在欧盟“危害性物质限制指令2002/95/EC”（RoHS）及“欧盟危害物质禁用-ELV指令”发布后，钴最近已被认定为高度关注的物质，正在被考虑列入RoHS的禁止物质的名单内，详细叙述了在汽车产业以及一般制造业的推动下，镀锌钝化工艺的发展现状，镀锌层无钴钝化技术的优点及镀锌钝化技术未来发展趋势。
（1.佛山市南海美德耐化工原料有限公司2.美国哥伦比亚化工公司）
1．前言
镀锌产业近年来不断面临新的挑战，主要集中表现在以下几个方面：钝化膜的颜色外观要求越来越靓丽和多样化，生产成本要求不断降低，镀锌层的防腐蚀能力不断提高，以及限制性环保条例。这主要是受到汽车产业以及一般制造业的推动。
尽管欧盟“危害性物质限制指令2002/95/EC”（RoHS），欧洲委员会在2002年9月的“关于报废汽车的技术指令（ELV）”以及全球性的“绿色运动”被很多人视为很大麻烦，是表面处理业的终止期限，有些人却认为这是必要的，也是一个重大的机会。
对于乐意接受这个变化的化学品供应商和电镀厂而言，他们的公司实力得到了加强，行业变得有点象“缩减的羊群”。意识超前，引领潮流的公司看到的是“改变是必然的，改变是好事，改变会带来利益。”长久以来都是直接向下水道排放危险有毒化学品。如今排放物被严格控制，甚至很多普遍使用的化学品也被禁止或限制使用。最值得注意的两种物质是六价铬Cr（VI）和镉Cd。这两种物质在“欧盟危害物质禁用-ELV指令”发布之前是金属表面处理的主要原料。
随着门槛进一步提高，象钴这样普遍应用于高性能、厚膜钝化剂中的化学品也将受到严格的审查。
本文将讨论无钴钝化技术的优点与创新及镀锌钝化工艺的未来发展趋势。
2．钴—环境和健康的忧虑
在关注环境方面，欧盟一直是倡导者并走在前列。欧盟是“危害性物质限制指令”（RoHS）的创始者，最初限制六种有害物质：铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、六价铬Cr（VI）、多溴联苯（PBB）以及多溴联苯醚（PBDE）。
在2000年9月18日，欧洲议会发布了一个“报废汽车的回收”指令，来降低机动车报废时产生的废物（包括有害废弃物）。危险品是指在自然环境下易爆、易氧化、易燃的，或者是有毒、有害、有腐蚀性的，或者对人体健康有剌激性的物质。
欧盟“危害性物质禁用指令”RoHS中的第4（3）条款和第6条款要求定期审核新的科学证据，以考虑是否有其他危险物质应该被列入到需禁止物质清单。这个报告由德国生态研究所提出。
目前，钴和氧化钴被列为高度优先关注的物质，并正在考虑将其包括在RoHS名单中[1]。
3．六价铬的淘汰及限制
由于ELV指令表示要尽快地终止使用六价铬，六价铬Cr（VI）曾被表面处理业认为是镀锌层防腐蚀保护最好的主要工业材料之一，很多供应商都争夺六价铬Cr（VI）的替代品。这种替代品要求常规防腐蚀性能为120小时（FWR，第一个白色锈蚀点），清亮的蓝色、黄色、绿-彩虹色或黑色外观，并且使用经济。
每个供应商都被钴所吸引，将其作为他们替代六价铬（VI）钝化新的厚膜高性能钝化配方的主要成分，选择钴的原因有三个：（1）容易使用。（2）之前有过大量研究，起点容易。（3）大大地提高防腐蚀保护性能。总体上讲，现存的旧的三价铬钝化配方都可提高铬含量和添加钴来改进，以符合新的标准。这些都是考虑到成本，因为六价铬钝化生产便宜，而且使用浓度非常低，体积比为1~2%。
钴是仅有的，最重要的成分，它可以让供应商满足ELV的指令以及汽车工业的防腐蚀保护性能要求。
钴的重要性很容易被忽视，但当它结合到三价铬钝化配方时就起到很大作用，这是其他化学成分不可能做到的。
钴是一种过渡金属元素，与铁、铬、镍和铜具有相似的特性。然而，很多其他的过渡金属元素应用在三价铬钝化配方中会产生外观问题，而钴不但提供了性能的好处，而且还保持了钝化膜的清晰及靓丽的外观颜色。
一种可能候选的金属是铁，然而，铁替代钴时明显降低了防腐蚀性能，并且会引起钝化膜的发黄、发雾。其他合理的选择包括铜、镍、钛、钒、锆、钼。但这些金属都很昂贵，生产过程中难以应用，而且在很多情况下，它们在钝化液中不稳定。
最后，钴终于被用到每个以锌为基底的切实可行的厚膜钝化工艺，满足了ELV指令的要求。
4．钴引起的问题
尽管钴是要求防腐蚀保护性能的镀锌零件的供应商和电镀厂的生命线，它同时引起许多问题。除了上述的环境健康危害外，钴在镀锌钝化后接着粉末喷涂、电泳涂装、油漆及胶水粘接处理也会引起一些问题。这个问题与在高性能厚膜三价铬钝化工艺里添加钴而增加的费用一起为镀锌行业制造了另一个困窘。
对于要求良好防腐蚀保护，喷涂是一种出色的表面处理工艺。这对于户外应用非常理想，例如露台家具，花园设备，烤炉。室内应用也一样，例如电脑机箱，厨房用具，家具和橱柜。良好的镀锌钝化层再加上喷涂会使金属表面具有更好的防腐蚀性能，因而更耐用。
在镀锌层使用六价铬Cr（VI）钝化时，喷涂的附着力不是一个典型的问题。在镀锌层六价铬钝化膜上喷涂，很少出现掉皮，起泡，或者其他粘合问题。六价铬钝化膜层由于它的多孔性，能够极好地吸附新鲜静电粉末涂料，随后的烘烤固化过程中使得涂层与钝化膜层更加牢固地结合，因而是绝佳的膜层。镀锌层、六价铬钝化膜层再加上喷涂的涂料，钢铁上就有三层防护层，防腐蚀能力得到加强。
由于镀锌层六价铬钝化工艺退出使用，引入含钴的三价铬钝化工艺，使用含钴三价铬钝化工艺，随后的喷涂遇到了很多附着力方面的问题。
由于涂层剥离，起泡，返工退货突然不明原因地增加，镀锌钝化后喷涂加工受到了打击。在烘烤/固化炉里，在运输过程中，在生产线上，或者在测试实验室中，涂层问题就直接产生了。
随着失败次数显著上升，这种含钴三价铬高性能厚膜钝化工艺被高度怀疑。
为了更好地理解这种含钴三价铬钝化工艺引起涂层剥离，起泡等涂层附着结合力问题，需要更深入地研究这种含钴三价铬钝化膜层的结构。
