六价铬和三价铬钝化处理

Dec. 21, 2023   |   2159 views

核心提示:钝化膜根据外观可分为白色钝化、浅蓝色、彩虹钝化、金黄色、黑色钝化和军绿色钝化。这些钝化膜的耐腐蚀性顺序为军绿色>黑色>彩虹色>金黄色>浅蓝色>白色。因此,所有用于耐腐蚀的机械部件都必须经过彩虹钝化处理。

锌具有活性化学性质,在大气中易于氧化和变暗,最终导致;白锈”腐蚀。镀锌后,它经过铬酸盐处理,在锌上覆盖一层化学转化膜,使活性金属处于被动状态。这被称为锌层铬酸盐钝化处理。该层厚度仅为0.5μm以下的铬酸盐膜可以将锌的耐腐蚀性提高6-8倍,赋予锌美观的装饰外观和防污能力。目前,钝化主要包括六价铬钝化和三价铬钝化。

铬酸盐钝化不仅可以作为保护层,还可以通过白色钝化或白色钝化的有机着色,在一些低端产品上用于保护和装饰目的。铬酸盐钝化溶液由铬酸、活化剂和无机酸组成。锌与钝化溶液反应溶解锌,将六价铬还原为三价铬,并在反应中消耗氢离子。当锌与溶液界面的pH值升至3以上时,会发生一系列成膜反应,在锌界面上形成凝胶状钝化膜。关于钝化膜的形成机制和膜层的化学成分仍存在争议。一般认为,锌钝化膜是由碱式铬酸铬、碱式铬酸锌和水合三氧化铬组成的水合物。经分析,膜中三价铬含量为28.2%,六价铬含量为8.68%,水分含量为19.3%。其中,三价铬是钝化膜的骨架,六价铬通过吸附、包裹和化学结合力填充在三价铬的骨架中。因此,六价铬的含量直接影响钝化膜的耐腐蚀性。当钝化膜被划伤、划伤或损坏时,六价铬可以在潮湿空气中溶解在水膜中,并在损坏区域形成自动修复膜。这是铬酸盐膜的重要优点之一。长期以来,人们认为钝化膜的彩虹色是由其化学成分决定的。三价铬呈浅绿色和绿色;六价铬呈橙红色至红色;混合不同的价态和铬的量会产生五颜六色的外观。这就是化学纯度理论。但它无法解释颜色因不同角度而异;不同的钝化技术会导致分层的颜色水平;随着钝化膜厚度的增加,颜色变化模式与可见光波显示的颜色相同;以及干燥过程中颜色变化等现象。中国研究人员提出了物理色理论,它指的是光波的干涉色。

根据光波干涉原理,入射光的一部分在到达钝化膜表面时被反射,而另一部分通过钝化膜从锌层表面反射,导致从外表面和内表面反射的光之间的光路存在差异。当光层的差异等于某一颜色光波的一半或奇数倍时,光波干涉就会发生并抵消一部分,我们用肉眼看到的只是该颜色的辅助颜色。例如,如果钝化时间短,薄膜光波的干涉发生在紫外区域,此时的颜色取决于化合物的自然颜色,如青灰色。随着膜层变厚,蓝色会受到光波干扰并减弱。人们看到黄色(蓝色的次要颜色),等等。当膜厚度大于0.7μ时,达到m时,钝化膜恢复到其自然颜色;棕色。由于工件的运动,膜层的厚度不均匀,各种颜色重叠,呈现出多彩的外观。

然而,上述两种理论都不能相互替代,需要进一步研究。

钝化膜根据其外观可分为白色钝化、浅蓝色、彩虹钝化、金黄色、黑色钝化和军用绿色钝化。这些钝化膜的耐腐蚀性顺序为军绿色>黑色>彩虹色>金黄色>浅蓝色>白色。因此,所有用于耐腐蚀的机械部件都必须经过彩虹钝化处理。

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