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传统的钝化液中Cr6+的成份,含有剧毒,无论对于自然环境还是人体都是十分危险的,因此有必要对传统的钝化液进行改进。目前环保型的三价铬钝化液的开发是一个研究重点,虽然国内外的研究对于这个领域有所涉及,但是进行过系统研究的并不多见。本研究致力于三价铬钝化液配方的改良以及钝化工艺的优化。
在以往的三价铬钝化液中,Cr3+的成分主要来自于Cr6+的还原,因此需要在钝化液成分中添加还原剂来还原Cr6+,这会导致在钝化过程中样品中出现剩余的Cr6+未还原,因此得到的样品就不具有环保的性能。本研究在主盐的选择上有效地杜绝了的成分,通过调节主盐与各个基本组成成分之间的关系,获得了三价铬钝化液的基本配方:Cr(NO3)3 0.15 mol/L,NaNO3 0.4 mol/L,HBO3 0.12 mol/L,另外,选取络合剂:C2H2O4 0.2 mol/L,金属离子:NiSO4 0.04mol/L,最佳的工艺条件为:钝化液温度35℃,钝化液pH值1.4,钝化液作用时间40s。
在三价铬钝化液中加入草酸、柠檬酸和EDTA作为络合剂,能有效改善络合质量,提高膜层耐腐蚀性能,而加入的含有柠檬酸0.3mol/L,草酸0.1 mol/L,EDTA 0.4 mol/IL 的复合络合剂,更能够有效地提高膜层质量,最佳工艺条件为:钝化液温度40℃,钝化液pH值1.6,钝化液作用时间35s。
在三价铬钝化液中,添加Ce3+有利于提高钝化膜的耐蚀性。当钝化液成分中,CeCl3的用量为0.06 mol/L或者Ce(N03)3的用量为0.07mol/L时,钝化液所产生的膜层质量达到最佳。而添加复合铈盐时,三价铬钝化液的组成为:Cr(NO3)3 0.15 mol/L,NaNO3 0.2 mol/L,HBO30.08 mol/L,H3PO4 11.2ml/L,NiSO4 0.04 mol/L,复合络合剂:柠檬酸0.3 mol/L,草酸0.1 mol/L,EDTA 0.4 mol/L,CeCl3 0.04 mol/L,Ce(No3)30.05 mol/L。在此配方下,经过优化后的工艺条件为钝化液温度为25℃,钝化液的pH值为2.6,钝化液作用时间35s。