不同鈍化對防腐性能禁用物質(zhì)的影響分析
但六價鉻毒性劇大，是強致癌物質(zhì)，嚴重污染環(huán)境。歐盟ELV、ROHS等指令以及國內(nèi)相關(guān)法規(guī)均對汽車、電子電器等產(chǎn)品中的六價鉻含量進行嚴格控制（豁免條例中規(guī)定的應(yīng)用除外），對于違反者處以巨額罰款，甚至禁止進入該市場，因此，各個汽車廠家和配套零部件廠家都先后開展了鍍層中六價鉻檢測和監(jiān)控。因此研究和開發(fā)無毒或低毒的物質(zhì)以替代鉻酸鹽鈍化工藝勢在必行。其中，三價鉻的毒性只有六價鉻的1%，三價鉻鈍化研究已取得了積極的進展，已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)。本文要點研究了六價鉻和三價鉻鈍化的原理、工藝、防腐性能以及六價鉻含量情況。
1.鈍化原理
1.1六價鉻鈍化原理
鉻酐（CrO3）在水中溶解成鉻酸H2Cr04，氧化性極強的鉻酸會與鋅發(fā)生反應(yīng)，使部分六價鉻還原三價鉻，而鋅被氧化成鋅離子。
水解反應(yīng)：Cr03+H20→H2Cr04→2H++Cr042-
鈍化反應(yīng)：溶液中Cr042-+8H++3e→Cr3++4H20
鍍鋅層：Zn→Zn2++2e
當鍍鋅板與鈍化液接觸時發(fā)生上述反應(yīng)，隨著反應(yīng)的不斷進行，反應(yīng)界面的H+不斷被消耗掉，pH值迅速上升，當pH值上升到成膜pH值范圍時，一些難溶的金屬鹽、氫氧化物開始析出，沉積于鍍鋅層表面，形成鈍化膜。鈍化反應(yīng)在形成了鈍化膜組成物Zn2+和Cr3+的同時，又創(chuàng)造了一個形成鈍化膜的適合的pH值范圍。
1.2三價鉻鈍化原理
三價鉻鈍化劑采用的三價鉻一般是可溶性的三價鉻鹽，如Cr2（S04）3、Cr（N03）3等，通過還原劑使六價鉻酸鹽還原成三價鉻酸鹽，常用的還原劑有硫酸、硝酸等中強酸，或甲醇、乙醇等有機醇類。
三價鉻鈍化劑由于缺少了氧化性較強的六價鉻，所以需要另外添加氧化劑，以使鍍鋅層發(fā)生鈍化反應(yīng)，使用氧化能力強的硝酸鹽與鋅反應(yīng)，反應(yīng)式為3Zn＋2N03-＋8H+→3Zn2+＋2N0↑＋4H20。
由于此反應(yīng)消耗掉了溶液中的H+，使鋅表面溶液的pH值上升，三價鉻直接與Zn2+、0H-離子生成不溶性的鋅鉻氧化物組成的隔離層，使鍍鋅層得到一定的保護作用。三價鉻鈍化反應(yīng)對鈍化液pH值的影響較大，為了在較寬的pH范圍內(nèi)穩(wěn)定Cr3+，控制反應(yīng)速度，在鈍化劑中還加入了三價鉻的絡(luò)合劑。有的三價鉻鈍化劑中還加入反應(yīng)促進劑和表面活性劑，可以在較高的濃度和溫度下操作，獲得較厚的鈍化膜，提高其耐蝕性能。