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3.4 無鉻(Ⅵ)鈍化工藝
長期以來鉻酸鹽鈍化廣泛用于鍍鋅層、鍍銀層等以及鋁合金、鎂合金等輕金屬的表面處理。但由于六價鉻毒性大,因此,研究和開發(fā)無毒或低毒的鈍化工藝以替代鉻酸鹽鈍化勢在必行。目前三價鉻鈍化已開始應用于生產(chǎn),市場上已有商品供應,使用方便,效果較好。無鉻鈍化的研究取得積極進展,但市場上還未見有商品供應。
鍍鋅三價鉻鈍化工藝簡單,維護容易,能得到藍白色、彩虹色和黑色等不同色彩的鈍化膜,并且有較好的耐高溫性。
三價鉻鈍化液中主要含有:
(1)成膜劑,提供三價鉻離子,如Cr2(NO3)3、CrCl3等。
(2)配位劑,與三價鉻離子形成穩(wěn)定配位化合物,對三價鉻的配位能力不能太強,否則會影響鈍化膜的形成。
(3)氧化劑,使鋅層溶解生成鋅離子,成膜速率加快,常用的氧化劑為硝酸鹽等。
(4)調(diào)色劑,在鈍化液中加入某些活性金屬離子,可以改變鈍化膜的外觀顏色,如Co、Mo、Ce、Ni及稀土金屬混合物等。
(5)添加劑,如表面活性劑等有助于生成均勻鈍化膜。
三價鉻鈍化膜不具有自修復功能,為彌補這一缺陷,可用封閉劑等后處理措施提高耐蝕性。有些封閉劑會與三價鉻鈍化膜發(fā)生反應,生成更耐久的保護膜,如以硅酸鹽為基的混合物封閉劑,它會使少量部分的鈍化膜浸出,在表面上留下硅酸鹽反應產(chǎn)物,提高耐蝕性和抗磨性。其他的封閉劑還有硅烷基、有機清漆等亦能提高鈍化膜耐蝕性。市場上已有各種商品化封閉劑供應。
3.5 替代六價鉻鍍鉻工藝
六價鉻鍍鉻由于毒性大,受到嚴格的限制,目前替代六價鉻鍍鉻工藝有以下三種:
3.5.1 替代裝飾性鍍鉻工藝
Sn Co、Sn Ni、Sn Co Zn、Ni W、Co W等合金作為裝飾性代鉻鍍層已在生產(chǎn)上獲得應用,其中Sn Co和Co W合金的色澤接近六價鉻鍍層,而Sn Co Zn三元合金(其中各元素質(zhì)量分數(shù)分別為Sn80%、Co16%、Zn4%)的色澤酷似鉻層,不易變色,不易脆裂,耐蝕性好。
3.5.2 三價鉻鍍鉻工藝
三價鉻鍍鉻取代六價鉻裝飾性鍍鉻工藝已應用于生產(chǎn),國內(nèi)外都有商品供應。三價鉻鍍鉻的優(yōu)點是使用電流密度低,分散能力好及沉積速率快。缺點是鍍層色澤略帶暗,比不上六價鉻鍍鉻。
關于三價鉻鍍硬鉻的研究還在試驗中,目前尚有困難,還不能應用于生產(chǎn)。
3.5.3 功能性代硬鉻工藝
(1)電鍍鎳合金代硬鉻
主要有電鍍Ni W、Ni P、Ni B、Ni Mo等。這些鎳合金鍍層具有較高硬度和耐磨性,經(jīng)過熱處理后,維氏硬度可達1000以上。
(2)電鍍鎳合金復合鍍層代硬鉻
在上述鎳合金基液中加入如SiC、Al2O3、BC等微細的硬質(zhì)微粒,增加鍍層硬度,提高耐磨性,代替鍍硬鉻。
(3)化學鍍合金或化學復合鍍合金代硬鉻
化學鍍鎳合金,如Ni P、Ni B、Ni W P;
化學鍍鎳合金復合鍍層,如Ni P SiC、Ni P SiO2。
化學鍍鎳合金鍍液的分散能力非常好,鍍層具有較高硬度和耐磨性。
4 結(jié)束語
電子電鍍生產(chǎn)過程中使用的有害物質(zhì)和產(chǎn)生的廢液、廢氣和廢渣對環(huán)境帶來的危害已引起人們的嚴重關切。我國電子相關企業(yè)必須盡快建立完善的環(huán)保制度,認真落實,并采取積極有效的措施,采用先進的工藝技術和設備,盡可能將污染控制在源頭上,只有在電鍍生產(chǎn)中禁用或限用有害物質(zhì),減少污染排放,提高資源利用,才能保證電鍍業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
