三价铬钝化剂的钝化原理与含量测定方法

小美表面处理

2022-12-07 11:35

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三价铬钝化是我们现在比较常见的金属表面钝化处理方式，特别是铝以及铝合金用得比较多而且越来越常见，由于六价铬已经越来越被禁止使用，我们就来学习了解一下三价铬钝化液的钝化原理与测定方法。

一、什么是金属钝化：

金属表面钝化就是一种使金属表面转化为不易被氧化的状态，从而延缓金属的腐蚀速度，在特殊条件下通过阳极过程受阻碍大大降低化学活性，产生的一种耐蚀状态现象，称之为“钝化”。
二、什么是氧化：
上面提到了氧化，可能很多人不理解，举个例子：就像铁会生锈，原本平滑坚固的铁，在空气中长时间与氧发生反应，使氧化形成生锈的铁，氧化会破坏物体原本的结构而变质，氧化的反应，有很缓慢的，如人类的老化现象。那么通过钝化处理后，可延缓金属被氧化的速度，就像人吃保健品一样，可以延缓衰
三、什么是三价铬：
三价铬是指铬在+3状态下的化合状态，其危害性次于六价铬，毒性是六价铬的百分之一，就目前而言，属于环保系列。三价铬钝化剂的主要成份由三价铬盐、硝酸盐、柠檬酸盐、催化剂配制而成，钝化处理后可在金属表面生成一层氧化保护膜。三价铬含量对镀铬层的质量至关重要，测定和控制三价铬的含量，不仅能了解镀液的性能、溶液的导电性、阳极的状况等情况，还能保证镀铬的正常进行。

三价铬离子浓度的测定方法：
1)用移液管吸取槽液10ml放入250ml锥形瓶内, 加水80~100ml。
2)加混酸溶液(硫酸:磷酸:水=5:1:4)10ml和1%硝酸银10ml, 最后加入2g过硫酸铵。
3)将锥形瓶放置于电炉上加热沸腾2~3分钟, 冷却至常温, 加入苯基代邻氨基苯甲酸指示剂6-8滴。
4)用0.1mol/L标准硫酸亚铁铵滴定至溶液从紫色变为亮绿色为终点,记录耗用的毫升数V。
计算:
三价铬浓度(g/L)= C×V×0.0173×1000÷10
C------硫酸亚铁铵标准溶液的摩尔浓度 V------耗用硫酸亚铁铵标准溶液的毫升数
四、三价铬钝化原理：
1)水溶液中Cr3+通常都以[Cr(H2O)6]3+存在，水的络合能力很弱，在发生钝化反应时，体系不稳定，因此需要一些相对较强的络合剂。这与电镀添加剂的本质基本相同。
2)金属锌在氧化剂硝酸的作用下溶解为锌离子。
3)由于H+的消耗，使金属的表面pH升高。
4)随着pH升高，络合离子稳定降低，解离出的氢氧根离子进攻络合离子，使铬离子及溶液中的锌离子形成Cr(OH)3和Zn(OH)2 ，沉淀在锌表面上形成钝化膜;同时，作为络合剂的C2O42-也被解离出来与Co2+形成不溶性的C2O4Co沉淀在钝化膜表面。C2O4Co是非晶态的固体，其能极大的提高钝化膜的抗蚀性能。
5)这样反复进行，直到钝化膜生长起来。
工艺流程：脱脂(除油)--水洗--水洗--钝化(三价铬)--水洗--水洗--烘干或晾干

关键词：三价铬、钝化

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