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今天小編為大家分享是關(guān)于鍍鋅層三價(jià)鉻鈍化膜耐蝕性的影響因素的文章,一起來看看吧。
從零件表面防護(hù)等級設(shè)計(jì)、生產(chǎn)現(xiàn)場管理、鈍化工藝參數(shù)控制和封閉工藝4個(gè)方面分析了鍍鋅層三價(jià)鉻鈍化膜耐蝕性的影響因素。結(jié)果表明,汽車主機(jī)廠要獲得高耐蝕性能的三價(jià)鉻鈍化產(chǎn)品,電鍍材料供應(yīng)商的技術(shù)工藝水平是關(guān)鍵所在,同時(shí)電鍍生產(chǎn)商的生產(chǎn)現(xiàn)場管理水平也不容忽視。
關(guān)鍵詞:鍍鋅層三價(jià)鉻鈍化膜耐蝕性
中圖分類號(hào):TQ153.1+5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
傳統(tǒng)的鍍鋅鈍化采用六價(jià)鉻鈍化工藝,該鈍化膜具有外表裝飾性強(qiáng)、耐蝕性能好和可以自我修復(fù)的優(yōu)點(diǎn),因而得到廣泛應(yīng)用。但六價(jià)鉻是一種劇毒物質(zhì),具有致癌、致畸和誘發(fā)基因突變的危害,嚴(yán)重污染環(huán)境和危害人體健康,其應(yīng)用已經(jīng)受到了嚴(yán)格限制。三價(jià)鉻的毒性約為六價(jià)鉻的1%,順應(yīng)清潔生產(chǎn)的發(fā)展潮流,采用三價(jià)鉻鈍化工藝已經(jīng)成為主流趨勢。對汽車主機(jī)廠而言,最為關(guān)注的是三價(jià)鉻鈍化膜的耐蝕性能,即三價(jià)鉻鈍化膜在中性鹽霧試驗(yàn)中出現(xiàn)白銹的時(shí)間和出現(xiàn)紅銹的時(shí)間。前者主要取決于鈍化膜的質(zhì)量和封閉效果,后者主要取決于鍍鋅層的厚度和鍍鋅工藝類型。
1、三價(jià)鉻鈍化膜的成膜機(jī)理
三價(jià)鉻鈍化液的主要成分有三價(jià)鉻、氣化劑、成膜促進(jìn)劑、絡(luò)合劑和添加劑等。
三價(jià)鉻鈍化膜主要成膜反應(yīng)如下。
2、三價(jià)鉻鈍化膜的主要特點(diǎn)
三價(jià)鉻鈍化膜和六價(jià)鉻鈍化膜的主要特點(diǎn)見表1。
3、影響三價(jià)鉻鈍化膜耐蝕性的因素
3.1表面防護(hù)等級設(shè)計(jì)方面的影響因素
3.1.1鍍鋅層的平均厚度及最小厚度
鍍鋅層鈍化膜在中性鹽霧試驗(yàn)時(shí)的出紅銹時(shí)間與鍍鋅層厚度直接相關(guān)。要獲得良好的耐蝕性,一般要求鍍鋅層最小厚度<6μm:另外,鋅層太薄會(huì)導(dǎo)致鈍化過程中鍍層被溶穿。不同鍍層厚度的中性鹽霧試驗(yàn)結(jié)果見表2。
3.1.2鍍鋅工藝和光亮劑
目前,堿性無氰鍍鋅和酸性鍍鋅是兩大主要鍍鋅工藝,在汽車制造業(yè)中以堿性無氰鍍鋅為主流。通常堿性無氰鍍鋅的耐蝕性明顯優(yōu)于酸性鍍鋅。這是因?yàn)椴煌腻冧\工藝會(huì)選用不同的光亮劑,這會(huì)影響到鍍鋅層的形成過程和內(nèi)在特性,從而影響鈍化膜的成膜質(zhì)量、結(jié)合力和耐蝕性;另外,同一種工藝采用不同光亮劑時(shí),由于鍍鋅層的結(jié)晶狀態(tài)、致密程度較好的有機(jī)夾雜物的比例不同,三價(jià)鉻鈍化膜的耐蝕性也會(huì)差別很大。堿性無氰鍍鋅和酸性鍍鋅的主要區(qū)別見表3。
3.1.3鍍鋅方式
在電鍍工藝、鈍化工藝和鍍鋅層厚度都相同時(shí),掛鍍鋅件的耐蝕性明顯優(yōu)于滾鍍鋅件的耐蝕性。這是因?yàn)?,滾鍍件只能在較低的電流密度下進(jìn)行電鍍(否則邊角鍍層容易燒焦),因此低電流區(qū)域的鍍層很??;另外,滾鍍鋅件在鈍化時(shí)容易發(fā)生碰撞和劃傷等,也是導(dǎo)致滾鍍鋅件耐蝕性差的主要原因之一。
3.1.4鈍化膜的外觀
對三價(jià)鉻鍍鋅鈍化膜的耐受性而言,彩色鈍化膜優(yōu)于黑色鈍化膜,黑色鈍化膜優(yōu)于藍(lán)白鈍化膜。其中彩色鈍化和藍(lán)白鈍化的工藝已較為成熟,黑色鈍化還不太穩(wěn)定,尚不能完全滿足實(shí)際生產(chǎn)的應(yīng)用要求。菲尼克Phoenix pas 600三價(jià)鉻黑鈍和菲尼克Phoenix pas 397三價(jià)鉻彩鈍的中性鹽霧試驗(yàn)結(jié)果見表4。
3.2生產(chǎn)現(xiàn)場管理方面的影響因素
3.2.1定期分析鈍化液的成分
在鈍化過程中鍍鋅層被溶解、被氧化,鈍化液中的Zn2+濃度會(huì)不斷上升,當(dāng)鈍化液中Zn2+濃度過多時(shí)會(huì)影響到鈍化工藝的正常進(jìn)行,會(huì)造成影響鈍化時(shí)間的控制,進(jìn)而最終影響到耐蝕性能。因此,必須定期檢測Zn2+質(zhì)量濃度和有害雜質(zhì)離子(如Fe2+、Cu2+)的質(zhì)量濃度,避免因鈍化液失調(diào)導(dǎo)致鈍化膜外觀色澤不良、發(fā)霧和耐蝕性大幅下降問題,同時(shí)可以延長鈍化液的使用壽命。
3.2.2烘干溫度
鈍化后新生成的三價(jià)鉻鈍化膜層質(zhì)軟、含水率高、膜層的強(qiáng)度很差,必須在較高溫度下烘干適當(dāng)時(shí)間(即“老化處理”)。一般地,烘干溫度為6080℃。如果烘干溫度過高或烘干時(shí)間過長,都會(huì)使鈍化膜脫水過度而龜裂,降低鈍化膜的耐中性鹽霧腐蝕性能;但烘干溫度也不宜太低,一旦老化不足耐蝕性也會(huì)下降。
3.2.3操作工藝規(guī)范
a.需用純凈水配制三價(jià)鉻鈍化液,因?yàn)樗|(zhì)直接影響鈍化膜性能。
b.滾鍍件鈍化時(shí),浸潰籃最好使用聚丙烯籃,不能用不銹鋼籃。由于鈍化膜很嬌嫩,滾鍍件應(yīng)旋轉(zhuǎn)干燥;掛鍍件應(yīng)先用氣槍冷風(fēng)吹干后再烘干,以免有流掛痕跡。
c.三價(jià)鉻鈍化操作應(yīng)由熟練操作技工進(jìn)行,并避免六價(jià)鉻鈍化的生產(chǎn)習(xí)慣,如經(jīng)鈍化的滾鍍鋅件倒入離心甩干機(jī)后立即猛然加速,掛鍍件干燥后未經(jīng)獨(dú)立包裝就疊壓和搬運(yùn)等。
d.定期維護(hù)鈍化槽設(shè)備,經(jīng)常打撈落入鈍化槽中的工件并清理內(nèi)部泥渣,以延長鈍化液的使用壽命。
3.2.4零件磕碰
三價(jià)鉻鈍化膜在烘干前、后均不允許出現(xiàn)碰傷和劃傷,所以在運(yùn)輸過程中要注意包裝質(zhì)量。
3.3鈍化工藝參數(shù)的影響
3.3.1鈍化劑的體積分?jǐn)?shù)
鈍化劑的體積分?jǐn)?shù)大多為10%20%。生產(chǎn)中要正確、適時(shí)地補(bǔ)充和調(diào)整鈍化劑,以保證鈍化膜的耐蝕性能。
3.3.2鈍化時(shí)間
三價(jià)鉻鈍化膜成膜速度慢,需要較長的浸潰時(shí)間,室溫下通常超過45s才能得到高防護(hù)性能的鈍化膜。鈍化時(shí)間一般為6090s。
3.3.3鈍化液的pH值
鈍化液pH值直接影響鈍化膜的耐蝕性能。為此,要定期檢測和調(diào)整pH值,保證pH值在最佳工藝范圍內(nèi)。pH值一般為2.02.4。
3.3.4鈍化溫度
鈍化溫度低,鈍化膜成膜速度緩慢,鈍化膜薄、耐蝕性差;鈍化溫度高,鈍化液中表面活性劑和光亮劑的分解加劇,使得成膜困難,鈍化膜結(jié)構(gòu)疏松、鈍化膜耐蝕性下降。一般鈍化溫度為2070℃,具體溫度因鈍化體系不同而不同。
3.4鈍化后封閉工藝的影響因素
3.4.1封閉劑的種類
封閉的作用是提高鈍化膜的耐蝕性能(抗白銹和抗紅銹時(shí)間),提高鈍化膜的耐溫性能和耐磨性能,提高產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。另外,還可以在封閉劑中添加潤滑減摩劑,來調(diào)整汽車緊固件鍍鋅鈍化后表面的摩擦系數(shù)。不同種類封閉劑的中性鹽霧試驗(yàn)結(jié)果見表5。
3.4.2不同的封閉工藝
三價(jià)鉻鈍化工藝有典型工藝和簡化工藝兩種工藝流程。簡化工藝將鈍化和封閉合并為一步完成,可以簡化鈍化工藝、提高生產(chǎn)效率;另外,簡化工藝形成的鈍化--封閉復(fù)合膜層可以同時(shí)滿足外觀效果、力學(xué)性能--摩擦系數(shù)、耐蝕性能三方面的要求。因此,與典型工藝相比,簡化工藝具有明顯的優(yōu)勢。
最新一代的封閉技術(shù)是在鈍化液中直接加入封孔劑。封孔劑采用直徑達(dá)納米級的微粒,可以對鈍化膜的裂紋和孔隙進(jìn)行填充,使膜層更加致密,大大提高膜層的耐蝕性能,能夠達(dá)到甚至超過傳統(tǒng)六價(jià)鉻鈍化工藝的耐蝕性。
來源:汽車防腐蝕老化
本文標(biāo)簽:電鍍工藝
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