1 前言
基于含铬处理剂对环境的影响，世界范围内都在积极开发有效的替代技术,用于铝及铝合金腐蚀保护从而代替铬酸盐转化膜。NCR无铬皮膜剂适用于各种铝及铝合金。提供良好的防腐能力。节能环保。无铬钝化产品NCR皮膜剂，以钛锆酸盐为主盐加上活化剂、加速剂等物质生成淡兰色的钝化膜，能为铝及铝合金提供良好的表面保护层，且经过严格的实验证明与传统的铬酸盐钝化处理相比，在性能上已能与之不相上下。该产品已在部分厂家使用，反馈良好。本文主要介绍NCR的制备技术，以及与铬酸盐处理的性能比较。
2 无铬转化膜
2.1成膜机理
目前的无铬钝化主要包括无机物钝化（如钛、锆、钼、锰等），有机物钝化（如硅烷类）和有机金属化合物钝化等。NCR选择目前比较研究与应用比较成熟的钛锆盐类作为主盐，并在此基础上引入了纳米技术，大大提高了其性能。
2.2 NCR转化膜
专用于铝及其合金之无铬(钛、锆盐)转化膜剂，其化成皮膜颜色为无色或淡蓝色，提供铝材优越的耐蚀保护及有机涂装层良好的附着力。NSS试验超过3000小时,CASS试验超过120小时;膜重约30～180mg/M2。
2.2.1 NCR基本成分
钛酸盐：1-5 g/l 锆酸盐：1-5 g/l
纳米材料：5-15 g/l 缓冲剂：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
钛酸盐与锆酸盐：主盐，钝化膜的主要成分，参与成膜。
纳米材料：参与成膜， 钝化膜的主要成分，提高钝化膜与有机涂层的附着力。
缓冲剂：提高膜的耐腐蚀，缓冲PH。
羧基酸：参与成膜，提高 耐蚀
氟化物：提加速反应速度，并促进钛盐、锆盐与铝的反应，提高耐腐蚀。
2.2.3成膜机理
铝及铝合金跟NCR中的钛盐和锆盐反应生成【2ALOF·3ZrOF2】和【2ALOF·3TiOF2】,为钝化膜的主要成分。
反应历程为：
1:2Al+4H2O（低PH）→2AlO(OH)+3H2↑(干燥后)→【Al2O3】+H2O
2: 2Al+6H++3ZrF2-6+5H2O→【2ALOF·3ZrOF2】+10HF+3H2↑
3: 2Al+6H++3TiF2-6+5H2O→【2ALOF·3TiOF2】+10HF+3H2↑
另外，纳米材料和羧基酸跟金属表面也会反应生成一层膜，提高耐腐蚀和跟有机涂层的结合力。
3 结果与讨论
3.1 NCR处理工艺
酸脱脂→水洗×2→纯水洗→转化处理→纯水洗→滴干→烘干。
3.1.1 NCR槽液有关参数
温度： 常温
时间： 1.5～2min
PH值： 3.5～4.5
.1.2 工艺的影响因素
水洗：一般采用两道水洗，并且采用溢流水洗，为确保工件表面冲洗干净，
纯水洗：普通水洗后最好增加纯水洗工序，确保工件表面冲洗干净。纯水的电导率请保持在50μs/cm以下。
硫酸根的影响：少量SO42-（＜1.2g/l）可以加快处理速度，过多则出现点蚀或影响NCR成膜。
当硝酸根的影响：当NO3-≥0.05g/l时，就会影响NCR成膜。
氯根的影响： 少量Cl-（＜0.3g/l）可以加快铬化处理速度，过多则出现点蚀或不出现处理膜。
铝离子的影响：NCR槽中含有络合剂及氟相对较少，铝离子在槽中的存在量不会很大，试验证明在铝离子达到0.3g/l就会采用沉淀。
3.2 结果对比
3.2.1 转化膜性能对比
有关转化膜的性能见表一
表一
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外观 |
划格实验 |
沸水实验 |
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NCR膜 |
淡兰色 |
合格 |
合格 |
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铬化膜 |
金黄色 |
合格 |
合格 |
续表一
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50kg冲击实验 |
CASS实验 |
3%盐水煮沸实验 |
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NCR膜 |
合格 |
合格 |
合格 |
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铬化膜 |
合格 |
合格 |
合格 |
3.2.2 有关性能测试的方法
表一中的测试方法按照下述国家标准：
GB/T 5237.4-2008。
GB/T 5237.5-2008。
GB/T 9286-1998。
GB/T 10125-1997。
GB/T9286-1998。
4 结论
基于含铬处理剂对环境的影响，世界范围内都在积极开发有效的替代技术,用于铝及铝合金腐蚀保护从而代替铬酸盐转化膜。NCR无铬皮膜剂适用于各种铝及铝合金。提供良好的防腐能力。节能环保。
本文介绍的NCR无铬转化膜已在厂家实际进行测试。使用无铬转化膜作铝及铝合金的与涂料的中间层或用作铝及铝合金的表面保护层，可以完全满足耐蚀性及附着性的要求。
