




三價鉻鈍化原理與研究配方
一、鈍化機理
三價鉻鈍化膜的形成機理類似于六價鉻鈍化, 但是不包括六價鉻還原成三價鉻這一步驟。首先是在酸性介質中鋅被氧化劑氧化并與三價鉻形成鋅鉻氧
化物, 同時消耗酸使得接觸界面的pH 升高, 然后在pH 增大的情況下三價鉻化合物在表面析出, 形成一層由鋅鉻氧化物組成的膠狀膜。可用以下步驟表示:
鋅的溶解: Zn+ 2H+ = Zn2+ + H2 或4Zn+ NO3- + 9H+ =4Zn2+ + NH3 + 3H2O
膜的形成: Zn2+ + xCr(Ⅲ) + yH2O =ZnCrxOy+2yH+
二、?配方組成
?三價鉻離子(主成膜劑):硫酸鉻、硝酸鉻、氯化鉻
?絡合劑(產品穩定劑):各大生產商所使用的絡合劑不外乎兩體系三種原料:有機酸體系-草酸、檸檬酸(通常所用的紫紅色藥水都是這個體系);氟體系-氟化鈉,氟化銨,氟化氫銨(通常所用的綠色透明藥水都是這個體系)。
?氧化劑:現在主要用硝酸根離子。
?其它金屬離子?目的是為了提高耐蝕性并調整鈍化膜的顏色。用的最多的有鈷、鎳及一些稀土元素。當鋅層中含有鎳、鐵等金屬時, 則可能得到黑色的鈍化膜, 如Bishop 等人使用三價鉻- 磷酸體系在含有鎳的鋅合金中得到了黑色的鈍化膜。
?其它陰離子?與金屬離子的性質差不多,也是一種成膜促進劑。
三.配方設計
??一度市場上賣的很火的蘭白鈍化粉配方研究
CrCl3 8~12g/L
NaF 6g/L
HNO3 6ml/L
這個配方主要特點:藍度高,光亮好,發藍速度快。但其鹽霧效果極差,只適合低端市場。
這一配方還有一致命缺陷,在使用或放置一段時間后,就不能用。使用過的朋友應該能充分感受其中的痛苦。
這是因為:在些配方中氟離子起絡合和發藍作用。由于氟離子對鉻的絡合作用相對較強,在放置一段時間后,氟離子與鉻完全絡合,工作液中完全沒有氟離子的存在,因此就達不到發藍的效果。
這點可以從其工作液在工作或放置一段時間后,pH值反而降低來證明。因為氫氟酸屬弱酸,在水溶液中的解離度不高。但氟與鉻形成絡合離子后,氫離子被釋放出來,從而降低了工作的PH值。
HF+Cr3+à[Cr(H2O)6-XFX](3-X)++H+
因此,產家配套了發藍粉(氟化銨),提供氟離子,并適當提高工作液PH值。
現提供兩個藍白配方
配方一:
Cr2(SO4)36H2O 7g/L
CoSO47H2O 2.5g/l
NaNO3 4g/L
NH4Cl 1g/L
硝酸調PH值到,鈍化時間20~40秒。
配方二:
Cr(NO3)39H2O 120g/L
草酸??????40g/L
檸檬酸?????25g/L
硅酸鈉?????60g/L
硝酸鈷?????25g/L
10mL/L開缸,15~20秒,要增加防腐性能,還需加入鎳鹽,鉬鹽等。
??以上兩個配方都在生產線上中試過,酸鋅滾鍍,產品合格。由于一些原因,并沒有放大試驗。有興趣的朋友可以生產后進一步跟蹤實驗,直到各組分配比最佳為止。

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