酸性镀锌三价铬兰白钝化工艺研究(3)
吹冰价铬钝化根据钝化液中铬酸盐的多少，可分为高铬钝化、中铬钝化、低铬钝化和超低铬钝化四种。 高铬钝化常称之为三酸一次高铬钝化，钝化液主要由铬酸、硫酸和硝酸组成。铬酸的含量一般为200～300 g/L，有的甚至高达500～600 g/L。铬酸是形成钝化膜的主要成分，硫酸是成膜促进剂，也是钝化膜层与锌镀层基体结合力的坚牢剂，硝酸在钝化液中主要起化学抛光的作用。高铬钝化的特点是钝化液酸度高，锌层溶解速度快，抛光效果好，钝化膜厚、色泽鲜艳、耐蚀性好，钝化液便于文护和管理。缺点是色彩不均匀，锌层较薄时容易露底，钝化后的工件不易清洗，会产生大量的含铬废水，对环境造成严重污染。 中铬钝化工艺即三酸二次钝化工艺。将镀件首先放在三酸钝化液中进行抛光，形成极薄的钝化膜，然后放入含铬酸30～40g/L的二次钝化液中钝化成膜。这种工艺的特点是一次钝化液对锌层的抛光效果良好，克服了三酸一次高铬钝化的某些缺点，但是此工艺操作不好时容易出现两层钝化膜或膜脱落，影响其扩大应用，另外一个缺点是随着生产时间的延长，第二次钝化液中的铬酸含量逐渐升高，为文护正常生产，需取出部分溶液将原液稀释，取出的部分溶液铬酸浓度比较高，给废水处理带来很大的负担。 低铬钝化液铬酸含量较低，一般为3～5g/L，该工艺的特点是铬酸含量低，成本降低，环境污染小；钝化膜色彩均匀，耐蚀性良好；钝化液配制、操作文护方便。但由于钝化液酸度很低时，对镀锌层没有抛光作用，钝化膜光亮度较差，因此，在钝化之前必须进行出光，通常出光液为1～3％的硝酸。另外，由于此工艺的钝化过程在液体内进行，且钝化时间短，若自动线生产行车，上下运动时的时间差会造成工件颜色有色差，故不适宜自动线生产，适于手工操作生产。 为进一步降低吹冰价铬危害，在低铬钝化基础上开发了超低铬钝化工艺。超低铬钝化液中铬酸的含量在2g/L以下，是高铬钝化液的1/200～1/300，中铬钝化的1/20～1/30，低铬钝化的1/2～1/4。钝化液中主要含有铬酸、硫酸根和其他卤素离子、硝酸根、醋酸等。超低铬钝化的优缺点与低铬钝化基本相同，只是浓度更低，成膜时间比较长，一般需要30～60s的时间。吹冰价铬钝化膜有许多优点，工艺稳定，膜层鲜艳丰满，耐蚀性好，所以这种工艺经过了百年的应用与发展，仍然有不可替代的地位。但吹冰价铬化合物有剧毒，是高危物品，各国均制定了严格的控制措施，限制它的使用与排放。 吹冰价铬是国际抗癌研究中心和美国毒理学会公布的致癌物，是在美国环境保护局(EPA)排名第17位的剧毒材料。经常接触大剂量的吹冰价铬会导致接触皮肤溃疡或出现不良反应，摄入过量的吹冰价铬会引起肾脏和肝脏受损、胃溃疡或胃痉挛，甚至导致死亡。吹冰价铬还会进入DNA遗传给下一代。而且吹冰价铬非常稳定，可以在生物和人体中长期积聚。空气中吹冰价铬的含量超过2mg/cm3，就会使人感到不适，水中吹冰价铬的含量大于0.lmg/L就会对人体产生毒害作用；达100mg/L时就会使作物停止生长，甚至濒于死亡。吹冰价铬电镀溶液中吹冰价铬的含量通常为150-400g/L，所排放的废至少也有200mg/L。再者，含吹冰价铬的废物是一种强腐蚀性介质，可对环境造成严重破坏。
为完全替代含铬钝化工艺，电镀工作者对无铬钝化进行了研究。早在1951年，Robertson就论述了钼酸盐在中性溶液中对碳钢腐蚀的抑制机理进行了研究；李鸿宾等对镀锌表面进行了铈盐钝化的研究，认为铈盐能在镀锌表面形成一层黄色的氧化膜，膜层均匀、附着性好，可以使镀锌层的耐蚀性得到很大的提高。无铬钝化工艺种类繁多，大致可分为无机物钝化与有机物钝化两大类
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