三价铬与六价铬的对比分析

三价铬与六价铬的对比分析
金属包覆垫片
三价与六价铬
铅黄铜  1.前言:
  1.1 传统六价铬钝化工艺的优点与危害性
muhdpe合金管  六价铬钝化工艺有很多优点,如很高的耐蚀性,自我修复耐蚀性的自愈能力,能容易钝化出银白、蓝白、五彩、军绿、黑等颜,原料来源广泛而且价廉。但六价铬是致癌物,对环境与人体健康存在严重的危害性。
  1.2 三价铬钝化的紧迫性
  欧盟于2003年在布鲁塞尔签署了一项法令,规定从2003年1月1日起禁 止车辆材料和部件中使用六价铬,根据该法令,每辆汽车的六价铬含量不超过2g [1] 。 2004年8月14日,欧盟《电子垃圾处理法》正式出台,2005年8月13日,这一法规将正式开始实施。该法令是依据2002年欧盟的两个指令完成的。 这两个指令分别是《关于报废电子电器设备指令》(WEEE)
和《关于在电子电器设备中禁止使用某些有害物质指令》(ROHS),要求成员国确保从2006 年7月1日起,投放于市场的新电子和电器设备不包含铅、汞、镉、六价铬、聚溴二苯醚和聚溴联苯等6种有害物质。法令还规定,所有在欧盟市场上生产和销售笔 记本型计算机、桌上型计算机、打印机、CPU、主机板、鼠标、键盘、手机等,必须在2005年8月13日以前,建立完整地分类、回收、复原、再生使用系 统,并负担产品回收责任。中国生产出口产品的企业必须在2004年8月13后停止使用六价铬钝化工艺。
  2.三价铬钝化技术的进展
  在锌上进行无六价铬钝化的研究工作已经进行了十几年,主要采用三价铬钝化和 无铬钝化两个方向。无铬钝化体系有钛酸盐、钼酸盐、钨酸盐、稀土、硅酸盐[2],目前这些无铬钝化体系虽然是无毒环保,但耐蚀性及外观没有六价铬钝化的 好,满足不了普通五金件电镀要求,更不用说满足汽车部件电镀的高耐蚀要求,所以无铬钝化的工艺未曾在工业上广泛应用过。因此,无六价铬钝化的技术主要立足 于三价铬钝化技术,该工艺已成熟应用于生产,正如现代的碱性无氰镀锌新工艺的综合性能已经超过氰化镀锌、酸性镀锌,最新第三代三价铬钝化性能已经达到甚至超过传统六价铬钝化工艺。
  2.1 第一代三价铬钝化
  络合剂主要为氟化物,而氟化物与Cr(Ⅲ)络合比较稳定,膜层薄,所以形成 的膜层颜一般为银白、蓝白,耐蚀性差,中性盐雾试验不超过8-16H,若要达到好的耐蚀性只有通过封闭,而封闭后的颜变为银白,泽单调,这种体 系的Cr(Ⅲ)浓度较高,操作温度也较高。
  2.2 第二代三价铬钝化技术
高硅氧布
  早期的第二代三价铬钝化工艺含有氧化剂,耐蚀性与膜颜接近六价铬,但由于 膜层中含有六价铬,被淘汰。后期的第二代工艺不含氧化剂,五彩颜较淡。第二代三价铬钝化剂的共同特点是采用有机络合剂,并加入其它金属,耐蚀性大大提 高,并可以得到不同钝化膜的颜,如蓝白、五彩、黑。 操作条件要求相对较低。典型产品有Atotech公司的Rodip248,Surtec公司的Chromitirng680,Jasco公司的TR- 173等,目前已成功应用于生产。
  2.3 最新第三代三价铬钝化技术
栅栏门
  是在第二代钝化液中直接加入封孔剂,克服了三价铬钝化无自愈能力的缺点,大 大提高膜层的耐蚀性,膜层的耐蚀性已达到或超过六价铬钝化工艺,所以满足于汽车部件电镀的环保高耐蚀要求。采用此工艺的有Dipsol公司、EKEM(宏 正)公司,典型产品有宏正的251、252三价铬五彩钝化、261三价铬蓝白钝化、271三价铬黑钝化,目前已成功应用于生产。
  3.三价铬钝化机理与组成耳包
  传统六价铬的钝化膜是通过锌的溶解、铬酸根的还原以及三价铬凝胶的析出而形 成,膜层中含有六价铬,因此,钝化膜有自我的修复能力,亦被称为自愈能力。而三价铬膜层是通过锌的溶解形成锌离子,同时锌离子的溶解造成锌表面溶液的pH 值上升,三价铬直接与锌离子、氢氧根等反应,形成不溶性化合物沉淀在锌表面上,而形成钝化膜。具体反应式如下:
  1.溶锌过程:Zn+Ox(氧化剂)→Zn2++ Ox – --------------------------(反应式1)
  Zn+2H+ →Zn2++ H2↑--------------------------------------------- (反应式1a)
  2.成膜过程:Zn2++xCr(Ⅲ)+yH2O →ZnCrxOy+2YH+ --------------------(反应式2)
  3.溶膜过程:ZnCrxOy+2yH+ →Zn2++xCr(Ⅲ)+yH2O -----------------------(反应式3)
  三价铬钝化剂一般含有以下成份:
  三价铬Cr(Ⅲ) :钝化膜的主成份来源,三价铬可取硫酸铬、硝酸铬、氯化铬、醋酸铬等。

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