三價鉻彩色鈍化工藝在汽車車鎖零部件生產中的應用

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量影響因素，并提出了解決方案。

關鍵詞：汽車；車鎖；三價鉻；鈍化

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

被現代工業(yè)廣泛應用的六價鉻鈍化處理工藝具有高耐蝕性、品種多樣、物美價廉、工藝成熟、鈍化膜良好的自修復能力等優(yōu)點。但隨著科學技術的快速發(fā)展，人們的環(huán)保意識越來越強，逐漸認識到六價鉻對人體健康及環(huán)境的毒性危害。諸多資料顯示，六價鉻能夠誘發(fā)人體內產生基因突變，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)達國家已頒布了相關環(huán)保法令來嚴格限制六價鉻的應用，并在各行業(yè)中廣泛推廣三價鉻鈍化工藝。三價鉻毒性較低，僅為六價鉻的1%，利于環(huán)保控制，符合現代化工業(yè)發(fā)展需求。

近年來，隨著我國汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，對汽車零部件的性能、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鍵的輔助零部件，其現有的表面處理工藝主要包括鍍鋅、六價鉻彩鈍化、六價鉻黑鈍化、三價鉻銀白鈍化、三價鉻彩鈍化、金黃色鈍化及磷化等多種工藝。其中三價鉻彩色鈍化后零部件表面呈淺彩虹色，經封閉后呈現銀白色，表面美觀，并具有良好的耐蝕性能，經現行檢測標準驗證為陰性，環(huán)保達標。下面就汽車車鎖零部件三價鉻彩色鈍化工藝控制及影響表面鍍層質量的因素展開分析和討論。

1 鈍化膜形成的機理及其工藝流程

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

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

2 三價鉻鈍化工藝控制

2.1 活化劑與鉻酸酐的比值

當鈍化液的組成不當或老化時，鈍化液內的氯離子或硫酸根離子含量過高，鈍化時成膜速度過快，由于成膜時間較短，工藝上很難控制鈍化膜厚度。鈍化膜過薄，色彩不佳；鈍化膜過厚，鈍化層易脫落。在此過程中，三價鉻鈍化成膜速度對硫酸根含量極其敏感，通常硫酸根含量應控制在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。活化劑含量過高，成膜速度快，鈍化膜色澤暗淡甚至無彩色；活化劑含量過低，成膜速度慢，形成的鈍化膜不清亮，且表面易產生白霧。因此在調整鈍化液pH值時不宜采用鹽酸或硫酸，應選用硝酸。

調整時硝酸的含量也應嚴格控制。當硝酸含量過高時，鍍膜溶解速度過快，厚度變薄，易發(fā)生膜脫落；含量過低時，又會造成表面不光亮，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。鈍化液老化后應及時更換或再生，而不能加鉻酸繼續(xù)使用，避免鉻酸濃度升高，從而失去三價鉻鈍化的意義。

2.2 三價鉻鈍化工藝條件控制

pH值是三價鉻鈍化工藝關鍵影響因素之一，通常應控制在1～2。pH值過高，表面易發(fā)霧，色澤差；pH值過低，表面易發(fā)黑，膜易脫落。

溫度控制也是三價鉻鈍化好壞的必要條件，通常將溫度控制在15～30℃。若溫度過低，成膜所需時間長，雖然生成的鈍化膜具有較好的結合力，但膜層較薄，表面色淡；溫度過高，成膜時間短，膜層較厚，但質地疏松易脫落。

2.3 出光

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

2.4 鈍后處理

清洗：鈍化后應認真清洗，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，且最后要用流動水清洗。

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

3 鈍化層質量影響因素分析

3.1 鍍前處理

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

3.2 鍍液不穩(wěn)定

由于鍍液維護或工藝控制不當，使得鍍層產生結合力差、脆性大、疏松、氣孔、麻點等缺陷，從而導致鈍化膜附著力差，易脫落。另外，光亮劑控制不嚴格也會導致鈍化膜脫落。

3.3 操作不當

（1）鈍化操作時首先要嚴格控制鈍化時間，并根據零部件的大小在鈍化液中適當擺動。過程中若操作不當，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，導致邊緣膜厚、易脫落，中間膜薄、顏色淡。（2）鈍化時不能間斷，一旦中途間斷，二次鈍化后，鈍化膜易脫落。（3）電鍍時應嚴格控制電流大小。電流過大，則會使鍍層中摻雜的有機物過多，得到的鍍層雖然光亮，但形成的鈍化膜結合力較差，脆性增加。因此，電流控制要適中，鍍層亮度應合適。

4 結語

三價鉻鈍化工藝操作簡單，質量穩(wěn)定可靠。在汽車車鎖零部件生產工藝中應用時，只要加強各工藝參數的控制，便可得到優(yōu)質的鈍化膜性能和外觀，定能滿足廣大客戶的需求。

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