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锌铬膜——取代电镀的表面处理新技术

2015-04-10 09:32 来源: 中国电镀网

吴秀珍

[摘要]介绍了辞铬膜技术的特点。锌铬膜涂层具有较好的抗腐蚀性,无氢脆,耐高温,整套工艺采用全过程闲路循环涂覆方式,具有全过程无污染排放特性,可代替电镀锌,电镀铬等传统工艺。

[关键词]锌铬膜;电镀技术;闭路循环涂覆

1关于电镀技术

电镀是指在含有欲镀金属的盐类溶液中。以被镀基体金属为阳极,通过电解作用,使镀液中欲镀金属的阳离子在基体表面沉积出来,形成镀层的一种表面加工方法。电镀工艺存在的两个最主要的问题是氢脆和对环境的严重危害。

关于电镀过程中氢侵入基体的方式存在两种观点。一种认为氧主要是电镀前期进入基体,第二种观点则认为在电沉积过程中氢先包容在镀层的氢陷阱中,随后再逐渐扩散进入基体。氢存在于金属基体中会引起应力,应力腐蚀往往会造成灾难性重大事故,危及人身财产安全。

在电镀的整个工艺过程中,产生的废气、废水、废渣对环境影响很大。据估计,每年电镀排出的被金属污染的废水约6亿吨,废渣5万吨,酸雾5000万m3。其中尤以电镀废液与废水对环境的影响为甚。

随着人们环保意识的不断增强,对传统电镀严重污染的问题日益重视是可想而知的。人们希望有一种能更节省资源,防腐性能又比镀锌层优异,对环境又不污染的新型涂层。

2关于锌铬膜

锌铬膜又称达克罗(英文名Dacromet),是一种鳞片状锌铝铬盐防护涂层引,是金属防腐的新工艺,是当今国际上表面处理的高新技术。由于它的整套工艺采用全过程闭路循环涂覆的方式,因此具有生产过程中将产生的污染物完全控制的特点,所以锌铬膜被公认为环保产品、绿色产品。

2.1防腐机理

锌铬膜是一种集屏蔽、钝化和电化学保护作用于一体的一种有立体保护作用的膜见图l:

1)屏蔽作用:处在金属颗粒之间及暴露在金属外部的是一种包括铬的氧化物和锌及铝的氧化物的复杂化合物,这种氧化物在中性腐蚀介质中有很好的稳定性,能起一种隔离的屏蔽作用。

2)钝化作用:通常的钝化仅仅是在待处理的表面形成极薄的钝化膜,而在达克罗处理液中,锌粉、铝粉与铬酸发生钝化反应,经涂覆、烘烤后,锌粉、铝粉及非晶体铬酸联合物的层层迭加,形成了多层钝化膜,这种钝化是对整个涂层中的锌、铝及基体金属的全面钝化。

3)阴极保护作用:锌、铝的电极电位远小于铁的电极电位。当涂层受到局部破损或有腐蚀介质浸入时,锌铝作为腐蚀微电池阳极失去电子而被腐蚀,基体金属作为阴极得到完全保护。

 

2.2锌铬膜性能特点

1)涂层薄:锌铬膜涂层的厚度通常为lO一14微米。

2)无氢脆:涂敷过程不采用酸洗,避免了氢脆的产生。

3)耐热性好,可使用到300℃。

4)不污染环境,工件的清洁度高,是一种绿色环保工艺。

5)优良的防腐蚀性能,其耐腐蚀性通常是传统电镀的7—1O倍。

6)可进行复合涂层。

7)极好的渗透性和深镀能力。

2.3锌铬膜处理工艺

锌铬膜涂层处理的工艺一般为筐笼式和悬挂式两种。涂敷分为浸泡和喷淋两种,通常情况下要经过两次涂敷和两次焙烧处理。

工艺过程如下:

1)前处理,一般除油用抛丸,喷砂。

2)第一次涂敷,将工件浸泡在涂液中,然后进行离心甩动,去处多余的液滴。

3)第一次焙烧,在70—80%之间预热15分钟,随炉加热到300℃后保温半小时。

4)第二次涂敷(和第一次涂敷工艺相同)。

5)第二次焙烧(和第一次焙烧工艺相同)。

3展望

锌铬膜技术由于其优异的膜层性能和环境友好性,正受到国内外金属表面处理业的普遍重视,尽管与传统的电镀相比其涂敷加工成本目前还比较高,但它的巨大发展前景是可以预测的。目前,锌铬膜技术正在不断的取代电镀技术,因此,在最近若干年内,锌铬膜在我国将有相当大的发展空间。


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