三價(jià)鉻彩色鈍化工藝在汽車車鎖零部件生產(chǎn)中的應(yīng)用

苑桂娜 閆椿力 郭昊良

摘 要：文中介紹了汽車車鎖零部件采用三價(jià)鉻彩色鈍化的主要工藝流程及工藝控制方法，分析了鈍化層常見的質(zhì)量影響因素，并提出了解決方案。

關(guān)鍵詞：汽車；車鎖；三價(jià)鉻；鈍化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.028

被現(xiàn)代工業(yè)廣泛應(yīng)用的六價(jià)鉻鈍化處理工藝具有高耐蝕性、品種多樣、物美價(jià)廉、工藝成熟、鈍化膜良好的自修復(fù)能力等優(yōu)點(diǎn)。但隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們的環(huán)保意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，逐漸認(rèn)識(shí)到六價(jià)鉻對(duì)人體健康及環(huán)境的毒性危害。諸多資料顯示，六價(jià)鉻能夠誘發(fā)人體內(nèi)產(chǎn)生基因突變，從而使人群的癌癥、畸形等發(fā)病率顯著增加。歐洲很多發(fā)達(dá)國(guó)家已頒布了相關(guān)環(huán)保法令來(lái)嚴(yán)格限制六價(jià)鉻的應(yīng)用，并在各行業(yè)中廣泛推廣三價(jià)鉻鈍化工藝。三價(jià)鉻毒性較低，僅為六價(jià)鉻的1%，利于環(huán)?？刂?，符合現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展需求。

近年來(lái)，隨著我國(guó)汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)汽車零部件的性能、使用壽命、美觀、環(huán)保等方面提出了更高的要求。汽車車鎖作為汽車關(guān)鍵的輔助零部件，其現(xiàn)有的表面處理工藝主要包括鍍鋅、六價(jià)鉻彩鈍化、六價(jià)鉻黑鈍化、三價(jià)鉻銀白鈍化、三價(jià)鉻彩鈍化、金黃色鈍化及磷化等多種工藝。其中三價(jià)鉻彩色鈍化后零部件表面呈淺彩虹色，經(jīng)封閉后呈現(xiàn)銀白色，表面美觀，并具有良好的耐蝕性能，經(jīng)現(xiàn)行檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證為陰性，環(huán)保達(dá)標(biāo)。下面就汽車車鎖零部件三價(jià)鉻彩色鈍化工藝控制及影響表面鍍層質(zhì)量的因素展開分析和討論。

1 鈍化膜形成的機(jī)理及其工藝流程

三價(jià)鉻鈍化膜形成的機(jī)理如下：三價(jià)鉻鈍化液主要由三價(jià)鉻、配位劑、成膜促進(jìn)劑、添加劑及氧化劑等組成。汽車車鎖零部件材質(zhì)為優(yōu)質(zhì)碳素鋼，零部件經(jīng)鍍鋅后浸入三價(jià)鉻鈍化液后，其表面的鋅部分溶解產(chǎn)生鋅離子，使得表面pH值升高，鋅離子與氫氧根及三價(jià)鉻產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而在零部件表面形成不溶性鈍化膜。

三價(jià)鉻鈍化工藝流程為：堿性鋅酸鹽鍍鋅→熱水洗→兩次冷水洗→出光→冷水洗→三價(jià)鉻彩鈍化→兩次冷水洗→封孔→吹干→烘干→下線。

2 三價(jià)鉻鈍化工藝控制

2.1 活化劑與鉻酸酐的比值

當(dāng)鈍化液的組成不當(dāng)或老化時(shí)，鈍化液內(nèi)的氯離子或硫酸根離子含量過(guò)高，鈍化時(shí)成膜速度過(guò)快，由于成膜時(shí)間較短，工藝上很難控制鈍化膜厚度。鈍化膜過(guò)薄，色彩不佳；鈍化膜過(guò)厚，鈍化層易脫落。在此過(guò)程中，三價(jià)鉻鈍化成膜速度對(duì)硫酸根含量極其敏感，通常硫酸根含量應(yīng)控制在0.8g/L以下，SO42-/CrO3值控制在1.0～4.0間，Cl-/CrO3值控制在1.5～1.0間?；罨瘎┖窟^(guò)高，成膜速度快，鈍化膜色澤暗淡甚至無(wú)彩色；活化劑含量過(guò)低，成膜速度慢，形成的鈍化膜不清亮，且表面易產(chǎn)生白霧。因此在調(diào)整鈍化液pH值時(shí)不宜采用鹽酸或硫酸，應(yīng)選用硝酸。

調(diào)整時(shí)硝酸的含量也應(yīng)嚴(yán)格控制。當(dāng)硝酸含量過(guò)高時(shí)，鍍膜溶解速度過(guò)快，厚度變薄，易發(fā)生膜脫落；含量過(guò)低時(shí)，又會(huì)造成表面不光亮，色澤較差。

此外，隨著鈍化液中鋅含量的不斷增加，鈍化液逐漸老化，生成的鈍化膜表面易發(fā)霧甚至脫落。鈍化液老化后應(yīng)及時(shí)更換或再生，而不能加鉻酸繼續(xù)使用，避免鉻酸濃度升高，從而失去三價(jià)鉻鈍化的意義。

2.2 三價(jià)鉻鈍化工藝條件控制

pH值是三價(jià)鉻鈍化工藝關(guān)鍵影響因素之一，通常應(yīng)控制在1～2。pH值過(guò)高，表面易發(fā)霧，色澤差；pH值過(guò)低，表面易發(fā)黑，膜易脫落。

溫度控制也是三價(jià)鉻鈍化好壞的必要條件，通常將溫度控制在15～30℃。若溫度過(guò)低，成膜所需時(shí)間長(zhǎng)，雖然生成的鈍化膜具有較好的結(jié)合力，但膜層較薄，表面色淡；溫度過(guò)高，成膜時(shí)間短，膜層較厚，但質(zhì)地疏松易脫落。

2.3 出光

低鉻鈍化，酸度很低，對(duì)鍍層幾乎沒有拋光作用。因此，鈍化前一定要進(jìn)行拋光，既可避免鈍化液pH值升高，更主要的是對(duì)鍍鋅層起到化學(xué)拋光作用，獲得光澤均一的鍍層，保證了鈍化膜的結(jié)合力和外觀質(zhì)量。

2.4 鈍后處理

清洗：鈍化后應(yīng)認(rèn)真清洗，否則，零件表面殘留的酸易造成鈍化膜脫落。所以要用幾道水徹底清洗，且最后要用流動(dòng)水清洗。

烘干（老化）：烘干溫度應(yīng)不大于65℃為宜，以提高鈍化膜的硬度及結(jié)合力。否則，鈍化膜失水過(guò)多，偏紅，甚至偏黃，膜易脫落，易開裂，抗蝕能力下降，且烘干溫度應(yīng)基本保持一致。

3 鈍化層質(zhì)量影響因素分析

3.1 鍍前處理

零部件表面的氧化層、油污等將會(huì)直接造成鈍化膜脫落，因此鍍前處理時(shí)須將污染物清除徹底。

3.2 鍍液不穩(wěn)定

由于鍍液維護(hù)或工藝控制不當(dāng)，使得鍍層產(chǎn)生結(jié)合力差、脆性大、疏松、氣孔、麻點(diǎn)等缺陷，從而導(dǎo)致鈍化膜附著力差，易脫落。另外，光亮劑控制不嚴(yán)格也會(huì)導(dǎo)致鈍化膜脫落。

3.3 操作不當(dāng)

（1）鈍化操作時(shí)首先要嚴(yán)格控制鈍化時(shí)間，并根據(jù)零部件的大小在鈍化液中適當(dāng)擺動(dòng)。過(guò)程中若操作不當(dāng)，將造成零部件邊緣與中間部位鈍化膜厚度不一、顏色差異較大，導(dǎo)致邊緣膜厚、易脫落，中間膜薄、顏色淡。（2）鈍化時(shí)不能間斷，一旦中途間斷，二次鈍化后，鈍化膜易脫落。（3）電鍍時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制電流大小。電流過(guò)大，則會(huì)使鍍層中摻雜的有機(jī)物過(guò)多，得到的鍍層雖然光亮，但形成的鈍化膜結(jié)合力較差，脆性增加。因此，電流控制要適中，鍍層亮度應(yīng)合適。

4 結(jié)語(yǔ)

三價(jià)鉻鈍化工藝操作簡(jiǎn)單，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。在汽車車鎖零部件生產(chǎn)工藝中應(yīng)用時(shí)，只要加強(qiáng)各工藝參數(shù)的控制，便可得到優(yōu)質(zhì)的鈍化膜性能和外觀，定能滿足廣大客戶的需求。

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