汽车紧固件三价铬钝化电镀锌特点-专家文章-金蜘蛛紧固件网

汽车紧固件三价铬钝化电镀锌特点
发布时间：2014-08-25
发布者：张力
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汽车紧固件的要求包括耐蚀性、装饰性（钝化色彩、光泽度等）、减少摩擦力（增加紧固件的湿润性）、发动机紧固件的抗热疲劳、蠕变、防止接触腐蚀等，而单一的表面处理技术往往很难达到其要求。
 
电镀工艺包括前处理、电镀锌及合金、钝化处理、封闭处理等工序，没个工序由多项的技术选择。如何确定选用合理的组合必须与用户进行相互的技术探讨和合作来完成。
 
如今采用三价铬钝化工艺已成为紧固件表面处理的典型工艺，大家目前最关注的是三价铬钝化膜的抗蚀性，即三价铬钝化膜在中性盐雾试验中出现白锈的时间和出现红锈的时间。
 
三价铬钝化膜的成膜机理
 
三价铬钝化液的主要成分有三价铬、氧化剂、成膜促进剂、络合剂和添加剂等。

三价铬钝化膜主要成膜反应如下。
 
①溶锌过程：Zn+Ox（氧化剂）→Zn2+ + Ox -
Zn+2H++ Zn 2++H2 ↑

②成膜过程：Zn2+ + xCr3++yH2O→ZnCrxOy+2yH+

③溶膜过程：ZnCrxOy+2yH+→Zn2+ + xCr3++yH2O

1、抗蚀性

在三价铬钝化膜中，除约占10%可渗出的六价铬外，其余是不溶于水的三价铬与锌的化合物、氧化物、硫酸盐和水，这部分膜可称为隔离层，占膜重量的90%，其中三价铬钝化的含量占1/3。隔离层在抗腐蚀性方面起了主要的作用。表1为在中性盐雾试验中抗蚀性的比较。
 
                品质状况
            六价铬钝化膜
            三价铬钝化膜
        
            滚镀件
            挂镀件
            滚镀件
            挂镀件
        
            最先出现白锈，h
            150
            200
            120
            300
        
            5%表面出现白锈，h
            210
            350
            190
            375
        
            10%表面出现白锈，h
            300
            425
            210
            430
        
 
从表1可见，对于挂镀件，较厚的三价铬钝化膜在盐雾试验中可始出现白锈的时间比六价铬彩色钝化膜的更长，出现5%和10%白锈时间也比六价铬彩色钝化膜的略长；而对于滚镀件，厚的三价铬钝化膜抗蚀性又明显低于六价铬彩色钝化膜的抗蚀性，这是因为滚镀件容易被擦伤，而三价铬钝化膜没有可渗出的六价铬，不具有自修复能力的缘故，如果采用封闭剂或后涂料，即可弥补这一缺陷。
 
2、外观
薄层的三价铬钝化膜（40-80nm）是蓝白色的，厚度稍高时略带彩色，与六价铬蓝白色钝化膜的颜色接近。较厚的三价铬钝化膜（300-350nm）带有绿-蓝的色调，虽然厚度与六价铬彩色钝化膜相近，但是颜色还是有明显差别，这是因为三价铬钝化膜中不含能使钝化膜带黄色的六价铬的缘故。在钝化膜中加入其他金属离子，使用染料或外涂层等，可以改善钝化膜的外观。
 
3、后处理
由于三价铬钝化膜没有可渗出的六价铬，膜层不具有自修复功能，当三价铬钝化膜破损时，很快就发生了腐蚀。为了弥补这一缺陷，可采用封闭剂或后涂层。
 
有些封闭剂会与三价铬钝化膜发生反应，生成更耐久的保护膜，如加硅酸盐为基的封闭剂可在室温或更高的温度下用在三价铬钝化膜上，它会使少部分的钝化膜浸出，在表面上留下硅酸盐产物的厚膜。其他的封闭剂有磷酸盐、硅烷等。
 
外涂层有有机清漆、聚合物、蜡、润滑剂、油和乳化剂等。在涂复外涂层前烘干可生成更均匀的较厚的抗蚀性较好的膜。
 
除了提高抗蚀性的作用外，钝化后处理还能改变钝化膜的颜色。为此，可在封闭剂中加入染料，或用彩色有机覆盖层等。而在润滑剂或油作外涂层可提供特殊的润滑作用。
 
4、结语
最新一代的三价铬钝化膜除了减少对环境的污染外，三价铬钝化膜还具有其独特的优点。
 
三价铬钝化液的寿命比六价铬钝化液寿命长得多。在三价铬钝化液中没有因三价铬的消耗和三价铬的积累而引起的不平衡；钝化液的腐蚀性降低，镀件上溶解下来的锌与铁减少，在溶液中的积累也少，溶液的成分较稳定，可使用很长的时间。
 
封闭技术是在钝化液中加入封孔剂。封孔剂采用直径达纳米级的微粒，可以对钝化膜的裂纹和孔隙进行填充，使膜层更加致密，大大提高膜层的耐蚀性能，能够达到甚至超过传统六价铬钝化工艺的耐蚀性，使用前景十分广阔。
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品质状况	六价铬钝化膜		三价铬钝化膜
品质状况	滚镀件	挂镀件	滚镀件	挂镀件
最先出现白锈，h	150	200	120	300
5%表面出现白锈，h	210	350	190	375
10%表面出现白锈，h	300	425	210	430