全球主要汽车工业已将零配件之三价铬耐蚀钝化处理，全面取代原用之六价铬规格，虽费用较高、检验方法尚未确定，但六价铬之禁用期限不再宽延。欧美车厂已提前于今(2005)年7月起，要求无六价铬供料，而日本车厂则有延迟至明(2006)年元月才开始者。汽车工业顺利于短期内转换后，可预见其它工业将迅速追随，除因环保的考虑外，如此才可使三价铬处理达到工业化规模。
美梭科技材料公司鉴于此急迫性，同步于国外药剂厂，成功开发三价铬处理液和技术，优先针对国内螺丝螺帽业进行推广，应用范围含括汽车、建筑、工程和一般品级。国内业者在此关键之起跑点上，可不受限于进口药剂，亦为未来高级或特殊表面处理奠定基础。美梭药剂已于国内数家领导厂家：扣件厂及电镀厂，合作进行产线试验。试制产品均无六价铬、外观和耐蚀性皆能稳定达到目标。同时，收集和分析制程数据，拟订个别产线最经济之操作程序。合作厂家正参考此程序进行商业化中。
与六价铬比较，三价铬化学活性、反应性及反应速率皆较低，与镀锌表面反应生成氧化皮膜之晶体结构，不如六价铬之完整或坚实，导致物理特性之差异：
(1)三价铬皮膜对光线之折射程度(发色能力)有限，不若六价铬蓝锌、五彩、黑、墨绿等各种发色。目前于纯锌镀面上，全球仅有「透明三价锌(Trivalent-Zinc-Clear)」为技术成熟之规格；
(2)三价铬皮膜破裂后之修补性较六价铬为差，通常以增加皮膜厚度，来达到相同之耐蚀性。
所以三价铬钝化处理之加工条件和产品外观，与六价铬略为不同。而在最佳配方组成和处理条件下，主要功能：如光泽性、耐蚀性、化成性等，可稳定达到六价铬之水平。其应用：金属表面之后处理、加工或涂漆前处理等，则同于六价铬。
配方
美梭三价铬后处理液(PM3)为磷酸系(pH～2)、蓝绿色、清澈稳定的水溶液。配方设计，系以：(1)低铬含量：250～650ppm，以特殊还原剂有效长久维持铬离子之三价状态；(2)磷酸促进皮膜生成；(3)光泽促进剂；(4)金属氧化物强化皮膜；(5)路易斯酸稳定溶剂中各类正离子氢氧化物。此配方除补强其反应性的弱点外，所有组成皆进入皮膜，发挥各别功能。处理过程中，不似六价铬于处理后需洗去多余的反应生成物。后水洗的省略，可减轻工厂废水处理之负担。PM3药剂以浓缩液型态供应，三价铬含量约4000ppm。依皮膜特性之要求，可以稀释至不同浓度进行使用。
实验室开发过程中，以耐蚀性与光泽度为主要指标，收集完整之配方及加工条件数据。图一举例说明镀锌螺丝于不同浸渍温度和时间下，进行PM38(稀释8倍、12.5ml/公升纯水、铬～500ppm)处理后之耐蚀(白锈)能力的变化，显示其耐蚀性随处理温度升高或时间加长而增强。当然，稀释倍数增加，即浓度调低时，耐蚀性相对降低。又处理时间不超过60秒时，各种浓度均能展现高度的表面透明(金属)光泽，且反射微弱光晕，统称为「透明彩虹」。此光晕倾向的颜色(泛色)，可依处理浓度或时间而异。所以三价铬皮膜的特性可透过组成浓度和皮膜厚度，进行调整或控制。
处理方法
PM3处理程序大致与传统六价铬是相同的，唯加工条件较为严格，列举两者之异同如下表：
处理液
酸洗活化
钝化浸渍处理
后水洗
脱水烘干
建浴
条件
补充
六价铬
自来水硝酸液
自来水
室温10秒
硝酸+药剂
1～3道
～100℃1～2分钟
PM3
纯水硝酸液
纯水
室温15～60秒或50℃10秒
硝酸+药剂
(无)
＞100℃～2分钟
主要因为三价铬较弱的反应性，加工条件需予调整和控制，以稳定达到产品特性要求。用PM3取代六价铬，拟建议：
(1)纯水建浴，以减少金属离子杂质对三价铬反应性的干扰；
(2)高温或室温长时间浸渍，使三价铬能充分反应；
(3)无后水洗，除配方之环保设计外，部分未反应之三价铬，亦能保留至烘干步骤；
(4)较高温或较长时间烘干，来确保完全反应，尤其是螺牙部位。
产品：镀锌扣件
美梭针对各式螺丝和螺栓完成大量试验，以中型螺栓(M6～M10)、镀锌厚度约5～8微米、无氢脆退火之外观和耐蚀数据，做为PM3扣件产品之一般特性水平，进而与六价铬和三价铬工业水平比较，如下表：
产品名称
盐雾试验5％白锈发生(小时)
外观(发色)
备注
螺栓头部
螺栓牙部
PM36
＞120
＞72
透明彩虹
美梭开发水平
透明三价锌
＞120
--
透明彩虹
汽车工业规格
PM38
＞96
＞48
透明或泛蓝
美梭开发水平
六价铬-五彩
＞96
＞48
黄金
一般工业水平
PM316
＞24
＞24
透明或泛红或绿
美梭开发水平
六价铬-蓝锌
～24
＜24
天蓝
一般工业水平
注：PM36为稀释6倍、铬～650ppm；PM316为稀释16倍、铬～250ppm。
以耐蚀性而言，不同的PM3浓度处理，可分别的达到各等级的要求，全面取代六价铬是可行的。但以外观而言，PM3现阶段推广以透明为主体，泛色则依使用者之需求而调整。至于其它发色，仍持续研发中。反观，全球三价铬发色技术之开发进程为：(1)已工业化的产品亦以透明为主体，其外观与六价铬蓝锌相近，同为单一步骤处理，已顺利取代蓝锌规格；(2)虽已开发出单一步骤之黑色发色技术，但其耐蚀性大幅减退；(3)唯有使用两步处理各类颜色：先三价铬钝化后，再染色或涂覆等，其成本无法与单一步骤同等而语。在面临全面取代之急迫压力下，谨建议国内业者主动与客户先行沟通：扣件外观或颜色与成本之关系。
目前于国内平行推广之进口领导厂牌药剂，加工条件和产品特性与PM3类似，但针对低耐蚀和高耐蚀产品，区分为两支不同的药剂。而美梭PM3之设计，则以单支配方和用户自行调整浓度方式，而适用各等级产品。
六价铬检验
方法
原理
对象
Cr+6分析范围
检验单位
1.Volvo法
错离子滴定
扣件表面
＞0.01μg/cm2
SGS
2.比色法
错离子比色
处理液
＞0.044ppm
中环科技
3.指示剂
错离子试液
药剂、处理液
＞1ppm
美梭
扣件表面
＞1μg/cm2
美梭
指示剂法是美梭经常性的检验方法，比色法应用于药剂配制、溶液使用之各阶段选样检验，而Volvo法为产线处理后扣件选样检验，包括长时间静置后之检验。PM3配方，无论任何浓度或处理条件，药剂、溶液和产品尚未检验出任何六价铬含量或反应。此文中所有数据和说明，均于此前提下进行。同时，美梭备制之指示剂是一方便、有效且低廉之品管工具，PM3之使用者亦可运用于厂内进料检验、处理液监控及产品检验等。
使用寿命
处理液之有效性(外观及耐蚀性)主要决定于：(1)组成消耗，可补充药剂回复浓度；(2)酸度降低，可补充硝酸回复Ph值；(3)锌离子溶入，一般无法有效过滤或取出，当累积至一定含量，处理液将会失效，而需重新建浴。所以处理成本主要决定于材料成本，即组成的消耗速率或补充量。而锌之溶入速率和累积极限或建浴频率，则为次要之操作成本。汇整大量试验数据后综合：处理每平方公尺之镀锌表面，每公升PM3铬消耗率约200～500ppm，锌溶入率约1500～2500ppm，锌累积上限可达每公升溶液5～8g。当然，以上数据将因处理液浓度、水质、操作条件和锌层特性而异，谨供参考。一般而言，PM3操作寿命不亚于进口药剂之水平。
操作模拟
美梭依据以上数据建立了一套「PM3作业仿真软件」，做为导入产线初期设计之依据，在不同产在线，已证实可充分掌控作业过程，使初次试验即能成功。试验中，美梭技术人员有计划的收集制程数据和样品，经分析和回馈，再按该用户之特性要求、设备型式、产品组合、生产计划等，试算出最适宜之低成本建浴、操作条件、补充、再建浴等策略，用户再改良改善实作来达到最经济之操作模式。
产线实例
PM3于合作厂家之产在线进行多次试验，每次试验之扣件批量约4至5吨间，产品特性均达到要求，且试验结束时，处理液皆尚未失效。以「PM3作业仿真软件」推估：以PM316操作为例，100公升药剂，可处理20吨以上之大螺栓，5吨以上之小螺丝。下表例举数试验条件和产品特性统计，谨供参考：
例
处理液
水质
浸渍
头部盐雾白锈5％(小时)
外观
＜24
＞24
＞96
＞120
中螺栓
PM36
纯水
篮式室温60秒
0％
0％
5％
95％
透明彩虹
大螺栓
PM38
纯水
滚筒室温30秒
15％
15％
39％
31％
透明彩虹
小螺丝
PM38
自来水
滚筒室温15秒
3％
13％
4％
80％
透明泛蓝
小螺丝
PM316
自来水
滚筒室温30秒
0％
44％
0％
56％
透明泛红
以上盐雾数据显现：大螺栓之严重碰撞和PM3之修补能力，及自来水建浴之特性变异程度。
美梭研发之三价铬处理，经产线试验证实为一成功且成熟之工业化技术。其特点有：
(1)单一配方，适用不同等级之扣件产品；
(2)宽广的操作范围，适合调整达到特殊之特性需求；
(3)宽广的操作范围，适合调整达到最经济之操作状态；
(5)优秀技术团队和完整数据库，提供全面技术服务。
国内业者于时间急迫的压力下，PM3是迅速成功导入的最佳选择之一。
美梭材料科技公司系源于国内钢铁工业而独立之新材料研发单位，位于台南科学园区。承公会和产业先进的鼓励，投入扣件表面处理技术之研发。美梭拥有干练的团队，与批量5公斤之扣件滚镀实验线，展现无限的研发潜能。除商业化中之三价铬后处理技术外，中间处理之开发已达最后阶段。下一代之无铬处理与锌合金电镀等新技术，亦积极进行中。期对「以表面处理提升扣件附加价值」之产业策略，贡献一己之力。感谢公会、产业和合作厂家长期支持，及引导美梭公司成功发展为扣件表面处理专业研发机构。
