浅析无铬钝化液的组成成分

1）三价铬盐：三价铬盐是形成钝化膜的主要化合物。目前广泛应用的是氯化铬、硫酸铬、硝酸铬，也有人提到用磷酸铬、醋酸铬。是钝化膜中Cr(VI)与Cr(1lI)的来源。钝化膜中Cr(V1)化合物易溶目较软，它分布在膜的内部，起着填充空隙的作用：在潮湿的大气中还会从膜层渗出，溶解于膜表面的凝雾中，并离解出铬酸使锌镀层再钝化。而Cr(II)化合物具有较高的稳定性、难溶、强度好，起到膜的骨架作用。没有Cr(Ⅲ)化合物，则钝化膜的颜色很淡，结合力差，但太多时，膜层会变绿色。

　　三价铬盐的质量浓度在35~70g/L之间，均可得到彩色钝化膜。三价铬盐浓度的高低，影响钝化膜的厚度及色泽。在工艺范围内三价铬盐浓度越高，钝化膜厚度越厚，色泽越浓，膜表面越均匀。三价铬盐的质量浓度为60g/L时，能得到优质钝化膜；当三价铬盐的质量浓度超过75g/L时，钝化膜表面粗糙，钝化膜变暗，有暗纹或白斑；三价铬盐的质量浓度低于30g/L时，钝化时间过长，而且膜的色泽很淡；过低时得不到彩色钝化膜。

　　2）氧化剂：硫酸有加快成膜速度的作用，同时兼有防止钝化膜发雾的作用。但其含量必须与铬酐含量相适应，也就是说，CrO与sO的比值是控制钝化膜颜色的关键。当硫酸含量过高时，会加快膜的溶解，反而降低了成膜速度，但过低时，钝化膜的颜色太淡，硝酸能优先溶解锌镀层微凸处而起到整平作用，增强膜的光泽性。但硝酸不宜太多，否则锌镀层溶解太快，使膜层变薄,影响耐蚀性。

　　硝酸盐是氧化剂，与镀锌层反应生成锌离子，促使钝化膜形成。硝酸根对锌镀层有一定的出光作用，可提高钝化膜上的光亮性。常用的氧化剂有双氧水、硝酸盐、氯酸盐、过硫酸盐、四价铈等。硝酸盐的质量浓度为12g/L时，钝化膜的光泽和其它表观形貌优。硝酸盐的质量浓度超过30g/L时，得到的钝化膜表观形貌变差；低于5g/L时，钝化膜不光亮。

　　3）络合剂：能控制成膜速度和钝化液的稳定性，如有机羧酸及其混合物等，选用适当的配位剂，是获得优质钝化膜和稳定的钝化液的一项十分重要的参数。第一代的络合剂主要为氟化物，其膜层较薄，耐蚀性较差，中性盐雾试验一般难以超过16小时。且该体系的Cr(III)浓度较高，操作温度也较高。第二代早期的三价铬钝化液含有氧化剂，耐蚀性与膜层颜色与六价铬相似，但由于膜层含有六价铬故被淘汰，而后期工艺不含氧化剂但五彩颜色较淡。我们研发第二代的三价铬钝化剂采用有机络合剂为主，并加入其它金属耐蚀性能大大提高，并能得到不同颜色的钝化膜，如蓝白、五彩、黑色，操作条件要求相对较低。

　　4）成膜促进剂：能调整钝化膜层颜色，如某些无机或有机阴离子等。

　　5）其它金属：调整外观颜色，与耐蚀性。如镧系稀土元素等。

　　6）稳定剂：稳定钝化剂中的三价铬价态及钝化剂的pH值，醋酸是缓冲剂，起稳定钝化液pH值的作用，但对钝化膜的色泽也有影响。

　　7）新型封闭剂：引入纳米材料及纳米新技术，大大提高了钝化膜的耐蚀性能。

　　8）配位剂:酒石酸盐或柠檬酸盐是配位剂，控制成膜的速率和钝化液的稳定性。通常用的配位剂有氟化物、铵盐、醋酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐等。其质量浓度为12~25g/L时，钝化膜的质量都不错。当低于12g/L时，钝化膜色泽暗淡；但高于30g/L时，钝化膜很薄，色泽极淡，且膜层不均匀；当其质量浓度为20g/L时，钝化膜的表观形貌优。