熱鍍鋅產(chǎn)品三價(jià)鉻鈍化技術(shù)的研究

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1、熱鍍鋅產(chǎn)品三價(jià)鉻鈍化技術(shù)的研究王單（邯鋼冷軋廠，河北邯鄲056015）摘要：簡(jiǎn)述了熱鍍鋅板無(wú)鉻鈍化的各種類(lèi)型以及三價(jià)鉻鈍化的特點(diǎn)與機(jī)理。研究在連續(xù)熱浸鍍鋅鈍化液中以Cr(Ⅲ)替代Cr(Ⅵ),鈍化液通過(guò)輥涂和烘干處理工藝得到鈍化膜的原理。關(guān)鍵詞：三價(jià)鉻，鈍化，熱鍍鋅ResearchonCr(III)PassivationofHot-dipGalvanizationWANGShan(ColdRollingofHANDANIronandSteelCompany,HandanHebei056015)Abstract:Differe

2、ntkindofCr-freepassivation,thecharactersandmechanismofCr(III)passivationwasbrieflyintroduced.Cr(Ⅲ)wasusedasCr(Ⅵ)replacesforcontinuousgalvanizingsteelsheets.Keywords:Cr(III),Passivation,Hot-dipGalvanization1前言鍍鋅是目前國(guó)內(nèi)外鋼鐵表面防護(hù)的重要手段之一,鍍鋅鋼板因其具有良好的防腐蝕性能廣泛用于汽車(chē)制造、家電、建筑和航空等

3、領(lǐng)域。但是鍍鋅層在空氣中或者潮濕環(huán)境中容易腐蝕,產(chǎn)生白色腐蝕產(chǎn)物,影響外觀,同時(shí)耐腐蝕能力降低。為了減慢鍍鋅層的腐蝕速率,延長(zhǎng)其使用壽命,鍍鋅層需采取表面鈍化處理,以提高其耐腐蝕性能。鉻酸鹽鈍化因其工藝簡(jiǎn)單,成本低廉,鈍化效果良好,被普遍應(yīng)用于金屬鈍化處理,然而Cr6+是劇毒物質(zhì),具有致癌性,嚴(yán)重危害人體和環(huán)境。目前世界各國(guó)已經(jīng)開(kāi)始采取措施嚴(yán)格限制Cr6+的使用,開(kāi)發(fā)新型無(wú)鉻、環(huán)保的金屬表面鈍化工藝已經(jīng)受到廣泛重視。多年來(lái)，對(duì)無(wú)毒或低毒的無(wú)機(jī)物或有機(jī)物緩蝕劑作為鈍化劑進(jìn)行了大量的研究，如鉬酸鹽、鎢酸鹽、稀土鹽、植酸、丙烯酸

4、樹(shù)脂、硅烷等。但由于這類(lèi)無(wú)機(jī)物緩蝕劑形成的膜較薄，使用的劑量大，成本較高，抗蝕效果不令人滿意，所以三價(jià)鉻化合物由于其毒性低,有著許多類(lèi)似于六價(jià)鉻的特性,且是人體必需的微量元素,因此受到廣泛關(guān)注。國(guó)內(nèi)外研究表明,三價(jià)鉻獲得的鈍化膜耐蝕性已與鉻酸鹽獲得的相當(dāng)。2無(wú)鉻鈍化的種類(lèi)目前無(wú)鉻鈍化主要有三個(gè)發(fā)展方向：無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)物、有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合。每一種無(wú)鉻鈍化都有自己的特點(diǎn)，但每一種也都存在一定的問(wèn)題。2.1無(wú)機(jī)鹽型無(wú)機(jī)鹽型通常分為：磷酸鹽、鉬酸鹽、硅酸鹽、鎢酸鹽、鋯鹽、鈦鹽、鈷鹽和稀土鹽。無(wú)機(jī)鹽型無(wú)鉻鈍化具有反應(yīng)迅速，設(shè)備要求低，消

5、耗量低等特點(diǎn)，但是同時(shí)也具有耐腐蝕性能較差，表觀容易不均勻，功能較為單一等缺點(diǎn)，而且部分金屬鹽的價(jià)格非常昂貴，在經(jīng)濟(jì)上不具備工業(yè)應(yīng)用的能力。2.2有機(jī)物型有機(jī)物型分為：植酸，羥乙叉基二膦酸、單寧酸、二氨基三氮雜茂(BAT4)及其衍生物、苯駢三氮唑(BTA)、季銨鹽等。有機(jī)鈍化的優(yōu)點(diǎn)在于容易得到較好的表面狀態(tài)，在厚膜的情況下可以得到很好的耐腐蝕性，但存在著消耗量較大，要求烘干溫度較高，成本較高等缺點(diǎn)，在膜重較高的情況下表面電阻很大，無(wú)法應(yīng)用于導(dǎo)電性要求較高的場(chǎng)合。2.3有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合型有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合型主要有：水溶性丙烯酸樹(shù)脂

6、+鉬酸鹽、硅烷+稀土鹽、BTA+鎢酸鹽等。通過(guò)有機(jī)和無(wú)機(jī)復(fù)合使用的方式，可以避免有機(jī)物鈍化和無(wú)機(jī)物鈍化的一些缺點(diǎn)，真正得到具有實(shí)用意義上的鈍化劑。通過(guò)這一種體系得到的轉(zhuǎn)化膜一般具有很好的綜合性能，在耐腐蝕性、涂裝性、耐指紋性、導(dǎo)電性等方面具有一般鈍化所達(dá)不到的水平，可以替代耐指紋產(chǎn)品使用，但由于體系中使用了價(jià)格昂貴的樹(shù)脂和金屬鹽，要求的膜重仍然很高，還是存在成本較高的問(wèn)題。2.4三價(jià)鉻鈍化六價(jià)鉻被公認(rèn)為致癌的有害物質(zhì)，但鉻的不同價(jià)態(tài)對(duì)生物體有著截然不同的影響，微量的鉻是人體必需的，三價(jià)鉻是蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)，為動(dòng)物代謝的必要元素

7、，含三價(jià)鉻的鈍化液和三價(jià)鉻鈍化板可以完全滿足Rohs指令的要求。三價(jià)鉻鈍化是從六價(jià)鉻鈍化自然發(fā)展而來(lái)，在應(yīng)用性和產(chǎn)品性能上基本沿用了六價(jià)鉻鈍化的特點(diǎn)，具備很好的適應(yīng)性，工藝成熟，成本相對(duì)低廉。早期三價(jià)鉻鈍化耐腐蝕性能相對(duì)較差，外觀質(zhì)量不好，因而未得到工業(yè)化應(yīng)用。近期，三價(jià)鉻鈍化產(chǎn)品引入了有機(jī)鈍化的特點(diǎn)，在三價(jià)鉻鈍化中加入了有機(jī)助劑，大大增強(qiáng)了三價(jià)鉻鈍化膜的耐腐蝕性、耐劃擦性和表面狀態(tài)，完全達(dá)到了六價(jià)鉻鈍化的水平。三價(jià)鉻鈍化膜的基本特征與六價(jià)鉻鈍化膜相同的特征決定了三價(jià)鉻產(chǎn)品具有消耗量低，成本低，設(shè)備要求低以及耐腐蝕性能較好

8、的特點(diǎn)。從常規(guī)的六價(jià)鉻鈍化工藝轉(zhuǎn)化為三價(jià)鉻工藝非常方便。同時(shí)，對(duì)于某些生產(chǎn)線，烘干溫度較低，采用噴淋鈍化工藝，三價(jià)鉻鈍化更具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。在歐美，三價(jià)鉻鈍化得到了廣泛的重視。3熱鍍鋅板產(chǎn)生白銹的機(jī)理和鈍化原理3.1白銹的產(chǎn)生白銹的產(chǎn)生主要來(lái)自于鍍鋅板表面的氧濃差腐蝕電池。在正常情況下，鋅和氧氣以及二氧化