 操作，获得较厚的钝化膜，提高了抗蚀性。 PH值上升，三价铬直接与Zn”、0H一离子反应，生成不溶 性的锌铬氧化物组成的隔离层，即在锌的表面上形成钝化 4．三价铬钝化工艺 膜，这种膜不含六价铬，因此不具有自愈能力，膜层一旦 4．1三价铬蓝白色钝化 受到损伤，腐蚀能很快发生，尤其是滚镀零件钝化时容易 被擦伤，损坏了膜层，如果采用封闭剂或使用后处理涂层 作者曾于最近研究试验成功一种蓝白色三价铬钝 的保护措施，即可弥补这一缺陷。 化剂。其组成为