铝材喷涂采用环保型前处理技术是大势所趋
目前，铝材加工企业的铝材喷涂前处理仍在大量使用六价铬铬化产品。六价铬是目前已经确定的毒性强的重金属之一，具有高致癌性，导致血液疾病、骨质疾病和引起早脱发,皮肤早衰，而且会在环境中积,长期危害人类健康。
处理含六价铬的废水，企业必须建立复杂的废水处理设备和工艺，设备运行和处理成本很高。即使完按照严格工艺处理，也不易达到国家排放标准，还会产生大量富集铬的污泥，必须交给有资质的公司中处理。而企业经常可能因为操作不够严格，造成废水超标排放，甚至还有的企业为了经济利益等原因故意偷排，威胁整个地区的环境保护。
从长远看，淘汰铬化工艺，代之以环保的无铬钝化（词条“无铬钝化”由行业大百科提供）工艺，这是整个喷涂前处理行业的大势所趋。
铝材无铬钝化市场的现状
目前的铝材喷涂前处理的主流工艺仍然是铬化。但也已经有不少喷涂企业因为对环保的责任感、政府要求、客户需要等各种原因，已经或者正在尝试采用无铬钝化的工艺。
目前，市面流行的无铬钝化产品基本上是以锆系或硅烷系产品为主。从目前应用的情况看，严格按照锆系或硅烷系无铬钝化的工艺生产的铝材喷涂产品，前处理相关的各项性能可以达到国家标准的要求。
但是锆系或硅烷系产品的成膜一般都是无色，或只能在铝材基材上产生很小的光泽变化，很难从外观上对成膜状况做出及时准确的判断。另外，锆系或硅烷系无铬钝化产品对铝材清洁度、水质、浓度、反应时间等也都有相对更高的要求。因此，虽然锆系或硅烷系无铬钝化工艺在理论上可以替代铬化工艺，但实际应用时给喷涂生产企业造成了许多的困难。这也就造成了喷涂行业对无铬钝化工艺的仍然持有一些怀疑和保守的态度。
市场急需一种既能满足环保和涂装质量的要求，同时能在铝材上生成可观察的有色膜层的无铬钝化产品。
针对这种情况，本文推荐一项黄色无铬钝化工艺。该工艺可以很好地满足生产企业对喷涂产品质量、生产过程易于操作、工艺稳定的要求，同时又解决了消除六价铬的环保要求，完美地成为铬化工艺的替代。目前，该工艺已经在某铝材喷涂企业稳定运行了三年时间，经受住了实际生产的严格考验。
铝材黄色无铬钝化技术的特点
1、经过黄色无铬钝化的喷涂产品质量完全可以满足国标、欧洲标准以及美国标准对铝材喷涂前处理膜层的冲击、划格、水煮、高压水煮、耐乙酸盐雾、耐丝状腐蚀等一系列的严格要求。
2、黄色无铬钝化在铝及其合金的表面生成美观、均匀的黄色转化膜。通过观察成膜颜色的的深浅、均匀度等来判断成膜质量，以快速判断生产是否正常，以便调整槽液浓度或反应时间,工艺操作简单易行。
3、槽液体系稳定，可以保证长期连续生产。一般自来水水质可以达到使用要求。当然，如果使用去离子水来生产，效果能得到更多保证。
4、室温处理，节约能源。钝化反应时间短，提高了生产效率。
5、完全利用铬化工艺原有的设备，无需投入设备改造费用。
6、完全不含铬元素，消除重金属的污染。钝化后水洗的溢流废水只需简单处理即可满足国标要求。
7、铬化槽含大量六价铬，严重威胁现场操作员工的健康。而无铬钝化工艺对人基本上无害。
8、无铬钝化剂有效浓度高、消耗低，而且比铬化工艺大大降低了废水处理成本，使得综合生产成本可以和传统的铬化工艺持平。
黄色无铬钝化典型工艺流程
黄色无铬钝化工艺流程完全和传统铬化一样。该产品适合于浸泡和喷淋工艺。
黄色无铬钝化工艺参数和反应机理：
1、工艺参数:
基于本工艺的黄色无铬钝化剂产品KCD-61是单组分（词条“单组分”由行业大百科提供）的产品，可以在铝及其合金表面生成一层均匀的黄色转化膜。KCD-61转化膜可以提高与涂料的结合力，有很好的耐腐蚀性能。
开槽浓度： 1.0 %-1.5 %
PH 3.5-6.5
温度 常温
时间 30-150秒
消耗量 1.5-2.5 Kg/吨铝材
2、黄色无铬钝化反应机理：
黄色无铬钝化是基于锰系的无铬钝化技术。真实的钝化反应原理并不是很清晰，可以大致描述如下：
腐蚀反应：
2 Al + 6 H+ ==> 2 Al3+ + 6 H (游离氢)
成膜反应：
MnO4- + H+ + 3H (游离氢) ==> MnO(OH)2 + H2O
膜层结构： 锰的氢氧化（词条“氧化”由行业大百科提供）物
膜层颜色： 均匀的黄色钝化膜
膜重： 100 ~ 300 mg/m2
3、黄色无铬钝化的应用效果.
4、废水处理:
黄色无铬钝化剂不含铬元素，溢流废水含很少量的高锰酸根离子，且PH呈中性，只需与除油水洗废水混合后做还原褪色、中和、絮凝处理。
铬化工艺与黄色无铬钝化工艺的综合比较：
项目
钝化类型
铬化(KCD-20)
无色无铬钝化(KCD-30)
黄色无铬钝化(KCD-61)
施工方法
喷淋或浸渍
喷淋或浸渍
喷淋或浸渍
应用领域
型材、板材、卷材、压铸铝
型材、板材、卷材、压铸（词条“压铸”由行业大百科提供）铝
型材、板材、卷材、压铸铝
处理时间
2-5分钟
30-60秒
30-150秒
使用温度
10-35℃
10-35℃
10-35℃
钝化膜的颜色
淡金黄到深褐色
无色
均匀的黄色
涂层干式附着力
极好
极好
极好
涂装前的耐蚀性
好
一般
较好
涂装后的耐蚀性
极好
好
极好
水煮实验
OK
OK
OK
高压水煮实验
OK
OK
OK
1000hr乙酸盐雾
OK
OK
OK
1000hr丝状腐蚀
OK
OK
OK
膜重
400-1200mg/m２
30-100 mg/m２
100-300 mg/m２
环保情况
槽液含6价铬
槽液不含铬元素
槽液不含铬元素
废水处理过程
先还原6价铬，再中和沉淀，最后过滤压渣。
与除油废水混合，经过中和、絮凝分离，即可排放。
褪色后与除油废水混合经过中和、絮凝分离，即可排放。
处理设备要求
PVC、玻璃钢等防腐
PVC、玻璃钢等防腐
PVC、玻璃钢等防腐
水洗水质要求
自来水(推荐纯水)
自来水(推荐纯水)
自来水(推荐纯水)
结语：
1、对比锆系或硅烷系的无色无铬钝化技术，黄色无铬钝化技术在膜重、膜的颜色、裸膜性能、涂装性能、生产操作方便性、槽液维护习惯等各方面和铬化工艺更接近。黄色无铬钝化技术可能最适合作为对铬化工艺的替代。现在，该工艺已经处于工业化应用阶段，预计对喷涂前处理行业将会有深远的意义。
2、黄色无铬钝化技术不能在所有的铝材涂装领域完全取代流行的无色无铬钝化技术。比如，在铝轮毂涂装、铝卷涂装和目前正在方兴未艾的晶泳涂装等行业，无色无铬钝化技术恰恰因为没有成膜底色的干扰，更加胜任这些涂装前处理的要求。
参考文献：
1、吴友恒;黎学明;杨文静;高丽;;LY12铝合金的锰酸盐导电化学转化膜制备与表征[J];表面技术;2011年01期
2、刘宁华;6063铝合金有色钛锆转化膜的室温制备工艺及性能研究[D];华南理工大学;2011年
3、凡婷;6063铝合金表面Ce-Mn/Mo复合转化膜制备工艺及性能研究[D];华南理工大学;2012年
4、陈廷益;6063铝合金表面着色锆(钛)无铬转化膜的成膜及其机理研究[D];华南理工大学;2011年
5、陈东初;黄柱周;李文芳;;铝合金表面无铬化学转化膜的研究[J];表面技术;2005年06期
6、杜文朝;铝合金钛锆盐转化膜的制备与性能研究[D];燕山大学;2012年
7、肖鑫;许律;邓轾轩;王韬;阳颉;;铝及铝合金无铬氟锆酸盐化学转化膜[J];电镀与涂饰;2011年10期
8、訾赟;安成强;郝建军;;铝合金无铬化学氧化工艺的研究进展[J];电镀与精饰;2010年06期
9、王双红;刘常升;单凤君;;铝及其合金无铬钝化的研究进展[J];电镀与涂饰;2007年07期
10、郑伟;刘万青;饶丹;;环境友好型铝合金无铬化学转化膜的研究进展[J];安徽化工;2010年S2期
11、曹鹏军,仵海东,范培耕,周安若;铝合金的转化膜处理工艺研究[J];表面技术;2003年02期
12、陈东初;黄柱周;李文芳;;铝合金表面无铬化学转化膜的研究[J];表面技术;2005年06期
13、邹洪庆;铸铝合金锆系非铬化学成膜处理工艺应用[J];材料保护;2001年02期
14、李季;孙杰;安成强;;铝合金无铬钝化的研究进展[J];表面技术;2008年04期
15、马登龙;梁燕萍;;铝合金表面无铬导电转化膜工艺改进研究[J];表面技术;2008年05期
