各种化学物质在金属钝化中的应用

由于重铬酸钾具有强氧化性,在表面处理中重铬酸钾曾被大量用于铝及铝合金的弱碱性化学氧化。这种化学氧化膜质层多用于非重要件的防护处理,或用于涂装的底层处理以提高涂层和基体金属的结合力。但弱碱性化学氧化需要在较高的温度下进,同时六价铬毒性较大,现已较少采用。

用于银的浸亮以及锌、银、铅锡合金、铜和铜合金、不锈钢的化学钝化或电解钝化等溶液中。

钝化铬层硬度高(HV800~110kg/mm2)、耐磨性好、反光能力强、有较好的耐热性。铬的电位虽然很负,但它有很强的钝化性能,在大气中很快钝化,显示出贵金属的性质,所以钢铁零件钝化铬层是阴极钝化层。铬层在大气中很稳定,能长期保持其光泽,在碱、硝酸、硫化物、碳酸盐以及有机酸等腐蚀介质中非常稳定,但可溶于氢卤酸和热的浓硫酸中。由于钝化铬层的性能优良,广泛用于防护—装饰性钝化层体系的外表层和功能钝化层。

不锈钢环保钝化液

不锈钢环保钝化液

铬盐在表面处理中主要用于电钝化铬、铬酸阳极氧化、铝及合金的化学氧化、其他金属的化学钝化、钝化锌后的钝化处理等,其三价铬盐也可用于化学钝化铬。

用于酸性硫酸盐钝化锡:硫酸亚锡是酸性硫酸锡盐的主盐,在允许的浓度范围内,采用上限可提高阴极电流密度,加快沉积速度,但浓度过高分散能力下降,钝化层色泽偏暗,结晶粗糙,光亮区缩小,采用滚钝化可用较低浓度,低浓度吊钝化可用于复杂工件,但浓度过低,生产效率降低,钝化层容易烧焦。

硫酸亚锡也用于含锡合金电钝化的锡盐添加,在化学钝化锡中,硫酸亚锡也是常用的锡离子提供源。在铝及合金的电解着色中,硫酸亚锡也常被采用。

用于钝化锡、钝化铜锡合金、钝化银锡合金、钝化锡镍合金、钝化锡锌锑合金等电解液中,也用于非金属电钝化前的敏化处理,活化胶体钯的配制,溶剂活化钯的配制。用于化学钝化锡及合金、浸锡、浸锡合金等。

在碱性电钝化锡中作为钝化锡的主盐,提供被电沉积的金属离子,其浓度范围较宽。提高锡盐浓度,有利于提高电流密度和电沉积速度,但分散能力略降低。反之亦然。钠盐钝化液锡含量以35~40g/L为宜(相当于锡酸钠85~100g/L)。钾盐的溶解度较大,可采用高浓度、大电流密度,实现快速电钝化,但钾盐成本比钠盐为高。在非金属化学钝化中用于配制活化胶体钯。

钝化锡层的特点和性能

化学稳定性高,在大气中耐氧化不易变色。与硫化物不起反应,与硫酸、盐酸、硝酸的稀溶液几乎无反应,即使在浓硫酸和浓盐酸中也要在加热条件下才缓慢反应。

在电化学中锡的标准电位比铁正,对钢铁来说是阴极性钝化层,只有在钝化层无孔隙时才能有效地保护基体。但在密闭条件下,在有机酸介质中,锡的电位比铁负,具有电化学保护作用,溶解的锡对人体无害,故常用作食品容器的保护层。

锡导电性能好,易钎焊。在强电部门以锡代替银作导电钝化层;在弱电部门的电子元件的引线、印制电路板的可焊钝化层。铜导线上钝化锡除提供可焊性外,还有隔离绝缘材料中硫的作用。轴承金属钝化锡可起密合和减磨作用。汽车工业上活塞环钝化锡和汽缸壁钝化锡可防止滞死和拉伤。

锡从一13℃起结晶开始发生变异,到一30℃将完全转变为一种非晶型的同素异构体(a-锡或灰锡),俗称“锡瘟”,此时已失去金属锡的性质。但锡与少量锑或铋(0.2%~0.3%)共沉积时可有效地抑制这种变异。

锡同锌、镉钝化层一样,在高温、潮湿和密闭条件下能长成“晶须”,称为“长毛”,这是钝化层存在内应力所致。小型化的电子元件需防止晶须造成短路事故。电钝化后用加热法除内应力或电钝化时与1%的铅共沉积可避免这一特征。

钝化锡后在232℃以上的热油中重熔处理,可获得有光泽的花纹钝化层,可作日用品的装饰钝化层。