1 前言

基于含鉻處理劑對環(huán)境的影響，世界范圍內(nèi)都在積極開發(fā)有效的替代技術(shù),用于鋁及鋁合金腐蝕保護(hù)從而代替鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜。NCR無鉻皮膜劑適用于各種鋁及鋁合金。提供良好的防腐能力。節(jié)能環(huán)保。無鉻鈍化產(chǎn)品NCR皮膜劑，以鈦鋯酸鹽為主鹽加上活化劑、加速劑等物質(zhì)生成淡蘭色的鈍化膜，能為鋁及鋁合金提供良好的表面保護(hù)層，且經(jīng)過嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)證明與傳統(tǒng)的鉻酸鹽鈍化處理相比，在性能上已能與之不相上下。該產(chǎn)品已在部分廠家使用，反饋良好。本文主要介紹NCR的制備技術(shù)，以及與鉻酸鹽處理的性能比較。

2 無鉻轉(zhuǎn)化膜

2.1成膜機(jī)理

目前的無鉻鈍化主要包括無機(jī)物鈍化（如鈦、鋯、鉬、錳等），有機(jī)物鈍化（如硅烷類）和有機(jī)金屬化合物鈍化等。NCR選擇目前比較研究與應(yīng)用比較成熟的鈦鋯鹽類作為主鹽，并在此基礎(chǔ)上引入了納米技術(shù)，大大提高了其性能。

2.2 NCR轉(zhuǎn)化膜

專用于鋁及其合金之無鉻(鈦、鋯鹽)轉(zhuǎn)化膜劑，其化成皮膜顏色為無色或淡藍(lán)色，提供鋁材優(yōu)越的耐蝕保護(hù)及有機(jī)涂裝層良好的附著力。NSS試驗(yàn)超過3000小時,CASS試驗(yàn)超過120小時;膜重約30～180mg/M²。

2.2.1 NCR基本成分

鈦酸鹽：1-5 g/l  鋯酸鹽：1-5 g/l 

納米材料：5-15 g/l 緩沖劑：1-2 g/l

氟化物：0-2 g/l   羧基酸：1-3 g/l

2.2.2各成份的作用

鈦酸鹽與鋯酸鹽：主鹽，鈍化膜的主要成分，參與成膜。

納米材料：參與成膜， 鈍化膜的主要成分，提高鈍化膜與有機(jī)涂層的附著力。

緩沖劑：提高膜的耐腐蝕，緩沖PH。

羧基酸：參與成膜，提高 耐蝕

氟化物：提加速反應(yīng)速度，并促進(jìn)鈦鹽、鋯鹽與鋁的反應(yīng)，提高耐腐蝕。

2.2.3成膜機(jī)理

鋁及鋁合金跟NCR中的鈦鹽和鋯鹽反應(yīng)生成【2ALOF·3ZrOF2】和【2ALOF·3TiOF2】,為鈍化膜的主要成分。

反應(yīng)歷程為：

1:2Al+4H₂O（低PH）→2AlO(OH)+3H₂↑(干燥后)→【Al₂O₃】+H₂O

2: 2Al+6H⁺+3ZrF^2-₆+5H₂O→【2ALOF·3ZrOF2】+10HF+3H₂↑

3: 2Al+6H⁺+3TiF^2-₆+5H₂O→【2ALOF·3TiOF2】+10HF+3H₂↑

另外，納米材料和羧基酸跟金屬表面也會反應(yīng)生成一層膜，提高耐腐蝕和跟有機(jī)涂層的結(jié)合力。

3 結(jié)果與討論

3.1  NCR處理工藝

酸脫脂→水洗×2→純水洗→轉(zhuǎn)化處理→純水洗→滴干→烘干。

3.1.1  NCR槽液有關(guān)參數(shù)

溫度： 常溫

時間： 1.5～2min

PH值： 3.5～4.5

.1.2 工藝的影響因素

水洗：一般采用兩道水洗，并且采用溢流水洗，為確保工件表面沖洗干凈，

純水洗：普通水洗后最好增加純水洗工序，確保工件表面沖洗干凈。純水的電導(dǎo)率請保持在50μs/cm以下。

硫酸根的影響：少量SO₄^2-（＜1.2g/l）可以加快處理速度，過多則出現(xiàn)點(diǎn)蝕或影響NCR成膜。

當(dāng)硝酸根的影響：當(dāng)NO₃-≥0.05g/l時，就會影響NCR成膜。

氯根的影響： 少量Cl^-（＜0.3g/l）可以加快鉻化處理速度，過多則出現(xiàn)點(diǎn)蝕或不出現(xiàn)處理膜。

鋁離子的影響：NCR槽中含有絡(luò)合劑及氟相對較少，鋁離子在槽中的存在量不會很大，試驗(yàn)證明在鋁離子達(dá)到0.3g/l就會采用沉淀。

3.2 結(jié)果對比

3.2.1 轉(zhuǎn)化膜性能對比

有關(guān)轉(zhuǎn)化膜的性能見表一

表一

續(xù)表一

3.2.2 有關(guān)性能測試的方法

表一中的測試方法按照下述國家標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T 5237.4-2008。

GB/T 5237.5-2008。

GB/T 9286-1998。

GB/T 10125-1997。

GB/T9286-1998。

4 結(jié)論

基于含鉻處理劑對環(huán)境的影響，世界范圍內(nèi)都在積極開發(fā)有效的替代技術(shù),用于鋁及鋁合金腐蝕保護(hù)從而代替鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜。NCR無鉻皮膜劑適用于各種鋁及鋁合金。提供良好的防腐能力。節(jié)能環(huán)保。
本文介紹的NCR無鉻轉(zhuǎn)化膜已在廠家實(shí)際進(jìn)行測試。使用無鉻轉(zhuǎn)化膜作鋁及鋁合金的與涂料的中間層或用作鋁及鋁合金的表面保護(hù)層，可以完全滿足耐蝕性及附著性的要求。