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。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。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。其工艺配方口为: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,严重危害人和环境。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人实用阶段,成熟的工艺配方很多,在此列举两种常用的工艺配方如下: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,儒加一道出光工序,槽液稳定性低于高铬酸钝化液,溶液中仍含六价铬等。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,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。其中钱达人回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: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千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。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。其中钥对环境友好,钼酸盐低毒且化学性质与铬酸盐相似,因而在金属衣面钝化方面倍受关注.1939年首次发现钥酸根有抑制腐蚀的效应, 1951年Robertson[1. 1953年Pryor和Co-hen[2已对其缓蚀机理做了报道,目前钼酸盐钝化处理已得到广泛的应用.宵鑫等人在总结无铬钝化成功经验的基础上,提出了一种可与致密铬酸盐钝化膜性能相接近的工艺.其工艺配方为:
此类钝化液可调性好,使用寿命长,耐腐蚀性能好.钝化膜的性能接近铬酸盐钝化膜，且溶液不含六价铬污染小,废液易处理。但缺点是对锌镀层无化学抛光作用,需增加一道出光工序,工艺较复杂，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。随着用户对产品零件耐蚀性和外观装饰性要求的不断提高,镀锌层彩色钝化已不能满足用户需要，一种既增加产品零件表面耐蚀性和外观装饰性的镀锌军绿色钝化膜赢得了用户的青睐。目前常用的军绿色钝化工艺有两种,一种是含铬酐的五酸型，另一种是含重铬酸钾的五酸改良型。其工艺配方为:该配方工艺简单,成本低,槽液稳定,所形成的军绿色钝化膜均匀、致密、结合力牢固,耐蚀性高于彩色钝化膜.但钝化液含有六价铬,对人和环境造成严重危害。另外由于钝化膜未老化前易划伤,不适用于片状零件钝化。近年来,随着现代化工业的迅猛发展,越来越多的行业，如电子、仪表、光学仪器、汽车摩托车零部件、日用五金和建筑装潢等方面,都广泛采用黑色钝化膜。尤其在环境较差且酱消光条件下作用的镀锌件,黑色是其最佳的选择。目前镀锌黑色钝化的工艺有银盐型、碱性钼酸铵型、铜盐型、铜盐银盐结合型等。但应用最广.最稳定、最成熟的工艺是银盐型.其工艺配方为:该配方槽液稳定,经封闭后所形成的黑色钝化膜均匀、致密、结合力牢固,耐蚀性、耐磨性均高于彩色钝化膜,接近于军绿色钝化膜。但钝化液含有六价铬,一方面对人和环境造成严重危害,另一方面由于六价铬的含量远远低于军绿色钝化液及彩色钝化液，使得未经封闭的黑色钝化膜耐蚀性、耐磨性差，因此必须进行封闭处理,造成工艺复杂。且由于钝化液中含有银离子,成本较高。随着科技的发展,人们对镀锌零件表面的装饰.性要求也在不断的提高,为获得国际上流行的天空蓝色调,国内外电镀工作者开发出了蓝白钝化液。目前蓝白钝化液有三价铬钝化液.超低铬钝化液、低铬钝化液等。但由于三价铬钝化液及超低铬钝化液稳定性差,易分解,钝化层质量及外观较差,钝化膜的耐蚀性不及低铬钝化。因此应用最广、最稳定、最成熟的工艺是低铬钝化。常用的工艺配方为:为得到时下流行的仿金装饰效果,电镀工作者也开发出了金黄色钝化液.工艺配方为:该工艺可获得光亮、均匀、细密的金黄色,膜层结合力好,工艺操作简单、方便.但该膜层耐蚀性差，槽液含量低,稳定性差。1)镀锌钝化工艺种类繁多,但就常用的钝化膜工艺配方及性能特点来看,铬酸盐钝化处理存在着工艺简单、操作方便,膜层结合力牢固,耐蚀性高,具有良好的机械性能和自我修复能力,因此目前普遍采用的仍是铬酸盐钝化处理。2)由于铬酸盐钝化含有六价铬，而六价铬是致癌物质,对人体及环境都有严重危害,随着人类对环境保护的重视,政府已严格限制铬酸盐的使用、排放。为了避免六价铬对环境的污染和对人体的危害，镀锌钝化将朝着无铬酸盐钝化的方向发展。根据以上常用的钝化膜工艺配方及性能特点的综合性能来看,三价铬钝化和钼酸盐钝化具有更多的优点和可使用性。预计不久的将来,三价铬钝化和钼酸盐钝化会广泛的应用于生产。3)镀锌采用不同钝化工艺可以获得各种色彩的钝化膜,提高产品的装饰性。但就以上常用的不同色彩钝化膜而言,它们的耐蚀性存在着较大的差别。因此人们在进行镀锌钝化时应根据产品使用的环境条件和外观装饰性来综合考虑,确定合适的钝化工艺。 |
发布日期：2019-12-14 作者：王爱荣 郝海玲 浏览次数：3528
