751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751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。751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751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。 751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751价铬会导致接触皮肤溃疡或出现不良反应,摄入过量的751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。751价铬还会进入DNA遗传给下一代。而且751价铬非常稳定,可以在生物和人体中长期积聚。空气中751价铬的含量超过2mg/cm3,就会使人感到不适,水中751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。751价铬电镀溶液中751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751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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