三价铬彩色钝化剂的主要成分及作用
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发布时间:2014-01-17
三价铬彩色钝化剂由三价铬盐、络合剂、成膜促进剂、氧化剂、稳定剂、稀土金属和封孔剂等组成。现分别进行介绍。
1、三价铬盐 三价铬盐是彩色钝化膜成膜的主剂。三价铬盐品种较多,比较常用的有如下几种:
(1)硝酸铬 或称九水合硝酸铬,就是它分子中含有9个结晶水,为紫红色单斜晶体,能溶于水。
(2)硫酸铬因含水量不同有好几种产品,它们的色泽也有较大的区别,有的能溶于水,有的则不能溶于水,当然不溶于水的不好用。无水硫酸铬为紫色或红色粉末,它水和酸中不溶解;十五水合硫酸铬是深绿色片状化合物,能溶于水;十八水合硫酸铬是紫色立方晶体,能溶于水。
(3)氯化铬 它的色泽也多变,无水的为玫瑰紫色片状结晶,几乎不溶于水;六水合物氯化铬则有深绿色、浅绿色或紫色三种,溶于水,在水溶液中变成深绿色和紫色混合物。
(4)铬矾 有硫酸铬钾,又称钾铬矾;硫酸铬铵,又称铵铬矾。这两种铬矾都含24个结晶水,外观为绿色或紫色立方晶体,能溶于水。
2、氧化剂 它能使锌镀层溶解而产生锌离子,可促使钝化膜形成。氧化剂有双氧水、硝酸盐、卤酸盐、过硫酸盐、四价铈等。早期的三价铬钝化剂常用双氧水作氧化剂,但双氧水在溶液中不稳定,尤其当溶液在工作后,溶入了金属离子,更易分解,所以现在的三价铬彩色钝化剂中多不再使用它。
3、络合剂它能控制成膜速度和使钝化液稳定性提高。络合剂有氟化物、有机羧酸以及它们的混合物,如丙二酸、草酸、戊二酸、马来酸和苹果酸等。络合剂的络合强度要恰到好处,如络合性太强,成膜速度慢,膜层薄,甚至不能成膜;如络合性太弱,钝化液稳定性差,膜层无光泽。其实多数络合剂也是稳定剂。选用适当的络合剂,是获得优质钝化膜和能使钝化溶液稳定的一项重要的参数。
4、稳定剂 稳定剂能稳定钝化溶液中三价铬的价态,如原来带紫色的溶液不使其变为绿色;稳定剂还用来稳定钝化溶液的pH 值,因为彩色钝化溶液的pH 值在3.5-4.5范围内,一些低碳链的羧酸盐有较好稳定pH 值的能力。其实多数络合剂也是稳定剂。
5、成膜促进剂成膜促进能调整钝化膜层颜色。选择不同的成膜促进剂,可形成不同的色彩。可用有机或无机阴离子,如有NO3-、SO42-、PO43-、F-、Cl-、SiO2-、SiF2-、BF4-和RCOOH等。
6、其它金属主要调整钝化膜的外观与耐蚀性,这些可用的金属元素有Ag、Cu、V、Ti、Y、Nb、Ta、Al、Ga、In、Mn、Sb、Ti、Fe、Mo、Co、Ni、Ce和镧系稀土元素等。
7、封孔剂 为了克服三价铬钝化剂耐蚀性差的难题,在钝化剂中直接加入具有纳米级微粒作封孔剂,来填充钝化膜层的微孔,从而可大大提高钝化膜的耐蚀性。
三价铬彩色钝化剂虽由上述七大类组份所组成,但并不是所有彩色钝化剂都含有这些成分,可根据具体要求进行增减。