彩色三价常温铬钝化技术的研究与应用.doc

“彩色三价常温铬钝化技术的研究与应用”项 目 研 发 工 作 总 结一、立项背景镀锌层广泛应用于钢铁零件的防护性镀层，但其化学性质活泼很容易被氧化，因此必须对其进行钝化处理。传统的六价铬钝化工艺成熟、价格低廉，但对环境污染严重，是有毒的致癌物质，它的毒性是三价铬的100倍。六价铬为吞入性毒物/吸入性极毒物，皮肤接触可能导致敏感；更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性。过量的（超过10ppm）六价铬对水生物有致死作用。所以欧盟ROHS指令中明文规定，六价铬含量不能超过0.1；指令同时规范的电机电子设备中不得含有六价铬。中华人民共和国信息产业部、国家发展和改革委员会、商务部、海关总署、国家工商行政管理总局、国家质量监督检验检疫总局和国家环境保护总局联合会签的电子信息产品污染控制管理方法（第39号）也明确要求自2008年7月后所有电子产品中禁用六价铬。 我公司是包括合肥美菱等家电企业的专业钣金件配件供应商，而合肥美菱公司在2005年9月就明确要求，配套厂家提供的配套件中不得含有六价铬。同时特别要求钣金件供货厂家提供的金属加工件，电镀钝化时必须使用环保钝化。而传统电镀钝化都采用的是六价铬钝化，开发新的环保型钝化技术已迫在眉睫。但当时国内仅有几家大学和科研机构刚开始研究，没有成熟的工艺配方。市场上也只有几家国内公司代理国外环保钝化剂，成本高且工艺复杂 不能满足大规模工业生产需要。为稳定市场、抓住机遇，我公司当即确定“常温彩色三价铬钝化技术研究与应用”项目并进行立项，同时抽调技术骨干，成立项目组，进行技术攻关；经过近4年的不懈实验和逐步完善，成功研发出符合大规模工业生产的最新彩色三价铬钝化方法；因原材料绝大部分采用食品级，从根本上解决了环境污染问题。二、所属科学技术领域本项目属于国家重点支持的高新技术领域中的“七、资源与环境技术（三）清洁生产与循环经济技术1、重点行业污染减排和零排放关键技术”。 是符合国家产业结构调整指导目录“鼓励类”“九、化工”中的“17. 新型环保型、节水、节能、环保用等专用化学品生产”的项目。三、主要技术内容和创新点（一）、主要技术内容1、研发出适合于常温操作、耐蚀性能好、pH值范围广、钝化时间短的新型三价铬彩色钝化技术。2、建立材料采购、生产、检验、销售的操作流程并制定相关标准，改进、改良现有的表面处理生产线，使之满足新的钝化工艺要求，以彻底替代传统的高污染、高能耗的六价铬钝化工艺。3、组建化工配制生产线，生产常温彩色三价铬钝化剂浓缩液；为下一步推向市场做准备。4、完善化工检测实验室，确保工艺的性能与稳定；包括对各种原材料的性能检测，中间产品及产成品的控制与检测，指导和监控表面处理生产线的正常运行。（二）、技术创新点我公司“常温彩色三价铬钝化技术”的成功研发，彻底解决了环境污染问题，可以说是对传统钝化工艺的革命性进步；在日益强调环境保护的新形势下，为电镀行业找到了新的出路，在环保、耐蚀、节能等诸多方面取得重大突破，使电镀工业焕发出了新的生机和活力。本项目研究并成功应用的常温彩色三价铬钝化技术与当前市场上已知的其他三价铬钝化技术相比较，具有如下创新点：1彻底解决环保问题：原材料选用食品级，从源头上解决了环境污染问题。2常温操作，节约能耗：生产工艺控制温度在常温操作（温度：-1545）下可正常使用，钝化液中的多种组分较稳定，变化幅度小，易控制。同时可避免因温度过高或过低而导致钝化膜薄或钝化膜疏松多孔而使钝化膜耐蚀性能变差，也降低了单位产品的能耗。 3高耐蚀性能：镀件产品盐雾试验可达到144小时以上；常规规模生产中当Zn2+不超过15g/L时，其盐雾性能仍然合格。4成膜速度快，钝化时间短：成膜速度5s15s，大大提高了生产效率，适用于规模化大批量生产应用。不论是自动线还是线外手工钝化，均可根据需处理的时间长短适当调整钝化液的浓度，即使当浓度低于50 mL/L时，均可适当延长钝化时间达到同样的效果。操作起来相当方便。5消耗量少，生产成本低：本工艺配比钝化液 1L可以处理800010000dm2的工件。其Cr3+含量控制在2.53.0g/L时，膜层颜色仍鲜艳呈正常的颜色，且耐蚀性能较为稳定。6pH值范围宽，易控制。当其pH值在1.54.5之间时，它对钝化膜的颜色、亮度、耐蚀性等影响不大（pH值1.83.0时效果最好）。7工艺简单，易操作：采用单剂的操作方式，使操作者在生产中极易掌握。四、与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较对比项目本 技 术国内同类产品国际同类产品钝化时间5s-15s40s-60s30s-60s温度范围-15-45 50-60 45-70 Ph值范围1.5-4.51.6-1.81.5-2.0耐蚀性能（盐雾实验）144h 120h120h成本0.80元/升80元/升（市场价）140元/升（市场价）五、项目进展情况彩色三价铬常温钝化技术已于2009年1月研发成功并广泛应用于包括合肥美菱公司等诸多家电企业。采用彩色三价铬常温钝化技术生产的镀件产品经上海天祥检验集团公司（Intertek Testing Services）检测，符合欧盟关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质的2002/95/EC号指令（简称RoHS指令）中规定要求。采用彩色三价铬常温钝化技术生产的镀件产品耐腐蚀性能经安徽省产品质量监督检验研究院检测，符合人造气氛腐蚀试验盐雾试验标准（GB/T10125-1997，GB8059.2-1995）。采用彩色三价铬常温钝化技术生产产生的废水经安庆市环境检测中心站检测，符合污水综合排放标准（GB8978-1996）。采用彩色三价铬常温钝化技术生产的镀件产品（冰箱钣金件配件）已批量使用于美菱冰箱、晶弘冰箱等家电企业，使用意见为“符合RoHS等各项质量和环保要求”。 六、研发费用情况： 本项目在资料搜集、购置设备、仪器配置、材料采购、聘请专家指导、组织鉴定等各项研发费用达100多万元。研发的成功，得益于包括县工业经济委员会在内的各级领导单位的大力支持，2007年县工业经济委员在省有关部门为本项目筹集资金10万元，已全部应用于本次项目研发，在积极推动了项目研发进展的同时，极大的鼓舞了全体研发人员的工作激情；为项目的成功研发起到了巨大的推动作用。经济、社会效益分析一、经济效益：本钝化技术工作液按三价铬盐30g/L计算为0.80元/L。而传统六价铬配方同体积成本为4.46元/L。我公司每年电镀产品达2000吨以上，仅此一项可节省成本100万余元。待下一步向市场推广后，经济效益将更加显著。三价铬与六价铬成本对比一览表序号三价铬钝化工艺六价铬钝化工艺1材 料含量（g/L）价格（元）金额（元）材料含量（g/L）价格（元）金额（元）2三价铬盐300.01450.435铬酸1800.0244.323添加剂A/0.015硝酸150.00560.0844稀 土/0.045硫酸100.00560.0565添加剂B/0.036添加剂C/0.277闭孔剂/0.0058合 计0.8