锌镀层的钝化处理
发布时间：2008-09-12
一、六价铬钝化处理
锌的化学性质活泼，在大气中容易氧化变暗，最后产生“白锈”腐蚀。镀锌后经过铬酸盐处理，以便在锌上覆盖一层化学转化膜，使活泼的金属处于钝态，这就叫锌层铬酸盐钝化处理。这层厚度只有0．5μm以下的铬酸盐薄膜，能使锌的耐蚀性能提高6倍～8倍，并赋予锌以美丽的装饰外观和抗污能力。目前钝化主要有六价铬钝化与三价铬钝化。
铬酸盐钝化不仅作为防护层，而且在一些低档产品上经白钝化，或者白钝化经有机料着色，可作为防护-装饰用途。铬酸盐钝化液由铬酸、活化剂和无机酸组成，锌与钝化液发生作用，导致锌溶解、六价铬还原成三价铬，并在反应中消耗氢离子，当锌和溶液界面上的pH值上升到3以上时，产生一系列的成膜反应，凝胶状钝化膜就在锌界面上形成。关于钝化膜形成的机理和膜层的化学组成仍有争论。一般认为锌层钝化膜是由碱式铬酸铬、碱式铬酸锌和水合三氧化铬等组成的水合物。经分析膜中三价铬含量占28．2％，六价铬占8．68％，水分占19．3％。其中三价铬是钝化膜的骨架，六价铬靠吸附、夹杂和化学键力填充于三价铬的骨架之中，故六价铬的含量直接影响钝化膜的耐蚀性。当钝化膜受到磕、划、碰伤时，在潮湿空气中六价铬可溶于水膜内，在破损处成膜给予自动修复，这是铬酸盐膜的重要优点之一。长期以来人们认为钝化膜的彩虹色是由于化学组成决定的。三价铬呈淡绿色和绿色；六价铬呈橙红至红色；不同价态和不同量的铬相混合就出现了五颜六色。这就是化学成色学说。但是它不能解释从不同角度看颜色各异；不同钝化手法可得到有层次的色阶；随钝化膜厚度增加颜色的变化规律同所见光光波所显示的颜色相同；以及干燥过程色彩变化等现象。如是我国研究者提出了物理成色即光波干涉成色的学说。
根据光波干涉原理，入射光到达钝化膜表面一部分被反射，一部分透过钝化膜由锌层表面再反射出来，于是从外表面和从内表面反射出来的光产生光程差。当光层差等于某颜色的光波之半或它的奇数倍时，就会发生光波干涉而抵消一部分，我们肉眼所见只是该色的辅色。例如钝化时间短，膜薄光波干涉发生在紫外区，这时的颜色取决于化合物的本色，如青灰色。随膜层增厚，蓝色发生光波干涉而减弱，人们看到黄色(蓝色的辅色)，依此类推，当膜厚大于0．7μm时，钝化膜又呈现本色——棕褐色。由于工件运动，膜层厚度不均匀，各种颜色交迭一起就呈现五彩缤纷的外观。
尽管如此，上述两种成色学说都还不能互相替代，有待继续研究。
钝化膜从外观可分白钝化、淡蓝色、彩虹色钝化、金黄色、黑色钝化、军绿色钝化。这些钝化膜耐蚀强弱的顺序是军绿色>黑色>彩虹色>金黄色>淡蓝色>白色。所以凡用于耐蚀目的机械零件镀锌都必须进行彩虹色钝化。
钝化液依浓度可分为高浓度、中浓度、低浓度。因钝化中生产消耗铬酸不足5％，而95％被零件带出损失，造成严重的环境污染。采用低浓度钝化液可降低生产成本、减轻污染，钝化膜质量与高浓度铬酸钝化相当，故以介绍低铬钝化为主。
(一)铬酸盐彩色钝化
1．铬酸盐彩色钝化工艺规范(见表3—1—15)
表3—1—15 铬酸盐彩色钝化工艺规范
2．组成铬酸钝化液的三要素
钝化配方虽然很多，但任何有实用价值的配方必须包括主盐、活化剂和一定的氢离子浓度。
(1)主盐及其浓度。主盐大都采用铬酐，是成膜的主要成分，浓度可在3g／L～400g／L的范围内变化。铬酐浓度高，反应速度快，钝化时间缩短，浓度低则相反。低浓度一般用5g／L～10g／L；高浓度用l50g ／L～200g／L为宜。实践表明：钝化膜的耐蚀性和色彩的浓淡与铬酐浓度无必然的联系，关键是主盐与活化剂要搭配恰当。
(2)活化剂及其浓度。铬酸是强氧化剂，锌层一经浸入铬酸盐溶液中很快就生成一层无色透明的氧化膜，故只有铬酸而无活化剂时，锌层处于钝态，阻碍了锌层和六价铬之间的氧化还原反应，不能获得彩色钝化膜。加入活化剂防止了锌层氧化，使氧化还原反应得以顺利进行，所以加入活化剂是获得彩色钝化膜的必要条件。活化剂可采用硫酸及可溶性硫酸盐，盐酸及可溶性盐。例如硫酸、硫酸钠、盐酸、氯化钠等。活化剂浓度依铬酐浓度而定，并要保持一定的比例。就低铬钝化而言，比值范围大致为Cr03／SO42-=(5～10)：1；Cr03／C1-=1：(1～1．2)。活化剂不足，成膜速度慢，易发生白雾。采用氯化物作活化剂还有利于提高膜层的结合力。
(3)一定的氢离子浓度(pH值)。高浓度铬酸盐钝化，溶液是强酸陛，只能提出零件在空气中停留数十秒钟才能成膜，叫“气相成膜”。而低铬钝化，酸度低，可在溶pH值液中一次成膜，叫做“液相成膜”这是两种钝化工艺的主要区别。锌层与钝化液反应会消耗氢离子，pH值将升高，直接影响六价铬的氧化还原速度，当pH值达到3时，铬酸氧化还原能力很低，不能形成彩色钝化膜，所以必须维持一定的pH值。低浓度钝化液的pH值范围为l～1．5，pH值过低，膜薄而多孔，pH值>2成膜速度很慢。
3．锌镀层低浓度铬酸钝化工艺流程
镀锌→清洗→清洗→2％～3％的硝酸出光2s～5s→清洗→低铬彩色钝化→清洗→热水洗→甩干→烘
烤老化→入库。
4．注意事项
(1)镀层质量要求细致、光泽较好。因低浓度钝化液无化学抛光能力，故必须保持锌镀层的质量一致。
(2)钝化温度以15℃～35℃最好。温度低，成膜慢，色淡膜薄；温度高，膜厚而疏松，附着不牢。自动线生产最好控制在25℃左右，以确保在一定时间内获得同一色彩。
5．钝化时间
依主盐浓度、pH值、活化剂浓度和温度而定。自动线尤其要保持上述因素在规范范围内。在其他条件相同时，夏季钝化时间相应缩短；冬季则适当延长。
(1)钝化时零件与钝化液要相对运动，有利于溶液的对流扩散，防止零件粘叠，使膜层均匀一致。自动线上钝化一定要用压缩空气剧烈搅拌。
(2)清洗一定要彻底，尤其高浓度铬酸钝化，如果残留有铬迹或重铬酸锌时，将成为过早“泛白点”腐蚀的主要原因。热水的温度应不超过50℃，否则易掉膜。
(3)彩色钝化一定要经烘烤老化，以提高膜层的附着力和耐蚀性能。但老化温度不得超过65℃。温度高时膜层脱水开裂，耐蚀性明显降低。采用红外线干燥时除注意温度外，老化时间也不得超过15min，否则耐蚀性也下降。
6．低浓度铬酸钝化故障及纠正方法(见表3—1—16)
表3—1—16低铬钝化故障及纠正方法
(二)锌镀层的白色钝化
锌层白色钝化有两种，一种是纯白色的，俗称“白钝化”；另一种是略带蔚蓝色，外观似镀铬层，俗称“蓝钝化”。前者纯粹是一种无色透明的氧化锌薄膜，因几乎不含铬，故耐蚀性极差；后者尚含有0．5mg／dm2～0．6mg／dm2的三价铬，耐蚀性比白钝化好，这两种钝化膜只能用作低档产品的防护-装饰。
1．白色钝化工艺流程
光亮镀锌→清洗→出光(2％～3％HN03) →清洗→白钝化(铬酐5g／L，硝酸0．5mL／L～1mL／L，碳酸钡1g／L，醋酸镍1g／L～3g/L，室温钝化3s～8s，空气中停留5s～10s) →清洗两次→90℃以上开水烫→甩干→干燥。
配方中加碳酸钡的目的是去除铬酐中带入的硫酸根，防护黄色钝化膜生成；氯化物镀锌白钝化膜易变色，加入少量醋酸镍可以大大提高抗变色能力，为节约成本其他镀锌体系可不加；白钝化之后一定要用近沸的热水烫洗，以彻底除去夹带的六价铬有色膜，并迅速干燥。
2．获得蓝钝化膜的方法
有直接蓝钝化和彩色膜溶薄两种方法。
(1)直接蓝钝化工艺规范(见表3—1—17)。
直接蓝钝化工艺流程：光亮镀锌→清洗→清洗→蓝钝化→充分清洗两次→在含0．1g／L～0．2g／L的铬酐的热水(80℃～l00℃)烫洗→甩干→干燥。
表3—1—17 直接蓝钝化工艺规范
操作维护中注意事项：
①配方中的三氯化铬在新配溶液时一次加入，以后不必补充；氟化钠可用HF、NH4Cl或KF代替。
②氟化物是化学抛光增强剂，若含量过高会使膜层发雾。
③操作温度要低于35℃，过高膜发雾。
④本钝化液酸度高，锌溶解快，钝化时间以3s～7s为宜。
⑤钝化后在空气中停留时间与外观变化关系为银白→浅蓝→深蓝→湖绿→黄绿，要抓住色调达到要求时立即清洗。
⑥为提高耐蚀性和抗变色能力，在高温热水中加入0．1g／L～0．2g／L的铬酐很起作用，并可防止黄迹和水迹等疵病。
(2)彩色钝化后溶薄。
彩色钝化后溶薄工艺流程：镀锌→清洗→清洗→3％HN03溶液出光→清洗→彩色钝化→清洗→清洗→碱漂(Na2S 20g/L，NaOH 20g/L，室温下漂20s左右) →清洗两次→90℃以上热水烫洗→迅速甩干或烘干)。
目前市售白钝化，蓝钝化和彩色钝化溶液一般采用超低铬，如果光亮氯化物镀锌，光亮氰化镀锌等可采用超低铬钝化。
(三)锌镀层军绿色钝化工艺
军绿色钝化又称五酸钝化，能获得厚实的草绿色膜，耐蚀性能优于其他钝化膜。这种钝化成本较高，维护管理较难。
1．军绿色钝化工艺规范(见表3—1—18)
表3—1—18 军绿色钝化工艺规范
钝化液中含有磷酸根离子，所得油光草绿色膜是由铬酸盐和磷酸盐复混的、结构很复杂的膜。铬酸、磷酸、硫酸是钝化液的基本成分，硝酸对钝化膜的结合力影响很大，不宜太高。盐酸对膜层结合力和抗蚀性能均有一定影响。
配制钝化液时先溶解铬酐，然后加入其他成分，新配液应加少量锌粉搅拌数分钟，放置4h～8h让其自然冷却后方可试用。
2．工艺流程
镀锌→清洗→出光(2％～3％HN03) →清洗→军绿色钝化→清洗三次→干燥。
3．注意事项
钝化可用铝或塑料夹具；钝化时零件不得互相屏蔽或碰撞，要轻轻晃动零件或缓慢来回移动；钝化后在空气中搁置5s～10s使之老化，未干时很嫩，不能有水猛冲，亦不能洗得太久，要防止六价铬溶解。
军绿色钝化膜外观为油光草绿色，允许轻微淡绿色、淡黄色或微灰色。本工艺不适宜锌层厚度小于6μm 的小紧固件。
(四)锌镀层的黑色钝化
锌层的黑色钝化膜同军绿色相似具有很高的耐蚀性能，国外采用薄锌黑钝化来强化抗蚀能力，还可开拓机能方面的用途，所以是一种很有发展前途的工艺。黑色钝化膜可从含银盐和铜盐两种配方中获得。
(1)锌层黑色钝化工艺规范(见表3—1—19)。
表3—1—19锌层黑色钝化工艺规范
(2)溶液的配制(以配方1为例)。配制时用蒸馏水或去离子水，不能用自来水。计算量的(A)剂加入盛有水的槽中搅匀；计算量的(B)剂先用水稀释，然后在剧烈搅拌下慢慢加人槽中，入槽之时有棕色沉淀，但在搅拌下可溶解，然后测pH值，待温度合适后即可使用。
配方2配好后按体积加1g／L锌粉处理。配方3是铜盐配方，成本低些，但黑度较银盐者差。将各成分溶于水后，稀至总体积，用稀氢氧化钠调整pH、值至2～3。
(3)黑钝化工艺流程：镀锌→清洗两次→2％～3％的HN03溶液出光→充分清洗→黑钝化→充分清洗(时间<20s) →封闭(1％的铬酐溶液，加热60℃～70℃更好，时间2s～3s) →迅速干燥。
(4)操作和维护注意事项：
①钝化时间要与温度相适应，7℃～20℃，60s～120s，20℃～30℃最佳，30s～120s，温度大于30℃钝化膜发乌不清亮。
②锌层光亮度要高，锌层厚度大于7μm。
③铬钝化前清洗，严防出光硝酸带入钝化液中。
④钝化后不封闭易褪色，用60℃～70℃的热封闭液快速封闭能增加黑度且易干燥。
⑤钝化后的水洗，在洗净前提下、时间要尺量短些。
(5)正常时膜层乌黑发亮，当零件发灰不亮或钝化2min仍有干涉色时，则需调整，一般加(A)剂20mL ／L～30mL／L，(B)剂2．5mL／L～3mL／L即可恢复正常。
配方2每钝化100cm2消耗黑钝化剂(A)10mL，(B)剂20mL，铬酐4g～6g。
(6)配方3中铜盐在钝化膜中以氧化铜形式夹杂使钝化膜呈黑色。当铜盐少，铬酸多时则呈黄绿色；反之铜高黑度虽好，但结合力差；铬酐少膜呈灰褐色；甲酸盐是活化剂，含量低钝化膜呈军绿色，含量高黑度好，但过高则结合力差；醋酸起缓冲作用，含量低发黄，过高呈黄褐色。钝化时间以2min～3min为宜。，
(7)黑色钝化膜干燥后涂油或清漆，可长久地保持黑色外观。
二、镀锌层的三价铬钝化处理
由于《关于在电子电器设备中禁止使用某些有害物质指令》(ROHS)指令和《关于报废电子电器设备指令》(WEEE)的签署，要求成员国确保从2006年7月1日起，投放于市场的新电子和电器设备不包含铅、汞、镉、六价铬、聚溴二苯醚和聚溴联苯等6种有害物质。因而环保型的产品替代六价铬钝化成为迫切要求。
环保型的钝化主要采用三价铬钝化和无铬钝化两个方向。无铬钝化体系有钛酸盐、钼酸盐、钨酸盐、稀土、硅酸盐，目前这些无铬钝化体系虽然是无毒环保，健耐蚀性及外观没有六价铬钝化的好，满足不了普通五金件电镀要求，更不用说满足汽车部件电镀的高耐蚀要求，所以无铬钝化的工艺未曾在工业上广泛应用过。因此，无六价铬钝化的技术主要立足于三价铬钝化技术。
(一)三价铬钝化机理与组成
传统六价铬的钝化膜是通过锌的溶解、铬酸根的还原以及三价铬凝胶的析出而形成，膜层中含有六价铬，因此，钝化膜有自我的修复能力，亦被称为自愈能力。而三价铬膜层是通过锌的溶解形成锌离子，同时锌离子的溶解造成锌表面溶液的pH值上升，三价铬直接与锌离子、氢氧根等反应，形成不溶性化合物沉淀在锌表面上，而形成钝化膜。具体反应式如下：
溶锌过程：
成膜过程：
溶膜过程：
三价铬钝化剂一般含有以下成分：
(1)三价铬Cr3+：钝化膜的主成分来源，三价铬可取硫酸铬、硝酸铬、氯化铬、醋酸铬等。
(2)氧化剂：产生锌离子，促使膜形成。氧化剂可用双氧水、硝酸盐、卤酸盐、过硫酸盐、四价铈等。使用氧化剂的钝化剂在钝化过程中，由于pH值的自动升高，会把三价铬氧化成六价铬，而夹杂于镀层中，从而使镀层含有六价铬，因此，含氧化的钝化剂形成的膜层颜色较深，但它不符合环保要求。
(3)其他金属离子：主要调整外观颜色与耐蚀性，可用Mn、Sb、M0、Ti、Fe、C0、Ni、Ce和其他镧系稀土元素。
(4)络合剂：控制成膜的速度和钝化液稳定性。络合性太强，成膜速度慢，膜层薄，甚至不能形成膜层；络合性太弱，钝化液稳定性差，膜层无光泽。络合剂有氟化物、机羧酸以及它们的混合物等。
(5)成膜促进剂：调整膜层的颜色。选择不同的成膜促进剂，可以形成不同的色彩。可用有机与无机阴离子，如：N03-、S042-、P043-、F-、C1-、Si032-、SiF62-、BF4-、RCOOH。
(6)封孔剂：为了克服钝化剂工艺存在的耐蚀性等难题，满足汽车部件电镀的环保高耐蚀要求。由于三价铬钝化工艺的膜层有一定的条纹，而又没有自愈能力，影响它的耐蚀性，因此在钝化液中直接加入封孔剂，封孔剂采用添加直径达纳米级的微粒，能够填充钝化层的微孔，使膜层更加细密，所以膜层耐蚀性大大提高。
(二)三价铬蓝白色钝化。
三价铬蓝白色钝化溶液由三价铬盐、硫酸、硝酸和氢氟酸等成分组成。为了提高其抗蚀性，有的还加入镍盐、钴盐、稀土金属盐和溶胶类封孔剂。其钝化原理基本上与六价铬盐蓝白色钝化相类似，但也有不尽相同处。低铬六价铬酸盐钝化配方的铬酐很低，一般不超过5g／L；后来开发的商品超低铬蓝白色钝化剂，铬酐含量更低，有的甚至低于lg／L。在这样低的六价铬盐的钝化液中，溶液的酸度又较高，研究发现，在低铬或超低铬蓝白色六价铬盐钝化液中，钝化膜不是在溶液中成膜的，而是在工件离开液面、暴露于空气中时，由于吸附在工件表面的钝化溶液与锌层继续起反应，不断消耗H+而使其pH值逐渐提高，当达到一定值后，可形成一层薄薄的钝化膜。所以在这样的配方中，溶液中起主导反应的是对锌镀层的化学抛光，而不是成膜作用。锌层化学抛光是氧化性的硝酸在起主要作用，反应如下
式：
溶液中还含有六价铬离子，锌与硝酸氧化反应会产生新生态的氢，这新生态的氢是极强烈的还原剂，可把溶液中小量六价铬离子还原成三价铬离子：
在六价铬离子被还原成三价铬离子的同时，如前面所说的那样，离开液面后，吸附在工件表面的钝化液继续与锌反应，使pH值进一步提高，到达一定值后，三价铬与锌离子反应形成一层带若干水分子的锌铬转化膜——钝化膜。在这里，我们可以把锌看成是催化剂。由于溶液中的六价铬离子本来就很少，所以在反应中，能将吸附在工件表面的钝化液中的六价铬离子全部还原成三价铬离子。纵然在六价铬盐的钝化液中，在分析蓝白色钝化膜时，几乎检测不出有六价铬离子存在；所以，在低铬或超低铬蓝白色钝化溶液中，即使用的是六价铬盐，实际上也能达到三价铬盐钝化同样的要求，即钝化膜中检测不出有六价铬的成分。虽如此，但对此要达成共识是有一定难度的，所以从实际情况出发，还是选用三价铬钝化配方为宜。
钝化膜的分子是很复杂的，不妨把六价铬纯化膜的结构式简写成为：
也就是说，铬酸盐形成的钝化膜是三价铬和六价铬与锌的化合物，并有若干个结晶水。一般认为，三价铬构成钝化膜的骨架，它是不溶性的，而可溶性的六价铬离子或分子镶嵌在骨架中。高铬彩色钝化后用碱液出白，可获得蓝白色调的钝化膜，这是因为呈现彩色的可溶性六价铬化合物，都溶解掉了，剩下来的是三价铬化合物，所以呈现出蓝白色。
众所周知，钝化膜中的六价铬对膜层有自修复能力，因为蓝白色钝化膜没有六价铬成分，所以抗蚀性差，一般盐雾试验好的也只能达到48h左右，差的甚至24h都难以通过。蓝白色钝化膜的结构简式可以表示为：Cr203·Zn·xH20。
1．三价铬蓝白色钝化膜成膜机理
三价铬蓝白色钝化膜成膜机理与低铬和超低铬六价铬钝化液有相同之处。所不同的是溶液中本身没有六价铬或只有极少量的六价铬，这样，在化学抛光和成膜的过程中，就几乎没有还原六价铬的过程。
(1)锌溶解过程：
(2)膜形成过程：
(3)膜溶解过程：
为此，可将钝化溶液的pH值适当提高，尽量使其在溶液中就能形成钝化膜。所以三价铬钝化液的pH 值要比六价铬蓝白色钝化溶液的高。这样对成膜是有利了，但在如此低的酸度条件下，对锌镀层的化学抛光作用却减弱了。要解决这一矛盾，可增加一道稀硝酸出光工序来弥补。
三价铬蓝白色钝化膜的耐盐雾性与在六价铬钝化溶液中所获得的钝化膜质量相仿。如浸钝化膜保护剂，可更进一步提高其耐蚀性能。保护剂可用ZP-1(上海永生助剂厂产品)这种保护剂干燥后膜层透明，对钝化膜的色泽影响不大。干燥成膜后，不再溶于水，使钝化膜与空气隔离开来，从而可提高其抗蚀性。使用方法是：l份ZP-1钝化膜保护剂加1份～3份去离子水稀释后使用；对腐蚀要求特别高的镀锌件，也可不加水直接使用。最好用热风离心机干燥；如用一般离心机，还需在80℃～l00℃烘箱中进行烘干。大零件可用带热风压缩空气吹干。
2．三价铬钝化溶液的配方和操作条件
由于技术也是商品，到目前为止，一些原辅材料生产商多将三价铬钝化剂以组合剂形式出售，参考一些资料，国内外有代表性的配方如表3—1—20所列。
表3—1—20 三价铬蓝白色配方和操作条件
3．三价铬钝化的工艺流程
镀锌→清洗→0．5％～l．5％稀硝酸溶液出光→钝化→清洗→浸钝化膜保护剂→热风离心干燥或压缩空气吹干(白钝化膜一般抗盐雾性能较差，一般只有24h左右，所以需要在钝化后浸一层保护膜，以提高其抗蚀性能；如对膜层抗蚀性要求不高的，也可不浸保护剂。保护剂以无机型的为佳，干燥后成玻璃状物质封闭覆盖在钝化膜表面，且对钝化膜色泽影响较少)。
4．三价铬钝化溶液操作注意事项
表3—1—21中所列的三价铬钝化溶液大多是商品钝化剂，虽然配方各有千秋，但万变不离其宗，其主要成分还是相差不多的，只是辅助剂有所不同。综观表3—1—21所列配方，工艺条件中的pH值多在1．6～2．3之间，这一pH值，正是钝化膜形成合适的酸碱度；低了膜层薄，且容易发雾；高了膜层疏松，结合力差。但这一pH值范围对锌镀层不能起较好的化学抛光作用，所以钝化前需要在稀硝酸溶液中进行光亮浸蚀，这一点与六价铬蓝白色钝化是不同的。在钝化反应中，随着锌层的溶解，必然导致溶液氢离子的消耗，这样pH值会逐渐升高。要降低三价铬纯化溶液中的pH值，多数是添加硝酸。由于前一道工序是稀硝酸出光，可以不清洗直接进人钝化槽进行钝化，这样溶液就不必再添加硝酸了。但要注意的是，稀硝酸溶液也不能带人太多，太多将导致pH值过快下降也是不行的。这需要操作人员经验积累，使带人稀硝酸的量正好能维持pH值在工艺范围内。为防止硝酸带人过多，可在中间增加一只清水槽，钝化液pH值接
近下限时，用清水洗一下；pH值不低时，就不清洗。当然，硝酸带入量如果能平衡槽液的pH值那是最好不过的事。
三价铬钝化溶液的pH值是一项重要的指标，要得到质量好的钝化膜，必须要控制好pH值。如稀硝酸溶液带入过多，也可以加l0％氢氧化钠或碳酸钠溶液来调整。
钝化溶液的温度与钝化膜的厚度和抗腐蚀性有密切关系，一般来说，温度高时所获得的钝化膜层厚，抗蚀性能也较好；但提高温度要耗电，操作起来也不太方便，工人们总希望在室温条件下操作，如果室温条件下操作能满足要求，当然更好，如对抗腐蚀性要求高的，则需要提高钝化溶液的温度。钝化时间与膜层厚度也有一定关系，从试验以及各供应商的说明书来看，钝化时间大都推荐在10s～30s之间，比低铬六价铬蓝白色钝化成膜时间稍长些。空气中需要有一定时间的停留，这对成膜是有好处的。
(三)三价铬彩色钝化
1．钝化膜外观要求存在的误区
三价铬钝化剂从开始研制到现在虽然为时不长，但发展很快；从抗盐雾性能看，由最初达不到六价铬工艺水平，现在已可达到；而且有些好的商品三价铬彩色钝化剂所获得的钝化膜质量甚至还能大大超过六价铬彩色钝化剂，如盐雾试验出白锈的时间能达到480h以上。所以我们不必担心三价铬彩色钝化膜的抗腐蚀性。但对于彩色钝化膜的外观色泽，在认识上存在着误区，有必要特别说明如下：镀锌本来是不讲究外观的，我们可以从早期国外的《电镀手册》和有关文献中可看到，镀锌后铬酸盐钝化处理的配方中，只有铬酸盐和硫酸，没有氧化性强的硝酸。众所周知，硝酸能对锌层起化学抛光作用，而硫酸几乎没有这一功能；所以那时的镀锌钝化膜是不光亮的，外观呈土黄色。
关于彩色钝化膜的颜色，多年来习惯于要鲜艳的五彩色，在六价铬盐钝化时，有的甚至提出要统一的偏红色、偏绿色或绿黄色，把防护性镀锌层当作防护-装饰性的镀层来看待，这不能不说是一个误区。现在还有不少人希望三价铬彩色钝化的色泽要接近六价铬，他们厌三价铬钝化膜的色泽太淡，认为不像彩色钝化膜。这种用老标准六价铬彩色钝化膜的色泽去要求三价铬彩色钝化膜，既是不合理，也是没有可能的。六价铬离子与锌结合和含水量的不同，会出现红色或黄色，而三价铬本身多是绿色或紫色的，要达到如六价铬钝化膜那样的五彩色其实是不可能的，三价铬彩色钝化膜的外观没有必要去苛求它，表面只要清爽、防腐蚀性能好就行。最新研制成功的一些质量好的商品三价铬彩色钝化剂，往往在组分中直接加入封孔剂，克服了三价铬钝化无自愈能力的缺点，大大提高了镀层的耐蚀性，盐雾试验可超过六价铬彩色钝化工艺。 2．彩色钝化膜形成的机理
传统的六价铬钝化膜是通过锌的溶解、铬酸根的还原以及三价铬凝胶析出而形成，膜层中含有六价铬，因此钝化膜有自修复能力。三价铬膜层是通过锌的溶解形成锌离子，使溶液的pH值上升，三价铬直接与锌离子、氢氧根等反应，形成不溶性化合物凝结在锌层表面，而形成钝化膜。反应式与蓝白色钝化大致相同，只是钝化溶液的温度较高，使钝化膜中的三价铬形态与蓝白色钝化膜稍有不同而已，又因为三价铬彩色钝化膜的厚度要比蓝白色的厚得多，根据有关文献，三价铬彩色钝化膜的膜层厚度为0．25μm～1μm，而蓝白色钝化膜的厚度只有80nm左右，所以三价铬彩色钝化膜的抗腐蚀性要大大超过蓝白色钝化膜。
我们可以把三价铬彩色钝化膜看成是带若干个结晶水分子的碱式三氧化二铬合锌的化合物，当然其间还有C0、Ni、Ce等金属盐与锌的置换层以及夹杂的某些阴离子参杂的钝化膜中。钝化膜的色泽与三价铬盐的
结晶水和络合剂有关，络合态的三价铬离子能显紫色，这样形成的钝化膜会出现略带彩虹的干涉色。三价铬彩色钝化膜要比蓝白色钝化膜厚，因而有比蓝白色钝化膜好得多的耐盐雾性能。
3．三价铬彩色钝化剂的组成
三价铬彩色钝化剂由三价铬盐、络合剂、成膜促进剂、氧化剂、稳定剂、稀土金属和封孔剂等组成。现分别进行介绍。
1)三价铬盐
三价铬盐是彩色钝化膜成膜的主剂。三价铬盐品种较多，现将常用的略加介绍。
(1)硝酸铬。或称九水合硝酸铬，就是它分子中含有9个结晶水，为紫红色单斜晶体，能溶于水。
(2)硫酸铬。因含水量不同有好几种产品，它们的色泽也有较大的区别，有的能溶于水，有的则不能溶于水，当然不溶于水的不好用。无水硫酸铬为紫色或红色粉末，它不溶于水和酸；十五水合硫酸铬是深绿色片状化合物，能溶于水；十八水合硫酸铬是紫色立方晶体，能溶于水。
(3)氯化铬。它的色泽也多变，无水的为玫瑰紫色片状结晶，几乎不溶于水；六水合物氯化铬则有深绿色、浅绿色或紫色三种，溶于水，在水溶液中变成深绿色和紫色混合物。
(4)铬矾。有硫酸铬钾，又称钾铬矾；硫酸铬铵，又称铵铬矾；硫酸铬钠，又称钠铬矾。这三种铬矾都含24个结晶水，外观为绿色或紫色立方晶体，能溶于水。
2)氧化剂
它能使锌镀层溶解而产生锌离子，可促使钝化膜形成。氧化剂有双氧水、硝酸盐、卤酸盐、过硫酸盐、四价铈等。凡能把三价铬氧化成六价铬的氧化剂是不能用的，因为不符合环保要求。早期的三价铬钝化剂常用双氧水作氧化剂，但双氧水在溶液中不稳定，尤其当溶液在工作后，溶人了金属离子，更易分解，所以现在的三价铬彩色钝化剂中多不再使用它。
3)络合剂
它在溶液中的作用是，能控制成膜速度和钝化液稳定性。络合性太强，成膜速度慢，膜层薄，甚至不能形成膜；络合性太弱，钝化液稳定性差，膜层无光泽。络合剂有氟化物、有机羧酸以及它们的混合物，如丙二酸、草酸、戊二酸马来酸和苹果酸等。其实多数络合剂也是稳定剂。选用适当的络合剂，是获得优质钝化膜和能使钝化溶液稳定的一项非常重要的参数。
4)稳定剂
稳定剂能稳定钝化溶液中三价铬的价态，如原来带紫色的溶液不使其变为绿色；稳定剂还用来稳定钝化溶液的pH值，因为彩色钝化溶液的pH值在1．8～2．3范围内，一些低碳链的羧酸盐有较好稳定pH 值的能力。其实多数络合剂也是稳定剂。
5)成膜促进剂
成膜促进能调整钝化膜层颜色。选择不同的成膜促进剂，可形成不同的色彩。可用有机或无机阴离子，如有N03-、S042-、P043-、F-、C1-、SiO2-、SiF2-、BF4-和RCOOH等。
6)其他金属
主要调整钝化膜的外观与耐蚀性，这些可用的金属元素有Ag、Cu、V、Ti、Y、Nb、Ta、Al、Ga、In、Mn、Sb、Ti、Fe、M0、C0、Ni、Ce和镧系稀土元素等。
7)封孔剂
为了克服三价铬钝化剂耐蚀性差的难题，在钝化剂中直接加入具有纳米级微粒作封孔剂，来填充钝化膜层的微孔，从而可大大提高钝化膜的耐蚀性。水解后的有机硅可用作封孔剂。
三价铬彩色钝化剂虽可由上述七大类组分所组成，但当然不是所有彩色钝化剂都含有这些成分，而是根据各研制单位自己的需要会有所增减的。在市场经济条件下，各单位的商品钝化剂的组成是秘密；但有的成分是不能少的，如三价铬盐，它是三价铬钝化膜的主剂，有的则可根据不同配方有所增减。
4．三价铬彩色钝化剂的配方和操作条件
下列一些三价铬彩色钝化剂是在行业中已有一定影响的商品。现在三价铬钝化剂犹如雨后春笋般发展着，因篇幅有限不能一一列入。未列入本表的也可能有更好的，用户可通过自己生产实践去挑选。
三价铬彩色钝化的配方和操作条件见表3—1—21。
表3—1—21 三价铬彩色钝化的配方和操作条件
5．三价铬彩色钝化溶液工艺条件对钝化膜质量的影响
(1)钝化溶液的浓度。由于上述配方都是以商品形式出售的，未列出各种成分的数据，但三价铬的含量是很容易通过化学分析来得出的，较普遍的三价铬离子浓度应在10g／L左右。
(2)pH值。三价铬彩色钝化溶液的pH值是一个重要的参数，从表3—1—22可见，其pH值多在2±0．2之间，可用0．5～5．0的精密pH值试纸测量。它的成膜条件与低铬六价铬彩色钝化溶液的条件相似，pH值在1．8～2．2之间是钝化膜的溶液中成膜的条件，低于l．8，膜层难以形成，不能得到厚的钝化膜，抗蚀性能差，色彩也淡；高于2．2会影响钝化膜的结合力，膜层疏松，表面光亮度差。
(3)温度。三价铬彩色钝化溶液的自催化性较弱。因此大多数溶液需要加温，以促进反应加速进行。一般来说，在常温条件下，成膜速度慢，膜层较薄，抗盐雾性能差；但如适当调整配方和提高pH值，则成膜时间可缩短，也能达到要求。溶液温度越高，膜层越厚，抗盐雾性也越好；但温度过高，钝化膜易发雾。国外专利中有的将钝化液加温到沸腾状态，据说，盐雾试验能达到l000h。由此可见，温度对于三价铬彩色钝化膜的重要性。通常三价铬彩色钝化溶液的温度控制在50℃左右，经改进后的配方，温度也可低到20℃，但这种配方目前还是少数。
(4)时间。如上所述，三价铬彩色钝化膜形成速度较慢，除了需要加温外，钝化时间也比低铬六价铬彩色的长。时间长短影响钝化膜的厚度，时间短，膜层薄，反之则膜层厚；但膜层过厚也是不宜的，过厚会引起膜层疏松和结合力不牢。钝化时间还与溶液的温度有关，如溶液温度低，则钝化时间需长些；如钝化溶液温度高，则钝化时间可以适当缩短，一般控制在30s～60s之间。
以WX-3C三价铬彩色钝化剂为例，操作条件与钝化膜色泽的关系如下：
(1)淡金黄色膜。pH值控制在2．2，钝化溶液温度在30℃～35℃，时间约为30s～40s。(2)淡紫红色膜。pH值控制在2．4，钝化溶液温度在40℃～50℃，时间约为25s。
(3)淡蓝微红膜。pH值控制在2．0，钝化溶液温度在20℃～28℃，时间约为25s。
(四)三价铬黑色钝化
镀锌层黑色钝化膜具有外观乌黑光亮、色泽均匀、高雅庄重。曾有人说，黑色是永恒的流行色，是一种永远不会过时的色调。黑色钝化膜的抗蚀性又好，因此近几年来该工艺越来越受到人们的青睐，所以使用范围也随着扩大了。某些电子产品，如收录机等音响网罩、前后盖和无线电仪表以及照相机和光学仪器等配件，也往往选用镀锌黑色钝化来进行保护和装饰；汽车和摩托车的零部件，如消光灯罩、制动器、仪表板螺丝等也多用镀锌黑色钝化工艺来进行处理；镀锌黑色钝化还用在日用五金制品、造船等方面。对电镀厂来说，其附加值要比其他镀锌钝化的要大得多，所以更突显该工艺的重要性。
镀锌黑色钝化工艺问世时间还不长，国外在20世纪70年代、我国则在80年代才开始有该工艺投入生产。配方中除有六价铬化合物外，发黑剂为银盐或铜盐；无论从外观或抗蚀性，铜盐的都不如银盐，所以真正应用于生产的是银盐。就银盐而言，又有两种基础配方，一种是早期的醋酸型，一种是后期的磷酸型。醋酸型形成的膜层薄，抗蚀性差；磷酸型形成的膜层厚，抗蚀性好。
迄今，市场上推出的商品三价铬黑色钝化的发黑剂，既不是银盐，也不是铜盐，而是另外两种金属盐，稍早推出的发黑剂是铁盐，但铁盐发黑的膜层比较疏松，稳定性也较差，现在已有另一种金属来取代，膜层坚牢，也较光亮。总的说来，三价铬黑钝化工艺还不太成熟，目前尚处在研发阶段。
1．三价铬钝化剂的配方和操作条件
现将国内外有代表性的商品三价铬黑钝化剂如表3—1—22所列。
2．三价铬黑色钝化的工艺流程
镀锌→清洗→稀硝酸出光→清洗→黑钝化→清洗→浸封闭剂→干燥→浸保护膜→干燥
工艺流程说明：三价铬黑色钝化膜的后处理与蓝白色和彩色钝化膜有些不同，这一工艺在钝化清洗后，需要增加一道封闭剂浸渍。这道封闭处理非常重要，本来三价铬黑色钝化的膜层是较疏松的，在没有干燥前很容易擦伤。封闭剂是纳米级溶胶，其分子可渗入到钝化膜中去，通过封闭处理，可使膜层硬度提高、黑度增加、膜层坚牢、抗腐蚀性提高，而且还能增加钝化膜光亮度。浸封闭剂后不清洗而直接干燥；干燥后，再浸保护膜，然后再烘干。保护膜多为有机的，可以是水溶性的也可以是溶剂型的透明或黑色涂料。
表3—1—22 三价铬黑色钝化剂配方和操作条件
3．三价铬黑色钝化的操作条件
三价铬黑色钝化剂配方比蓝白色和彩色钝化剂要复杂些。就笔者所了解到的信息，目前国内外推出的商品性三价铬钝化剂的发黑剂都不是银盐，从剂型看，大都分为A、B两型。通常，A型为三价铬盐和其他辅助剂，8型的为发黑剂和助剂。AB两种剂型结合起来，才成为工作液。商品三价铬钝化剂现在虽已投入实际生产应用，但这些溶液的稳定性还有待提高；因为在生产过程中溶液变化较大，需要频繁地进行调整。以铁盐为发黑剂的溶液放置一段时间后，再调整也无济于事，只好倒掉重配。有的溶液适应性范围还不够宽，如说明书中特别指出，该钝化剂适宜碱性镀锌层，可获得高光泽的黑色层；这就是说对于氯化钾镀锌层可能不适用。
三价铬黑色钝化的工艺流程已如上述，要注意的是溶液的pH值，以维持在1．8—2．2为佳。
三价铬钝化剂的发黑剂不是银盐，所以可用自来水配制。黑色钝化膜潮湿时很软，操作时动作要轻柔。钝化时间和钝化液的温度可根据供应商的说明书要求来控制。一般来说，溶液温度高时，钝化时间要短些；反之，温度低时，钝化时间要适当延长。最主要的还在于灵活掌握，时间过长得到的膜层将是疏松的。
不锈钢酸洗与钝化规范 ——奥氏体不锈钢压力容器的酸洗钝化晨怡热管 1 前言 在我公司生产中，经常有不锈钢设备的制作，不锈钢设备由于接触到腐蚀性介质，会造成设备表面有明显的腐蚀痕迹及颜色不均匀的斑痕，因此对不锈钢设备表面的处理尤为关键，不锈钢设备表面的钝化处理就是一个重要环节。设备表面钝化膜形成不完善，与铁离子接触造成污染，在使用过程中就会出现锈蚀现象，造成运行介质指标变化等。下面就奥氏体不锈钢设备表面的酸洗钝化处理原理及实际操作的常规工艺过程谈一些看法，以供有关人员参考。 2 概述 奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，而且还有良好的冷热加工性能，因此被广泛地用于制造各类具有防腐蚀要求的压力容器，奥氏体不锈钢表面的钝化膜，对其耐腐蚀有很大影响。奥氏体不锈钢的钝化膜主要是通过对其表面进行酸洗钝化处理得来的。 3 酸洗钝化的原理 3.1钝化：金属经氧化性介质处理后，其腐蚀速度比原来未处理前有显著下降的现象称金属的钝化。 其钝化机理主要可用薄膜理论来解释，即认为钝化是由于金属与氧化性介质作用，作用时在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、能中固地附在金属表面上的钝化膜。这层膜成独立相存在，通常是氧和金属的化合物。它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质直接接触，从而使金属基本停止溶解。奥氏体不锈钢经氧化性介质处理后其表面能形成满足上述要求的钝化膜，但该钝化膜在起活化作用的Cl-、Br-、F-等卤素离子作用下，极易受到破坏。这也就是虽经酸洗钝化处理的奥氏体不锈钢压力容器在进行水压试验后若不能将水渍除干净，但应控制水的Cl-含量不超过25ppm的原因之一。另外并非任何金属的氧化膜都可视作钝化膜，如碳钢在高温氧化后形成的氧化膜由于不能满足牢固地附在金属表面的要求而不能充作钝化膜。 对于奥氏体不锈钢一般采用氧化性强的以硝酸为主剂的溶液来进行处理，为确保钝化处理的效果，在钝化前先对被钝化表面进行酸洗处理。整个处理过程就称为酸洗钝化处理，简称酸洗钝化。 4 酸洗液、钝化液及酸洗膏配方 酸洗液：20%硝酸+5%氢氟酸+75%水 钝化液：5%硝酸+2%重铬酸钾十93%水 酸洗钝化液(二合一)：20%硝酸+10%氢氟酸+70%水 酸洗钝化膏(二合一)配方：盐酸20毫升，水100毫升，硝酸30毫升，澎润土150克搅拌成糊状。 5 酸洗钝化处理的常规工艺过程 为确保酸洗钝化质量，酸洗钝化首先需考虑采用酸洗钝化液浸泡的方式，在不便于采用液体浸泡的情况下，才考虑用涂刷酸洗钝化膏的方式，但不宜使用涂刷酸洗钝化液的方式。 当采用酸洗钝化液浸泡的方式时，需定期对浸泡液进行测试和化验。 酸洗钝化的常规工艺过程如下： →酸洗→冲洗→钝化（池洗）→预处理→→酸洗钝化（二合一）液（池洗）→冲洗→后处理→酸洗钝化（二合一）膏（池洗）→ 5.1 预处理 5.1.1 去除焊缝及母材表面的飞溅、焊药、灰尘等。 5.1.2 去除油污，必要时可采用碱洗或洗涤液清洗，洗后需用清水将表面冲洗于净。 5.2 酸洗(池洗)及冲洗
锌镀层的钝化处理 发布时间：2008-09-12 一、六价铬钝化处理 锌的化学性质活泼，在大气中容易氧化变暗，最后产生“白锈”腐蚀。镀锌后经过铬酸盐处理，以便在锌上覆盖一层化学转化膜，使活泼的金属处于钝态，这就叫锌层铬酸盐钝化处理。这层厚度只有0．5μm以下的铬酸盐薄膜，能使锌的耐蚀性能提高6倍～8倍，并赋予锌以美丽的装饰外观和抗污能力。目前钝化主要有六价铬钝化与三价铬钝化。 铬酸盐钝化不仅作为防护层，而且在一些低档产品上经白钝化，或者白钝化经有机料着色，可作为防护-装饰用途。铬酸盐钝化液由铬酸、活化剂和无机酸组成，锌与钝化液发生作用，导致锌溶解、六价铬还原成三价铬，并在反应中消耗氢离子，当锌和溶液界面上的pH值上升到3以上时，产生一系列的成膜反应，凝胶状钝化膜就在锌界面上形成。关于钝化膜形成的机理和膜层的化学组成仍有争论。一般认为锌层钝化膜是由碱式铬酸铬、碱式铬酸锌和水合三氧化铬等组成的水合物。经分析膜中三价铬含量占28．2％，六价铬占8．68％，水分占19．3％。其中三价铬是钝化膜的骨架，六价铬靠吸附、夹杂和化学键力填充于三价铬的骨架之中，故六价铬的含量直接影响钝化膜的耐蚀性。当钝化膜受到磕、划、碰伤时，在潮湿空气中六价铬可溶于水膜内，在破损处成膜给予自动修复，这是铬酸盐膜的重要优点之一。长期以来人们认为钝化膜的彩虹色是由于化学组成决定的。三价铬呈淡绿色和绿色；六价铬呈橙红至红色；不同价态和不同量的铬相混合就出现了五颜六色。这就是化学成色学说。但是它不能解释从不同角度看颜色各异；不同钝化手法可得到有层次的色阶；随钝化膜厚度增加颜色的变化规律同所见光光波所显示的颜色相同；以及干燥过程色彩变化等现象。如是我国研究者提出了物理成色即光波干涉成色的学说。 根据光波干涉原理，入射光到达钝化膜表面一部分被反射，一部分透过钝化膜由锌层表面再反射出来，于是从外表面和从内表面反射出来的光产生光程差。当光层差等于某颜色的光波之半或它的奇数倍时，就会发生光波干涉而抵消一部分，我们肉眼所见只是该色的辅色。例如钝化时间短，膜薄光波干涉发生在紫外区，这时的颜色取决于化合物的本色，如青灰色。随膜层增厚，蓝色发生光波干涉而减弱，人们看到黄色(蓝色的辅色)，依此类推，当膜厚大于0．7μm时，钝化膜又呈现本色——棕褐色。由于工件运动，膜层厚度不均匀，各种颜色交迭一起就呈现五彩缤纷的外观。 尽管如此，上述两种成色学说都还不能互相替代，有待继续研究。 钝化膜从外观可分白钝化、淡蓝色、彩虹色钝化、金黄色、黑色钝化、军绿色钝化。这些钝化膜耐蚀强弱的顺序是军绿色>黑色>彩虹色>金黄色>淡蓝色>白色。所以凡用于耐蚀目的机械零件镀锌都必须进行彩虹色钝化。 钝化液依浓度可分为高浓度、中浓度、低浓度。因钝化中生产消耗铬酸不足5％，而95％被零件带出损失，造成严重的环境污染。采用低浓度钝化液可降低生产成本、减轻污染，钝化膜质量与高浓度铬酸钝化相当，故以介绍低铬钝化为主。 (一)铬酸盐彩色钝化 1．铬酸盐彩色钝化工艺规范(见表3—1—15) 表3—1—15 铬酸盐彩色钝化工艺规范
不锈钢钢球酸洗钝化工艺 1．不锈钢酸洗钝化的必要性: 奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能，抗高温氧化性能，较好的低温性能及优良的机械与加上r生能。因此广泛用于化工、石油、动力、核工程、航天航空、海洋、医药、轻工、纺织等部门。其主要目的在于防腐防锈。不锈钢的耐腐蚀主要依靠表面钝化膜，如果膜不完整或有缺陷，不锈钢仍会被腐蚀。工程上通常进行酸洗钝化处理，使不锈钢的耐蚀潜力发挥得更大。在不锈钢设备与部件在成形、组装、焊接、焊缝检查(如探伤、耐压试验)及施工标记等过程中带来表面油污、铁锈、非金属脏物、低熔点金属污染物、油漆、焊渣与飞溅物等，这些物质影响了不锈钢设备与部件表面质量，破坏了其表面的氧化膜，降低了钢的抗全面腐蚀性能和抗局部腐蚀性能(包括点蚀、缝隙腐蚀)，甚至会导致应力腐蚀破裂。 不锈钢表面清洗、酸洗与钝化，除最大限度提高耐蚀性外，还有防止产品污染与获得美观的作用。在GBl50一1998《钢制压力容器》规定，“有防腐要求的不锈钢及复合钢板制造的容器的表面应进行酸洗钝化”。这一规定是针对石油化工中使用的压力容器而言的，因为这些设备用于直接与腐蚀介质相接触的场合，从保证耐蚀耐蚀性出发，提出酸洗钝化是必要的。对其他工业部门，如并非出于防腐目的，仅基于清洁与美观要求，而采用不锈钢材判·的则无需酸洗钝化。但对不锈钢设备的焊缝还需要进行酸洗钝化。对核工程、某些化工装置及其它使用要求严格的，除酸洗钝化外，还要采用高纯度介质进行最终精细清洗或进行机械、化学与电解抛光等精整处理。 2．不锈钢酸洗钝化原理 不锈钢的抗腐蚀陛能主要是由于表面覆盖着一层极薄的(约1nm)致密的钝化
膜，这层膜1n腐蚀介质隔离，是不锈钢防护的基本屏障。不锈钢钝化具有动态特征，不应看作腐蚀完全停止，而是形成扩散的阻挡层，使阳极反应速度大大降低。通常在有还原剂(如氯离子)情况下倾向于破坏膜，而在氧化剂(如空气)存在时能保持或修复膜。 不锈钢工件放置于空气中会形成氧化膜，但这种膜的保护性不够完善。通常先要进行彻底清洗，包括碱洗与酸洗，再用氧化剂钝化，才能保证钝化膜的完整性与稳定性。酸洗的目的之一是为钝化处理创造有利条件，保证形成优质的钝化膜。因为通过酸洗使不锈钢表面平均有10μm厚一层表面被腐蚀掉，酸液的化学活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其它部位高，因此酸洗可使整个表面趋于均匀平衡，一些原来容易造成腐蚀的隐患被清除掉了。但更重要的是，通过酸洗钝化，使铁与铁的氧化物比铬与铬的氧化物优先溶解，去掉了贫铬层，造成铬在不锈钢表面富集，这种富铬钝化膜的电位可达+1．0V(SCE)，接近贵金属的电位，提高了抗腐蚀的稳定性。不同的钝化处理也会影响膜的成分与结构，从而影响不锈性，如通过电化学改性处理，可使钝化膜具有多层结构，在阻挡层形成CrO3或Cr2O3，或形成玻璃态的氧化膜，使不锈钢能发挥最大的耐蚀性。 国内外学者对不锈钢钝化膜的生成进行了大量研究。以近几年北京科大对316L 钢钝化膜光电子能谱(xps)研究为例作简述[1]。不锈钢钝化是表面层由于某种原因溶解与水分子的吸附，在氧化剂的催化作用下，形成氧化物与氢氧化物，并与组成不锈钢的cr、Ni、Mo元素发生转换反应，最终形成稳定的成相膜，阻止了膜的破坏与腐蚀的发生。其反应历程为： Fe·H20+O*≒[FeOH·O*]ad+H++e [FeOH·O*]ad≒[FeO·O*]ad+H++e
不锈钢酸洗钝化原理和钝化的方法与工 艺 1．不锈钢酸洗钝化的必要性: 奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能，抗高温氧化性能，较好的低温性能及优良的机械与加上r生能。因此广泛用于化工、石油、动力、核工程、航天航空、海洋、医药、轻工、纺织等部门。其主要目的在于防腐防锈。不锈钢的耐腐蚀主要依靠表面钝化膜，如果膜不完整或有缺陷，不锈钢仍会被腐蚀。工程上通常进行酸洗钝化处理，使不锈钢的耐蚀潜力发挥得更大。在不锈钢设备与部件在成形、组装、焊接、焊缝检查(如探伤、耐压试验)及施工标记等过程中带来表面油污、铁锈、非金属脏物、低熔点金属污染物、油漆、焊渣与飞溅物等，这些物质影响了不锈钢设备与部件表面质量，破坏了其表面的氧化膜，降低了钢的抗全面腐蚀性能和抗局部腐蚀性能(包括点蚀、缝隙腐蚀)，甚至会导致应力腐蚀破裂。
不锈钢表面清洗、酸洗与钝化，除最大限度提高耐蚀性外，还有防止产品污染与获得美观的作用。在GB 150一1998《钢制压力容器》规定，“有防腐要求的不锈钢及复合钢板制造的容器的表面应进行酸洗钝化”。这一规定是针对石油化工中使用的压力容器而言的，因为这些设备用于直接与腐蚀介质相接触的场合，从保证耐蚀耐蚀性出发，提出酸洗钝化是必要的。对其他工业部门，如并非出于防腐目的，仅基于清洁与美观要求，而采用不锈钢材判·的则无需酸洗钝化。但对不锈钢设备的焊缝还需要进行酸洗钝化。对核工程、某些化工装置及其它使用要求严格的，除酸洗钝化外，还要采用高纯度介质进行最终精细清洗或进行机械、化学与电解抛光等精整处理。 2．不锈钢酸洗钝化原理 不锈钢的抗腐蚀陛能主要是由于表面覆盖着一层极薄的(约1nm)致密的钝化膜，这层膜1n腐蚀介质隔离，是不锈钢防护
1．不锈钢酸洗钝化的必要性: 奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能，抗高温氧化性能，较好的低温性能及优良的机械与加上r生能。因此广泛用于化工、石油、动力、核工程、航天航空、海洋、医药、轻工、纺织等部门。其主要目的在于防腐防锈。不锈钢的耐腐蚀主要依靠表面钝化膜，如果膜不完整或有缺陷，不锈钢仍会被腐蚀。工程上通常进行酸洗钝化处理，使不锈钢的耐蚀潜力发挥得更大。在不锈钢设备与部件在成形、组装、焊接、焊缝检查(如探伤、耐压试验)及施工标记等过程中带来表面油污、铁锈、非金属脏物、低熔点金属污染物、油漆、焊渣与飞溅物等，这些物质影响了不锈钢设备与部件表面质量，破坏了其表面的氧化膜，降低了钢的抗全面腐蚀性能和抗局部腐蚀性能(包括点蚀、缝隙腐蚀)，甚至会导致应力腐蚀破裂。不锈钢表面清洗、酸洗与钝化，除最大限度提高耐蚀性外，还有防止产品污染与获得美观的作用。在GBl50一1998《钢制压力容器》规定，“有防腐要求的不锈钢及复合钢板制造的容器的表面应进行酸洗钝化”。这一规定是针对石油化工中使用的压力容器而言的，因为这些设备用于直接与腐蚀介质相接触的场合，从保证耐蚀耐蚀性出发，提出酸洗钝化是必要的。对其他工业部门，如并非出于防腐目的，仅基于清洁与美观要求，而采用不锈钢材判·的则无需酸洗钝化。但对不锈钢设备的焊缝还需要进行酸洗钝化。对核工程、某些化工装置及其它使用要求严格的，除酸洗钝化外，还要采用高纯度介质进行最终精细清洗或进行机械、化学与电解抛光等精整处理。 2．不锈钢酸洗钝化原理
不锈钢的抗腐蚀陛能主要是由于表面覆盖着一层极薄的(约1nm)致密的钝化膜，这层膜1n腐蚀介质隔离，是不锈钢防护的基本屏障。不锈钢钝化具有动态特征，不应看作腐蚀完全停止，而是形成扩散的阻挡层，使阳极反应速度大大降低。通常在有还原剂(如氯离子)情况下倾向于破坏膜，而在氧化剂(如空气)存在时能保持或修复膜。 不锈钢工件放置于空气中会形成氧化膜，但这种膜的保护性不够完善。通常先要进行彻底清洗，包括碱洗与酸洗，再用氧化剂钝化，才能保证钝化膜的完整性与稳定性。酸洗的目的之一是为钝化处理创造有利条件，保证形成优质的钝化膜。因为通过酸洗使不锈钢表面平均有10μm 厚一层表面被腐蚀掉，酸液的化学活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其它部位高，因此酸洗可使整个表面趋于均匀平衡，一些原来容易造成腐蚀的隐患被清除掉了。但更重要的是，通过酸洗钝化，使铁与铁的氧化物比铬与铬的氧化物优先溶解，去掉了贫铬层，造成铬在不锈钢表面富集，这种富铬钝化膜的电位可达+1．0V(SCE)，接近贵金属的电位，提高了抗腐蚀的稳定性。不同的钝化处理也会影响膜的成分与结构，从而影响不锈性，如通过电化学改性处理，可使钝化膜具有多层结构，在阻挡层形成CrO3或Cr2O3，或形成玻璃态的氧化膜，使不锈钢能发挥最大的耐蚀性。 国内外学者对不锈钢钝化膜的生成进行了大量研究。以近几年北京科大对316L钢钝化膜光电子能谱(xps)研究为例作简述[1]。不锈钢钝化是表面层由于某种原因溶解与水分子的吸附，在氧化剂的催化作用下，形成氧化物与氢氧化物，并与组成不锈钢的cr、Ni、Mo元素发生转换反
镀锌钝化工艺 所周知，作为一个阳极性镀层的锌层，其耐蚀性除了与厚度有关外，主要决定于上面钝化膜的耐蚀性，而这更依赖于钝化膜的类型。 六价铬钝化工艺应用十分广泛，它有许多优点：很高的耐蚀性；容易得到多色调的钝化膜，如银、蓝白、彩虹、军绿、黑色、橄榄等色调；配方性简单、原材料来源广泛且生产成本低廉；工艺维护管理简单，自我修复耐蚀性的自愈能力强。但是进六价铬是强致癌物，对环境与人体健康存在严重的毗危害性。 随着近几年来人们对环境保护意识的逐渐增强，以及欧盟WEEE、RoHS等一系列环境指令性法规的实施来越多的镀锌及锌【电镀设备】https://www.doczj.com/doc/185590057.html,合金产品的钝化正考虑使用非六价铬钝化工艺。我国的电镀工作者在20世纪70年代就进行了无铬钝化工艺的研究，主要集中在研究钛酸盐、钼酸盐、硅酸盐以及稀土等体系，但终究因外观差、耐蚀性不良而未能进入工业应用。目前所谓无六价铬钝化工艺主要是指工艺较为成熟的三价铬钝化工艺。三价铬的毒性仅为六价铬的I %，未见致癌报道，推广应用三价铬钝化对满足当前锌及锌合金表面处理、降低污染和保护环境具有重要意义。 现在三价铬钝化剂有国内的也有国外的，好的三价铬钝化剂的耐蚀性已达到六价铬钝化剂的要求。镀企业对钝化膜质量指标要求如下： 白钝化：24-48h（耐中性盐雾试验，英文缩写04(SSN 蓝色钝化：48-72h（滚镀> 48h，挂镀>72h)。 彩色钝化：72—96h（滚镀>72h，挂镀>96h）。汽车行业为144h。 黑色钝化：72-144h（滚镀> 72h，挂镀>144h)。 如果使用封闭剂，对汽车行业的零部件来说要NSS > 240h也是能达到的。现在对钝化膜中是否有六价铬都有严格的考核，不仅彩钝要执行国际工标准IEC 62321-2008，就是蓝钝也要求用此标准进行检查。目前国外产品大部分都难以应对这个标六价铬超标，倒是许多国产彩钝品牌可以过关。
不锈钢钝化盐雾试验标准及操作规范及测试的方法GBT2423.17盐雾实验 浏览次数:626 盐雾试验机酸性盐雾；腐蚀；盐雾美国标准 ASTM/G 85—1998 盐雾试验机酸性盐雾；腐蚀；盐 雾美国标准 改性盐雾试验方法 本标准已被(美国)国防部的机构所采用。 1范围 1.1本方法为特殊用途的五种改性盐雾试验提出了下述环境条件，以开发的时间顺序列出： 1.1.1附录A1：连续醋酸盐雾试验。 1.1.2附录A2：循环酸性盐雾试验。 1.1.3附录A3：循环酸性海水试验(SWAAT)。 1.1.4附录A4：循环SO2盐雾试验。 1.1.5附录A5：稀电解液喷雾和干燥循环试验。 1.2对具体的产品，本方法并没有规定所用的改性类型、试验样品或暴露周期，也没有规定对结果的解释。 1.3本方法没有涉及所有的安全问题，如在使用中涉及安全问题，使用本方法的人员有责任在使用前采用适当的安全和保健措施，制定合适的限止范围。 2参考资料 2.1 ASTM标准： B117盐雾试验方法 D609用于涂料、上光涂、改性漆和有关涂装产品试验的冷轧钢试片的制备方法 D1141人造海水规范 D1193试剂级水的规范 D1654试验后涂层和涂装试样的评价方法 E70使用玻璃电极的水溶液pH值测定法 3意义和用途 3.1本方法适用于黑色金属及有色金属；也适用于有机和无机涂层。当需要采用与B117方法的盐雾试验不同的或更多的腐蚀环境的时候，本方法所介绍的改性方法是有用的。 4设备 4.1试验箱：
4.1.1用于盐雾试验的设备包括一个喷雾箱，一个盐液槽，合适的电源，可调节的合适的压缩空气，一个或几个雾化喷嘴，试样支架，试验箱加热装置。设备的大小及详细结构是可选择的，但应能提供本方法所要求的环境。所用的材料应不影响喷雾的腐蚀作用。能满足这些环境的合适设备是ASTM/B117附录A1所述的设备，再按本方法各附录的介绍进行必要的改进。 4.1.2设计的设备，应使凝聚在试验箱顶上的液滴不落在试验中的样品上。不能将从试样上滴下的溶液回收到盐液槽中重新用于喷雾。 4.1.3试验箱应装有一个或者多个时间控制器，用于周期性的喷雾和定期的输入压缩空气。 4.2压缩空气源： 4.2.1确保传送到一个或几个喷嘴去雾化盐溶液的压缩空气无油和污物，并保持压力为69kPa～172kPa(10psi～25psi)。 注1：通过一个水洗塔或通过至少长610mm的如石棉、云母，羊毛纤维或活性氧化铝等合适的洗涤材料，可以除去油和污物。 4.2.2饱和塔(水泡塔)的温度，随使用的试验方法的不同而不同。 4.3盐雾箱的条件： 4.3.1温度—暴露区的温度随使用的试验方法的不同而不同。不同的方法推荐的暴露区温度见附录。记录试验箱关闭时的温度，一天最少两次，每次至少相隔7小时(除周末和节假日之外，因此时盐雾试验没有因为放置暴露试样、重新放试样、取出试样或者检查，和补充储液槽溶液而中断)。 注2：记录温度合适的方法是使用连续记录温度的设备或从设备外面能读出的温度表。在关闭试验箱时记录温度，可以避免由于开箱时湿球影响引起的不可靠的低的读数。 4.3.2,喷雾和盐雾量—在暴露区内至少放置两个干净的盐雾收集器，并使其不收集从试验样品上落下的溶液，或者任何别的水源。把收集器放在接近试验样品的位置，一个放在靠近喷嘴的地方，另一个放在远离喷嘴的地方。确保在最少16小时连续喷雾时，在收集器的水平面积80cm2上，每小时每个收集器收集的溶液在1.0～2.0mL之间。注3:合适的收集器可用导管完全插入到有刻度的量筒里，且用塞子塞好的玻璃漏斗，或者定型的圆形容器。漏斗或圆形容器的直径为100mm，面积约 80cm2. 4.3.3,控制或阻隔喷嘴或几个喷嘴，使盐雾不直接喷到试验样品上。 5试验样品 5.1根据受试材料或产品的规范，或者依据买卖双方共同的协议，规定使用的试验样品的型号和数量，及评定试样结果的准则。 5.2准备试验样品： 5.2.1清洗金属的和有金属覆盖层的样品，清洗方法应根据样品表面和沾染物的性质来选择，但清洗时不能使用除纯氧化镁软膏外的研磨剂，也不能使用会产生腐蚀或保护膜的溶剂。使用硝酸溶液对不锈钢试样进行清洗或钝化时，须经买卖双方同意方可进行。应注意清洗后的试样不要由于多余的操作或粗心大意，而使表面重新污染。 5.2.2涂料及其它有机涂层试样应根据试验材料的适用规范来制备或按买卖双方同意的方法制备。否则，试样用钢应符合ASTM/D609的要求，并按照D609有关程序来制备涂装试样。
不锈钢表面的酸洗钝化处理 1．不锈钢酸洗钝化的必要性: 奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能，抗高温氧化性能，较好的低温性能及优良的机械与加工性能。因此广泛用于化工、石油、动力、核工程、航天航空、海洋、医药、轻工、纺织等部门。其主要目的在于防腐防锈。不锈钢的耐腐蚀主要依靠表面钝化膜，如果膜不完整或有缺陷，不锈钢仍会被腐蚀。工程上通常进行酸洗钝化处理，使不锈钢的耐蚀潜力发挥得更大。在不锈钢设备与部件在成形、组装、焊接、焊缝检查 (如探伤、耐压试验)及施工标记等过程中带来表面油污、铁锈、非金属脏物、低熔点金属污染物、油漆、焊渣与飞溅物等，这些物质影响了不锈钢设备与部件表面质量，破坏了其表面的氧化膜，降低了钢的抗全面腐蚀性能和抗局部腐蚀性能(包括点蚀、缝隙腐蚀)，甚至会导致应力腐蚀破裂。 不锈钢表面清洗、酸洗与钝化，除最大限度提高耐蚀性外，还有防止产品污染与获得美观的作用。在 GBl50一1998《钢制压力容器》规定，“有防腐要求的不锈钢及复合钢板制造的容器的表面应进行酸洗钝化”。这一规定是针对石油化工中使用的压力容器而言的，因为这些设备用于直接与腐蚀介质相接触的场合，从保证耐蚀耐蚀性出发，提出酸洗钝化是必要的。对其他工业部门，如并非出于防腐目的，仅基于清洁与美观要求，而采用不锈钢材料的则无需酸洗钝化。但对不锈钢设备的焊缝还需要进行酸洗钝化。对核工程、某些化工装置及其它使用要求严格的，除酸洗钝化外，还要采用高纯度介质进行最终精细清洗或进行机械、化学与电解抛光等精整处理。 2．不锈钢酸洗钝化原理 不锈钢的抗腐蚀性能主要是由于表面覆盖着一层极薄的(约1nm)致密的钝化膜，这层膜1n腐蚀介质隔离，是不锈钢防护的基本屏障。不锈钢钝化具有动态特征，不应看作腐蚀完全停止，而是形成扩散的阻挡层，使阳极反应速度大大降低。通常在有还原剂(如氯离子)情况下倾向于破坏膜，而在氧化剂(如空气)存在时能保持或修复膜。 不锈钢工件放置于空气中会形成氧化膜，但这种膜的保护性不够完善。通常先要进行彻底清洗，包括碱洗与酸洗，再用氧化剂钝化，才能保证钝化膜的完整性与稳定性。酸洗的目的之一是为钝化处理创造有利条件，保证形成优质的钝化膜。因为通过酸洗使不锈钢表面平均有10μm厚一层表面被腐蚀掉，酸液的化学活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其它部位高，因此酸洗可使整个表面趋于均匀平衡，一些原来容易造成腐蚀的隐患被清除掉了。但更重要的是，通过酸洗钝化，使铁与铁的氧化物比铬与铬的氧化物优先溶解，去掉了贫铬层，造成铬在不锈钢表面富集，这种富铬钝化膜的电位可达+1.0V(SCE)，接近贵金属的电位，提高了抗腐蚀的稳定性。不同的钝化处理也会影响膜的成分与结构，从而影响不锈性，
E D C B A FIRST ISSUE 12/09/2008 SC SC Rev NATURE OF REVISION DATE MADE APPROVED SHOUGANG JINGTANG United Iron & Steel Co., Ltd. Seawater Desalination Project Phase I-2 2 x 7 T/E 12500 Contract N° JTHD-JS-01 Name Date Visa Made CHARLES 12/09/08 Checked CHARLES 12/09/08 Approved CHARLES 12/09/08 20-22, RUE DE CLICHY 75009 PARIS ' 33 (0) 1 49 95 76 76 – 7 33 (0) 1 49 95 76 95 e-mail : sidem-paris@https://www.doczj.com/doc/185590057.html, DENOMINATION PAGE 1/8 FORMAT A4 SPECIFICATION FOR STAINLESS STEEL PASSIVATION TREATMENT 084020 – 0000H407 REV. This document is SIDEM property it cannot be used, reproduced, transmitted and/or disclosed, without prior written permission. Original document n° : 541001 08005-KS-0024-00.doc
卫生级304不锈钢管道酸洗钝化方法 我公司在原投标预算中没有包括纯化水管道系统清洗钝化项目。但根据淮北XX药业有限公司要求，精制车间纯化水管道由我公司进行清洗钝化处理。现把清洗钝化施工方案呈报如下： 1、清洗钝化范围：属于我方施工的纯化水管的管道、管件、阀门等。 2、用水要求：在下列所有工艺操作中所用的水均为去离子水，制水操作请甲方配合。 3、安全防护措施：在酸洗液时采用了如下的安全预防措施： (1)操作工戴上清洁、透明的防毒面罩，穿上防酸服装、戴上手套。 (2)所有操作都是先在容器中加水,再加上化学品,不得相反，边加边搅拌。 （3）清洗和钝化液必须达到中性时方可排放，排放需从制水间排污口处排放，以利于环保。 二、清洗方案 1、预清洗 (1)配方：常温去离子水。 (2)操作程序：用循环水泵保持在2/3bar压力下用水泵加以循环，15min后打开排水阀，边循环边排放。 (3)温度：室温 (4)时间：15分钟 (5)放掉清洗用去离子水。 2、碱液清洗 (1)配方：准备氢氟化钠化学纯试剂，加入热水（温度不低于70℃）配制成1%（体积浓度）的碱液。 (2)操作程序：，用泵进行循环，时间不少于30min，然后排放。 (3)温度：70℃ (4)时间：30分钟 (5)放掉清洗液。 3、去离子水冲洗： (1)配方：常温去离子水。 (2)操作程序：用循环水泵保持在2/3bar压力下用水泵加以循环，30min后打开排水阀，边循环边排放。 (3)温度：室温 (4)时间：15分钟 (5)放掉清洗用去离子水。 三、钝化方案 1、酸液钝化 (1)配方：用去离子水及化学纯的硝酸配制8%的酸液。 (2)操作程序：用循环水泵保持在2/3bar压力下加以循环60min。60min后加入适当氢氧化钠，直至PH值等于7时，打开排水阀，边循环边排放。
不锈钢钝化 什么是钝化？钝化过程是什么样的？怎么样钝化？ 工作原理是什么？不锈钢部件加工后怎么钝化？ 什么是钝化？ 回答这个问题前我们得先知道什么是不锈钢？ 不锈钢具有天然的耐腐蚀性能，这可能意味着它们的钝化是不必要的，但不锈钢并非完全不受腐蚀。不锈钢的抗腐蚀性能主要来源于铬的组成成分。. 铬接触空气（氧），在不锈钢表面形成一层很薄的氧化铬薄膜。材料中的铬使不锈钢具有耐腐蚀性能是因为氧化铬（是不锈钢中的铬可以被空气钝化形成的）。 在理想的条件下，纯净的，清洁的不锈钢暴露在大气中与氧气接触，形成一个氧化铬薄层，这个薄层可以保护不锈钢不被腐蚀。 在现实普通情况下，制造环境中的杂质，不锈钢中加入硫化物等来提高机械加工性能，或则加工过程产生的铁颗粒可能粘附在不锈钢部件的表面，这些都可能破坏不锈钢表面氧化铬薄层的形成，因此，不锈钢表面的这些污染物需要移除。这些去除污染物和形成氧化层的过程叫做钝化。 钝化是一种非电解过程，通常使用硝酸或柠檬酸，从表面除去游离铁，形成惰性、保护性的氧化层，进而使不锈钢因缺乏铁与大气反应而变得更耐锈。 不锈钢钝化工艺从化学上去除了这些游离铁，形成了被动氧化物“膜”层，进一步提高了耐蚀性。当接触空气（氧气）时，处于钝化状态的不锈钢会形成化学上不活泼或惰性的氧化铬表面。根据ASTM A380&A967的钝化描述，钝化是通过化学溶解从不锈钢表面去除外源铁或铁化合物，最典型的方法是用酸性溶液去除表面污染，但不会对不锈钢本身产生重大影响ASTM A380 关于钝化的更多描述“”用温和氧化剂如硝酸溶液对不锈钢进行化学处理，目的是加强保护被动薄膜的自发形成。 因此，一种“温和氧化剂”，如硝酸或柠檬酸（矿物或有机酸溶液），可以从不锈钢表面去除多余的铁和相关污染物，并可以在暴露空气中时形成铬氧化层，从而使不锈钢具有抗腐蚀性能。 钝化过程是怎么样的？ .有许多钝化规范（ASTM A967,AMS2700,ASTM A 380）用于指导如何对不锈钢,钛和其他材料进行钝化，其中一些如下：通常所有规范都是：清洗表面免受上面列出的任何污染物的污染，通过浸泡在酸浴中进行化学处理（通常为硝酸或柠檬酸），并测试新钝化的不锈钢表面，以确保工艺步骤。这种化学处理只会预示/加速当物质暴露在大气中的氧气中时自然发生的过程，他会使钝化层比正常情况下形成速度更快，更厚。一些规范要求在酸性槽溶液
不锈钢工件焊接后酸洗钝化处理须知(2006/09/21 15:01) 目录：不锈钢知识 浏览字体：大中小随着国内产业的显著发展，在从化工机械、储罐型等制品的各种产业领域中，不锈钢的需求都在逐年增加。 产品进货后，净化不锈钢结构件和工件表面的酸洗剂是不可缺少的。本文介绍焊接后不锈钢工件酸洗处理的注意事项。 2.不锈钢铁鳞的清理 不锈钢在热加工、热处理、焊接和切断时，由于某些化学反应产生黑色氧化皮。如果对其放任不管，就会渐渐地从工件表面开始腐蚀，不久便会波及工件深部，导致其耐久性明显下降，因此，原则上应完全清除氧化皮，这是不锈钢作业上一道很重要的工序。清除氧化皮的方法有酸洗剂化学法和切削、喷丸、研磨等机械法。从与不锈钢钝化处理的关系上看，化学处理法是最合理的，其用法有两种。 2.1 涂敷用酸洗剂(膏状) 对于化工机械、储罐、装置等大型结构件，使用涂敷酸冼剂是最好的处理方法。其实施需要一定的专业知识。 涂敷酸洗剂之前，务必进行预处理，即完全清除飞溅防止剂的残存皮膜、油脂、涂料、万能笔、聚氯乙烯绝缘带、泥等粘着物，然后用肥皂水清洗表面。如果要求表面加工美观，必须细心操作。 涂敷酸洗剂应使用柔软的尼龙刷等，涂得厚一些，以便不锈钢结构件表面能适度均匀地发生化学反应。为防止刷痕，使结构件美观，应进行预处理，且酸洗剂应涂抹两次。 氧化皮溶解后，如用水冲洗，务必用刷帚或尼龙刷轻轻擦净，完全洗掉溶解的氧化皮、金属
盐类等附着物。水洗不彻底或用布擦得不干净，有时也会再度发生红锈，引起孔蚀，应绝对加以避免。用高压清洗器水洗最为理想(水压30kg以上)。 不锈钢结构物表面，应尽可能避免偏酸洗。涂敷和未涂敷酸洗剂的部分有明显的区别，花纹很不美观。 夏季酸洗作业非常困难。温度高的不锈钢结构物表面涂敷酸洗剂后会很快干掉而失去除锈效果。由于反应不完全大多发生刷痕。酸洗作业应注意避免直射目光。涂敷酸洗剂之前，应先将结构物表面浇水冷却。为防止清理不彻底，酸洗剂应反复涂敷。 2.2浸渍用酸洗剂(液状) 清除退火、淬火、铸造不锈钢表面上的极厚氧化皮时，工件一浸渍到酸洗液中，乌黑的氧化皮就会完全溶解，呈现出不锈钢美丽的银白色表面。浸渍处理法是一种最理想、有效和经济的方法。浸渍用酸洗剂的特点是： 不锈钢工件整个表面可同时发生均匀的化学反应，根本不会发生刷痕等现象。 小型工件等可节省涂敷时间。 旧不锈钢制品可经过浸渍再生成新品。 浸渍液变成老化废液之前，可连续多次使用。 3. 酸洗作业注意事项 无论是使用涂敷酸洗剂或是浸渍酸洗剂，最重要的是酸洗处理后务必用水洗掉溶解的氧化皮和酸洗剂的残留物。如果水洗不彻底，工件表面残存大量的酸成分，附着空气的铁分，24小时左右就会发生红锈。如果放任不管，腐蚀渐渐扩大，有时也会发展成为孔蚀。 储罐等结构物一旦发生孔蚀，不但有损于储藏效果，有时也会酿成重大事故，应进行彻底修补。孔蚀就是因局部集中腐蚀的扩展而发生众多小孔。
锌镀层性质与用途 锌镀层在大气条件下对钢铁零件为阳极性镀层，经彩色钝化后，明显地提高了镀层的保护性能并改善了外观。主要用于防止钢铁零件的腐蚀，其镀层价格低廉，耐腐蚀性能优良，应用量大面广。 镀锌工艺的种类 1、氰化镀锌：分高氰镀锌、中氰镀锌、低氰镀锌； 2、酸性镀锌：硫酸盐镀锌、弱酸性氯化钾镀锌、氨三乙酸－氯化铵镀锌； 3、碱性无氰锌酸盐镀锌。 各种镀锌工艺的优缺点 1、氰化镀锌 优点：镀层结晶细致，镀液的分散能力和覆盖能力较好，对钢铁设备无腐蚀作用。 缺点：镀液含有剧毒氰化物，排放的废水和废气对环境有危害。 2、硫酸盐镀锌 优点：成本低，镀液稳定，电流效率高，允许的阴极电流密度上限值很高，沉积速度快。 缺点：均镀能力和深镀能力较差，镀层结晶较粗，只适用于镀外形简单的零件。镀液对钢铁设备有腐蚀作用。 3、弱酸性氯化钾镀锌 优点：无氰，镀液成分简单、稳定，投产成本不高，电流效率高，节约电能，沉积速度快，生产效率高，适用于铸铁零件、高碳钢零件镀锌。镀层光亮、细致，整平性好。 缺点：镀液对钢铁设备有腐蚀作用。如果后处理不好，彩色钝化膜的抗盐雾性能比碱性镀锌差。 4、氨三乙酸－氯化铵镀锌 优点：由于氨三乙酸对锌的络合能力较强，显著增加了锌沉积时的阴极极化作用，镀液的分散能力和覆盖能力较好，镀层比较光亮。 缺点：镀液对钢铁设备有腐蚀严重。 5、碱性锌酸盐镀锌 优点：无氰，对钢铁设备无腐蚀，钝化膜在湿热的大气中不容易变色发黑。 缺点：在镀层的结合力和脆性方面于氰化镀锌相比有一定的差距。 镀锌钝化处理的定义 将镀件在一定的钝化液中进行化学处理，使锌层表面形成一层致密的稳定性较高的薄膜，即钝化膜。这层钝化膜可使锌镀层的耐腐蚀能力提高6~8倍，并赋予锌以美丽的装饰外观和提高耐污染的能力。
Designation:A967–01e1 Standard Speci?cation for Chemical Passivation Treatments for Stainless Steel Parts1 This standard is issued under the?xed designation A967;the number immediately following the designation indicates the year of original adoption or,in the case of revision,the year of last revision.A number in parentheses indicates the year of last reapproval.A superscript epsilon(e)indicates an editorial change since the last revision or reapproval. e1N OTE—Paragraph3.1.1.5was deleted editorially in April2002.Paragraph10.2was corrected editorially in April2002. 1.Scope 1.1This speci?cation covers several different types of chemical passivation treatments for stainless steel parts.It includes recommendations and precautions for descaling, cleaning,and passivation of stainless steel parts.It includes several alternative tests,with acceptance criteria,for con?rma-tion of effectiveness of such treatments for stainless steel parts. 1.2Practices for the mechanical and chemical treatments of stainless steel surfaces are discussed more thoroughly in Practice A380. 1.3Several alternative chemical treatments are de?ned for passivation of stainless steel parts.Appendix X1gives some nonmandatory information and provides some general guide-lines regarding the selection of passivation treatment appropri-ate to particular grades of stainless steel but makes no recommendations regarding the suitability of any grade,treat-ment,and acceptance criteria for any particular application or class of applications. 1.4The tests in this speci?cation are intended to con?rm the effectiveness of passivation,particularly with regard to the removal of free iron and other exogenous matter.These tests include the following practices: 1.4.1Practice A—Water Immersion Test, 1.4.2Practice B—High Humidity Test, 1.4.3Practice C—Salt Spray Test, 1.4.4Practice D—Copper Sulfate Test, 1.4.5Practice E—Potassium Ferricyanide–Nitric Acid Test, and 1.4.6Practice F—Free Iron Test. 1.5The values stated in inch-pound units are to be regarded as the standard.The SI units given in parentheses are for information only. 1.6The following precautionary caveat pertains only to the test method portions,Sections14through18of this speci?ca-tion:This standard does not purport to address all of the safety concerns,if any,associated with its use.It is the responsibility of the user of this standard to establish appropriate safety and health practices and determine the applicability of regulatory limitations prior to use. 2.Referenced Documents 2.1ASTM Standards: A380Practice for Cleaning,Descaling,and Depassivation of Stainless Steel Parts,Equipment,and Systems2 B117Practice for Operating Salt Spray(Fog)Apparatus3 B254Practice for Preparation of and Electroplating on Stainless Steel4 2.2Federal Speci?cation: QQ-P-35C Passivation Treatments for Corrosion-Resistant Steels5 3.Terminology 3.1De?nition of Term Speci?c to This Standard—It is necessary to de?ne which of the several commonly used de?nitions of the term passivation will be used in this speci?cation.(See Discussion.) 3.1.1Discussion—Stainless steels are autopassivating in the sense that the protective passive?lm is formed spontaneously on exposure to air or moisture.The presence of exogenous surface contamination,including dirt,grease,free iron from contact with steel tooling,and so forth,may interfere with the formation of the passive?lm.The cleaning of these contami-nants from the stainless steel surface will facilitate the spon-taneous passivation by allowing the oxygen uniform access to the surface.The passive?lm may be augmented by chemical treatments that provide an oxidizing environment for the stainless steel surface. 3.1.1.1In this speci?cation,passivation,unless otherwise speci?ed,is de?ned as the chemical treatment of a stainless steel with a mild oxidant,such as a nitric acid solution,for the purpose of the removal of free iron or other foreign matter,but which is generally not effective in removal of heat tint or oxide scale on stainless steel.In the case of stainless steels with additions of sulfur for the purpose of improved machinability, 1This speci?cation is under the jurisdiction of ASTM Committee A01on Steel, Stainless Steel,and Related Alloys and is the direct responsibility of Subcommittee A01.14on Methods of Corrosion Testing. Current edition approved Oct.10,2001.Published December2001.Originally published as A967–https://www.doczj.com/doc/185590057.html,st previoius edition A967–99. 2Annual Book of ASTM Standards,V ol01.03. 3Annual Book of ASTM Standards,V ol03.02. 4Annual Book of ASTM Standards,V ol02.05. 5Available from Superintendent of Documents,https://www.doczj.com/doc/185590057.html,ernment Printing Office,Washington,DC20402. 1 Copyright?ASTM International,100Barr Harbor Drive,PO Box C700,West Conshohocken,PA19428-2959,United States.