常用镀锌层钝化工艺概述1VIP免费

天津市电镀工程学会第十届学术年会论文集常用镀锌层钝化工艺概述王爱荣，郝海玲(河南科技学院化工系，河南新乡453003)摘要：列举了11种常用的彩虹色、军绿色、黑色、蓝白色、金黄色镀锌钝化液体系的典型配方及工艺。系统地介绍了常用镀锌钝化工艺的应用状况，包括工艺条件、膜层性能、特点等。并指出了每种钝化液的性能和膜层质量的优劣以及随着环境保护要求的提高，用低毒性钝化剂取代铬酸盐钝化是镀锌钝化的主要方向。关键词：镀锌层；钝化膜；工艺引言众所周知，镀锌是目前国内外广泛采用的钢铁防腐蚀手段。由于镀锌层在空气中，尤其是潮湿环境中易被腐蚀和形成灰暗物，所以镀锌后都要进行钝化处理。镀锌后进行钝化处理不仅可以进一步提高零件表面的防护性能，而且还增加零件表面的装饰性，赋予零件绚丽多彩的外观。随着各行各业对产品耐蚀性和外表美观性要求的不断提高，各种色彩的钝化膜如彩虹色、军绿色、黑色、蓝白色、金黄色等赢得了用户的青睐。本文就常用的镀锌后各种色彩钝化膜的工艺配方及性能特点作了概述，并对未来镀锌钝化工艺的发展作了展望。1彩虹色钝化膜工艺配方及性能特点目前彩虹色钝化膜常用的工艺有高铬酸钝化、低铬酸钝化、三价铬钝化、无铬钝化。1．1高铬酸钝化．高铬酸钝化液有重铬酸盐型、三酸一次钝化型及三酸两次钝化型等。但重铬酸盐型钝化膜光亮性差，三酸两次钝化型操作麻烦，周期长。因此目前使用最广泛的工艺是三酸一次钝化型。其工艺配方‘1]为：硫酸10～20mL／L硝酸30～40mL／L铬酐250～300g／L曰室温t溶液中5～15S·56‘空气中5～15s该配方工艺简单，成本低，槽液稳定，所得钝化膜颜色均匀，结合力好，耐蚀性高，且钝化膜具有良好的机械性能和自我修复能力。缺点是在生产过程中反应激烈，产生大量飞沫，危害操作工人的身体健康。零件带出废液含有大量的六价铬，从工厂排出，流入地下水源、农田鱼塘等，而六价铬是剧毒和致癌物质[2]，严重危害人和环境。1．2低铬酸钝化由于高铬酸钝化存在着以上不足，为了寻求一种既能降低镀铬废水中铬的含量，又能保证钝化膜的高耐蚀性，电镀工作者研制出了低铬酸钝化液。目前低铬酸钝化已进入实用阶段，成熟的工艺配方很多，在此列举两种常用的工艺配方如下：配方1[11配方2E3]硫酸0．5～1mL／L硝酸5～8mL／L1．5mL／L铬酐5g／L6g／L高锰酸钾1g／L硫酸镍1g／L添加剂(一种钠盐)0．8g／LpH1～1．61一-．2口15～30℃室温t15～45S10～30s该类钝化液所形成的膜层主要在溶液中形成，不需要在空气中停留搁置，工艺简单，成本低，所得钝化膜颜色鲜艳美观均匀，质量好，结合力牢固，膜层致密，耐蚀性接近高铬酸钝化膜，槽液铬酐含量天津市电镀工程学会第十届学术年会论文集低，零件带出废液含有的六价铬少。缺点是对锌镀层的化学抛光作用稍差，需加一道出光工序，槽液稳定性低于高铬酸钝化液，溶液中仍含六价铬等。1．3三价铬钝化由于高铬酸钝化和低铬酸钝化液中含六价铬，对人和环境造成严重危害，各国正逐步对六价铬限制使用。因此，迫切需要研究取代铬酸盐钝化的新工艺。有关取代铬酸盐钝化的报道很多[4~8]，三价铬毒性低，在许多方面有类似于六价铬的特性，受到科学界的关注。随着表面质量和耐蚀性能的进一步提高，三价铬钝化越来越成为研究的焦点。其中钱达人‘9]提出了一种可与致密铬酸钝化相媲美的工艺。其工艺配方为：铬(Ⅲ)化合物24～50g／L次磷酸钠15～25g／L硝酸钠8---15g／L硼酸8～15g／L添加剂1～5g／LpH2．0---4．5护室温t1～2min此类钝化液稳定，使用寿命长，三价铬钝化膜无论是湿的还是干燥后的都比铬酸盐钝化膜耐磨性能好，结合力也比铬酸盐钝化膜牢固，钝化膜外观和耐蚀性相当于铬酸钝化膜。且溶液不含六价铬，污染小，废液易处理。但由于钝化膜不含六价铬，所以不具备自愈能力，一旦受到破损，腐蚀很快就发生了。为了弥补这一缺陷，需在钝化液中添加封闭剂或使用后涂层等。1．4无铬钝化无铬钝化的报道很多，研究较多的是钼酸盐钝化、硅酸盐钝化、稀土金属盐钝化、植酸钝化和有机树脂处理等。其中钼对环境友好，钼酸盐低毒且化学性质与铬酸盐相似，因而在金属表面钝化方面倍受关注。1939年首次发现...