镀锌层彩色钝化常见问题及对策
来源：文章发表时间：2008-10-28
镀锌层在以铬酐、硫酸、硝酸等组成的溶液中进行化学处理，使其表面形成一层铬酸盐薄膜，这一过程简称钝化。钝化膜具有下列功能：
(1)提高了锌镀层的抗大气、二氧化碳、水蒸气腐蚀的作用；
(2)改善外观色彩，有一定的装饰效果。
目前钝化多采用低铬钝化工艺，按工艺配方浓度只占原配方浓度的l/30～1/50，大大减轻了环境污染和原材料的消耗，但对熟练掌握技巧、维护溶液正常进行也提出了新的要求，操作稍有不慎极易出现差错，应予以高度重视。
1、钝化膜易脱落
除了钝化溶液中硫酸浓度失调和镀件表面附有残留的添加剂未彻底剔除干净之外，操作不当也会造成钝化膜脱落，例如：
(1)钝化后在未经干燥之前触碰物体；
(2)钝化后未经吹、晾干之前直接进入烘箱烘烤；
(3)在高湿度条件下未能及时晾干；
(4)晾晒时镀件的下端及孔眼等处的积水未能及时除去
(5)二次钝化件，即钝化后自认膜层色泽欠佳再经补钝化的零件发生脱膜；
(6)经钝化并冲洗干净后，有时工件虽经晾干，但又受到挂
具上流下的水所润湿而发生部分膜层脱落；
(7)钝化溶液温度过高，钝化时间过长而引起的膜层过厚，影响到膜层的结合力。
对于氯化钾光亮镀锌件，若钝化之前未经预处理而脱膜，则必须先经预处理，这是因为氯化钾光亮镀锌件表面附有添加剂，若添加剂未能彻底清洗干净，钝化后必然会引起脱膜，为此，钝化前尚需在沸水中煮3～4min，经冷却后再钝化，这一脱膜问题就能得到解决。
为减少因脱膜而造成返修，在镀件钝化后尚未烘烤之前应做一次检查，当发现有脱膜的应当立即在稀盐酸中退除，用流动水冲洗后重新钝化，这样可以大大简化返修工序。
2、根据钝化溶液温度调节钝化时间
溶液温度偏低时成膜速度缓慢，所获的膜层薄，光泽性差，有雾状，需要延长钝化时间，尤其是延长空气中的停留时间才能有所改善，但仍难免“地图”形的花纹出现。
溶液温度偏高时所获钝化膜虽较光亮，色彩自然，但钝化膜结合力差，要防止因钝化时间过长而引起膜层脱落。
钝化溶液温度过高时工件离开液面极易快速干燥，从而影响膜层的结合强度，为此不宜在高温下操作。
3、不同形状工件的钝化实例
(1)长串件的钝化。长串件钝化时镀件的上、下端进出钝化溶液中的时间有先后，同时工件在溶液中摆动时，镀件的下端摆动幅度比上端大得多；另一方面钝化后在空气中停留时，溶液由上端往下
流，下端镀件表面要比上端镀件附有更多的溶液，下端与溶液有更多的化学反应时间。这些都使得下端钝化膜的颜色深于上端。为减轻色差，这类零件进、出钝化溶液时建议横向出、入(下端用一挂钩钩起来)，并防止使用的阳极过长。
(2)长条零件钝化。长条零件钝化时如钝化槽容纳不下，可采取临时措施，利用砖块或木条加工一个能容下镀件的框，框内衬以塑料布，注入钝化溶液后即可使用，采用此法既方便又可避免膜层不均匀或产生衔接印痕等质量问题。
(3)平面件钝化。一般平面件钝化时由于在钝化槽中摆动时边缘部位与钝化溶液接触会比中间部位剧烈，而引起此部位钝化膜的色泽过深或不均匀的现象，此问题可采取压缩空气搅拌来解决，效果很好。
为提高钝化膜的均匀性还需注意镀锌过程中的电流分布均匀性，必要时镀件的边缘予以屏蔽，以防该部位因电流过大而出现镀层粗糙，影响钝化膜的色泽。
(4)表面光洁件的钝化。表面光洁件钝化后，由于表面光滑，钝化溶液在其表面较难吸附，很快流失，故钝化时在溶液中和空气中的停留时间都要适当延长，否则该工件的钝化膜显得较淡。
(5)易兜水件钝化。要避免兜出溶液，以免引起钝化溶液过多损耗、污染环境，也可以保证该部位钝化膜的质量。
(6)小件钝化。可把整串所绑扎的工件放在塑料篮筐内钝化，以免钝化时因抖动而脱离群体，掉入槽内造成返修。
4、钝化溶液简便有效维护
溶液经一年左右使用后所获钝化膜的颜色会逐渐陈旧，呈暗绿色，这是溶液中积聚的金属杂质或三价铬浓度超过允许值而引起的；需采取必要的措施予以调整，具体方法如下。
取转为H+型的“732”强酸性阳树脂5kg左右，装在耐酸的布袋内，直接浸泡在钝化溶液中，隔一定时间提一下布袋，使布袋内、外的溶液时时得到交替更新。当发现袋内树脂的颜色变深时，说明树脂已吸附饱和，再无交换能力，需要再生，此时可将布袋由溶液中取出。经清洗后在硫酸溶液中再生，再生后可继续使用，一般在1～2天内即能使300l左右的钝化溶液中的有害杂质吸附干净，使溶液恢复透明的鲜红色，所获的钝化膜也即由原来的陈旧暗绿色变为鲜艳的彩虹色。使用过的树脂经硫酸再生后浸泡在清水中下次仍可继续使用。
采取上述方法处理低铬钝化溶液无需停产，无需专用设备，不损耗溶液，从而既能避免对环境的污染，又能节省添置设备所需的费用。
5、钝化溶液的调整和材料补充
低铬钝化过程中由于溶液对基体锌层无抛光作用，钝化前镀层的抛光依靠浸稀硝酸来完成。硝酸出光有利于除去锌层表面添加剂分解后黏附于工件表面的有机物质，镀件进入钝化槽后钝化液直接与光亮的锌层表面发生化学反应，产生钝化膜，钝化对溶液中各组分的消耗是甚微的。由于铬酐含量低，溶液在镀件表面黏性小，随镀件带
出的量也很少。因而溶液中有机、无机杂质的带入也大大少于高铬钝化工艺，相对来说溶液比较稳定，无需像高铬钝化那样须经常调整。
经一定时间使用后如发现成膜速度逐渐减缓，所获得的钝化膜色彩慢慢变得浅淡，说明溶液中的成分有较大消耗，需要补充材料，此时可按如下方法补充。
补充事先配制好的母液，每次加10ml/l左右。母液中铬酐和硝酸的浓度按工艺配方20倍，硫酸按工艺配方22倍配制，这是因为低铬钝化是液相成膜。经验证明，作为活化剂的硫酸其消耗量略大于其他成分，又硫酸具有维持溶液中pH值的功能，在保证必需的pH 值条件下能促使钝化膜光亮细密，呈鲜艳的彩虹色调。但硫酸也不能过量，否则将会影响膜层的结合力。
每加入10ml/l母液相当于提高原工艺配方浓度的20％，在一般情况下，材料补充后溶液即能恢复初期配制时相同的使用效果，如溶液浓度有较大变化，适量增添甚至整槽重新配制时，均可采用此法。采用此法可避免临时计算、领料、配制、溶解等忙乱事情的发生。
6、由锌层出光溶液老化引起的质量故障
某厂镀锌钝化工作量较大，钝化前的硝酸出光溶液很少更换。错误地认为出光溶液效果差是硝酸浓度低引起的，只要加点硝酸就可以了，结果浸出来的工件表面出现灰雾色，误认为是镀锌溶液有问题。实际上这一现象是硝酸出光溶液中锌离子浓度过高引起的，更换新溶液之后钝化膜灰雾问题随即得到解决。
为摸清出光溶液中锌离子的允许浓度与浸亮件质量的关系，
经小试得出锌离子约达4g/h浸出，工件经钝化即有灰雾状。
在洁净的出光溶液中浸亮还能验证镀锌溶液被污染原因：出光后工件表面出现褐色膜，这是镀锌溶液被重金属杂质污染的现象；出光后工件表面出现白雾，这是镀锌溶液被有机物污染的现象。锌层出光溶液浓度较低l％～3％，氯化钾光亮镀锌件的出光液可用l％浓度的稀硝酸，费用相对较低，使用过于陈旧的稀硝酸，还可能由此而污染钝化溶液。
7、钝化膜出现发花
某厂镀锌钝化多为钣金件，工件面积较大，钝化膜的色彩显得不够均匀。为解决这一难题，采取了压缩空气搅拌钝化溶液的方法，结塑膜层色彩的均匀性虽有改善，却出现了发花现象。
原来该厂使用的压缩空气未经油、水过滤。压缩空气中的油、水随空气直接进入钝化溶液，在液面处清楚可见有一层油膜，当工件入钝化溶液时会粘在工件表面。从而出现了发花的钝化膜层，油膜厚处甚至无钝化膜的形成。’
提出如下两点解决方法：1)制作一个小型的油、水过滤器；
2)未使用油水过滤器之前，钝化溶液表面的油膜及时用粗纸附着液面吸附掉.
引起钝化膜发雾的5点重要因素。
锌层低铬钝化后出现发雾的原因众多，常见的有以下几种。
(1)与镀锌层质量有关。当镀锌溶液中积聚过多的有机质时(多由添加剂的分解产物引起的)，镀出锌层易发雾，在此锌层上钝化，
所获钝化膜必然会出现雾状。
(2)浸亮溶液中锌含量过高。这一现象在碱性镀锌工艺中尤为多见，碱性镀锌溶液中碱含量高，工件表面残留溶液较难洗脱，较易带入到浸亮溶液中去，从而致使浸亮溶液中锌离子浓度过快积累。
(3)钝化溶液使用过久积聚过多的三价铬离子。钝化溶液中积聚一定量的三价铬离子时，钝化膜易出现雾状。
低铬钝化溶液中各组分浓度低，多次以补充材料方式来延长溶液的使用寿命，三价铬离子必然会越积越多，在这种情况下要定期用732阳树脂进行处理，使低铬钝化溶液长期保持鲜艳的、清澈的红色(溶液呈暗绿色说明三价铬已超标，不能再继续使用)。
(4)浸亮溶液浓度过稀。碱性镀锌溶液中碱含量高，不易洗脱而带入浸亮溶液之中，结果浸亮溶液中的硝酸很快被中和，起不到浸亮作用，由于低铬钝化无抛光能力，从而出现钝化膜光泽性差，细看似呈雾状。
浸亮溶液的浓度也不宜过浓，否则锌层损耗过多，有必要时可选用氯化钾光亮镀锌来满足装饰上的要求。
(5)前处理工艺不彻底。未经擦刷或电化学除油，当工件表面不亲水或有轻度氧化膜时，镀层的上镀期必然有先后，从而也就必然会出现不均一的镀层质量，由于镀层下污物的存在，也必然会有雾状出现。
8、由一水多用引起镀锌钝化膜恶化故障
由一水多用引起的质量故障较为多见，这是对清洗水水质与
镀层质量并溶液关系重视不够引起的。清洗就是为洗去工件表面的污物，不让下道工序的溶液遭到污染，如果清洗的水本身不洁净，在此水中再洗也是洗不干净的，现举3个实例说明清洗水水质与镀层质量和溶液维护方面的重要关系。
某厂镀锌白亮钝化和彩色钝化后的清洗合用一只清洗槽，结果白亮钝化层表面总是难以获得理想的银白色钝化膜。某厂仿金镀件与镀镍件也都在同一只清洗槽中清洗，仿金镀件干燥后当即变色，而镀镍件镀铬也难以沉上均一洁净的铬层。
还有更为严重的，如氰化镀铜后的清洗水与中和后的清洗合用一只清洗槽，致使大量含铜水带人镍槽，造成镍槽不能正常工作，在这种情况下还可能引起因氰化物与酸作用而引起氢化氰中毒事故的发生。
上述类似问题在某些厂家并不少见，其实这样做是得不偿失的，只有改变用水方法，如采用多级逆流漂洗等手段，才能充分清洗，保证清洗质量，同时还可节省用水，达到两全其美的目的。
9、严格掌握钝化过程中色泽变化规律
镀锌层钝化膜的耐蚀性能与钝化膜外表的色彩有着十分密切的关系，以彩钝为例，钝化膜的形成是根据钝化时间的长短来掌握，彩色钝化膜的色泽变化大致如下：
淡蓝略带红色一蓝、红色一深蓝、紫色一淡红色一桃红带淡绿色一艳绿色一金黄色一黄褐色。
根据耐蚀性试验，以艳绿色和金黄色的钝化膜致密性最好，
耐性也最好。
10、钝化膜的合理老化
锌层钝化后的老化工序很重要，采取合理的老化工艺即50～160℃，l0～15min烘烤时间，即可排尽钝化膜中多余的水分，增加光亮程度和抗蚀性能，但若老化温度超过70℃，尤其高于80℃时，钝化膜中所含的结晶水将会分解出来，此时钝化膜将会出现裂纹和孔隙，抗蚀性能随之降低，膜层的变色速度也会加快。
11、保证钝化膜结合强度的种种措施
锌层低铬钝化工艺中如何保证膜层的结合强度是关键的。重点要注意以下几种情况。
(1)镀锌溶液中有机质含量较高。镀层中夹有过高的有机杂质时会严重影响钝化膜的结合强度。若钝化之前先在下列溶液中进行洗烫，则能获得良好的效果。
氢氧化钠5g/l、碳酸钠5g/l、硅酸钠5g/l、温度70～80 ℃、时间0.5～1min。
(2)钝化溶液中pH值过高。应按比例适量添加硫酸和硝酸。
(3)钝化溶液老化。锌离子2g/l时需要更换，最好维持在0.5g/l左右。
(4)硫酸根含量偏低，适量加入硫酸盐。
(5)铬酐含量偏高。高于8g/l时成膜过快，易脱膜，但也不能太低，当铬酐含量低于3g/l时难以获得丰满的彩虹色，需要延长时间，且这时也容易引起脱膜。
(6)钝化时间过长。钝化时间越长，膜层越厚，膜层越厚越容易脱落。
(7)钝化溶液温度过高。温度过高，膜层离开溶液时会快速干燥，容易引起脱膜。
(8)钝化溶液中pH值过低。成膜速度快，膜层结合力差，易脱膜。
(9)钝化方法欠妥。离开液面观察时间过长，形成双层、三层膜。
(10)钝化后在空气中停留时间过长，膜层干化后易脱落。
(11)钝化膜未经吹干即进烘箱老化，钝化膜层易成片状脱落。
(12)钝化后清洗不彻底或水质差。钝化膜层含酸性或碱性成分，引起钝化膜溶解。
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
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/7c2902761.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。
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。
镀锌后的多色钝化 镀锌后的多色钝化 镀锌后的多色钝化 1 前言 在电镀行业中，镀锌工艺及镀后处理的研究一直非常活跃。60年代以来，已经先后出现了铵盐镀锌、碱性锌酸盐镀锌、微酸性氯化物镀锌等新工艺以及各种钝化处理工艺在生产中的应用。 过去电镀锌仅作为防护性镀层来应用，钝化工艺也只是高铬彩色钝化后发展到低铬彩色钝化，充其量再增加一个漂白处理。近几年来，人们对装饰性镀层要求越来越高，各种色调钝化应运而生，这就使镀锌层的防护性镀层向防护装饰性并容的方向发展。 我们为了适应和满足市场的需要，几年来在镀锌钝化处理方面做了一些工作。开发和研究了一系列不同颜色的镀锌钝化工艺，现将我们在生产实践中对镀锌后各种颜色的钝化处理的体会简述如下。 2 镀锌钝化发展的历史 70年代以前，镀锌层的钝化工艺主要是高铬彩色钝化和镀锌漂白。由于高铬钝化中Cr6+的含量高对环境污染严重，为了解决这一问题，70年代以后出现了低铬、超低铬彩色钝化工艺。近几年来人们在镀锌层上开发一系列不同颜色的钝化工艺，钝化后即增加了防腐性，又美化了外观，如黑色、军绿色、金黄色、银白色、蓝白色、咖啡色钝化工艺等等已不断应用于生产。 随着改革的不断深入，我们现行的镀锌钝化也不断深入发展。黑色、蓝白色、军绿色钝化等将逐渐得到普通应用。 金黄色、银白色及咖啡色钝化工艺应用不普遍，因此，对许多人来说，这几种工艺是比较陌生的。由于市场的需要，对它们的研究将成为未来镀锌后处理工艺的热点，我们对几种钝化工艺进行了一系列试验，现将其介绍给大家。 3 镀锌层多色钝化 3.1 黑色钝化 镀锌层黑色钝化分为银盐型、铜盐型及银铜盐混合型，我们对银盐型进行了试验研究并在其生产中得以应用，其基本工艺如下。 3.1.1 配方及工艺条件 AgNO3 0.4~0.6 g/L
镀锌钝化 钝化原理 在盛有镀锌液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的正极和负极联接。镀锌液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。通电后，镀锌液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入镀锌液，以保持被镀覆的金属离子的浓度。在有些情况下，如镀铬，是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极，它只起传递电子、导通电流的作用。电解液中的铬离子浓度，需依靠定期地向镀液中加入铬化合物来维持。镀锌时，阳极材料的质量、镀锌液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量，需要适时进行控制。 在彩色钝化的配方中，钝化液总是带酸性的。在酸性介质中，锌层会与之起化学反应。这里主要反应是金属锌镀层与钝化液中铬酸之间的氧化和还原反应。锌作为还原剂，将作为氧化剂的铬酸还原成三价铬。钝化膜其实是三价铬和六价铬与锌发生氧化还原反应后的化合物。其中三价铬与锌的化合物呈蓝绿色，六价铬与锌的化合物呈赭红色或棕黄色。由于不同色素的组合和相互干扰的结果，形成了锌彩色钝化膜绚丽多彩、具有彩虹色的美丽色调。三价铬化合物一般不溶于水，强度也高，在钝化膜中起骨架作用。六价铬化合物易溶解于水，尤其易在热水中溶解，在干燥前膜层不坚牢。它依附在三价铬化合物的骨架上，填充了其空间的部分，所以可形象地譬如它为“肉”。有了肉并有骨架的支撑，这样才能使钝化膜显得丰满。 提高镀锌钝化耐腐蚀的途径 (1)镀层厚度。可供牺牲腐蚀的锌越多，抗蚀性越耐久。热镀锌层厚度难低于300μm，而电镀锌仅(5-25)μm，故热镀锌即使不经钝化，抗蚀力也很好，但加工成本高、色调单一。 (2)锌层纯度。镀锌层纯度越高,自身形成微电池腐蚀越小,越“结实”而不易牺牲。纯度依氰化镀锌、碱性锌酸盐镀锌、微酸性氯化物镀锌次序而下降,后者最差。 (3)镀锌后钝化的好坏。优良的六价铬彩钝比白钝抗生白锈时间要
、电镀锌概念 电镀锌：就是利用电解，在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。 与其他金属相比，锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属，属低值防蚀电镀层，被广泛用于保护钢铁件，特别是防止大气腐蚀，并用于装饰。镀覆技术包括槽镀（或挂镀）、滚镀（适合小 零件）、自动镀和连续镀（适合线材、带材）。 二、电镀锌分类 目前，国内按电镀溶液分类，可分为四大类： 1 ?氰化物镀锌 由于（CN）属剧毒，所以环境保护对电镀锌中使用氰化物提出了严格限制，不断促进减少氰化物和取代氰化物电镀锌镀液体系的发展，要求使用低氰（微氰）电镀液。 采用此工艺电镀后，产品质量好，特别是彩镀，经钝化后色彩保持好。 2 ?锌酸盐镀锌 此工艺是由氰化物镀锌演化而来的。目前国内形成两大派系，分别为：a）武汉材保所的“DPE系列；b）广电所的“ DE系列。两者都属于碱性添加剂的锌酸盐镀锌，PH值为12.5~13采用此工艺，镀层晶格结构为柱状，耐腐蚀性好，适合彩色镀锌。 注意：产品出槽后一＞水洗一＞出光（硝酸+ 盐酸）一＞水洗一＞钝化一＞水洗一＞水洗一＞烫干—＞烘干一＞老化处理（烘箱内80~90C。 3 ?氯化物镀锌 此工艺在电镀行业应用比较广泛，所占比例高达40% 钝化后（兰白）可以锌代铬（与镀铬相媲美），特别是在外加水溶性清漆后，外行人是很难辩认出是镀锌还是镀铬的。 此工艺适合于白色钝化（兰白，银白）。 4 ?硫酸盐镀锌 此工艺适合于连续镀（线材、带材、简单、粗大型零、部件），成本低廉。 三、电镀锌工艺 1. 电镀锌工艺流程 以镀锌铁合金为例，工艺流程如下： 化学除油—热水洗—水洗—电解除油—热水洗—水洗—强腐蚀—水洗—电镀锌铁合金—水洗—水洗—出光—钝化—水洗—干燥。 2. 电镀锌镀液配制 镀液的配制（以IL为例）： （1）在镀槽内先加入1/3体积的纯净水； （2）用1/3的纯水溶解氢氧化钠（溶解时会发热，必须小心）; （3）用少量的水将氧化锌调成糊状，然后加入较多的纯水，充分搅拌。将搅拌好的氧化锌慢慢加入到溶解好的氢氧化钠溶液中，边加边搅拌，使其充分络合后加入到镀槽中； ⑷当镀液温度降至30~C以下后，加入85g的Baser，充分搅拌； （5）将15mLBaseF溶解在15gBaseR中，然后将其混合物加入镀槽； ⑹加入4mL的H—0624,充分搅拌；加水至所配体积；
电镀锌钝化及其发展 摘要：电镀锌是利用锌在空气中不容易发生不发生变化，因为在空气中形成一钟致密的碱式碳酸锌的保护膜，这种薄膜能有效保护内部不受腐蚀，但因某种原因，使镀层发生破化露出机体时，锌与基体形成微电池，使基体成为阴极而受到保护，镀锌层较厚，在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。 前言:与其他金属相比，锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属，属低值防蚀电镀层。被广泛用于保护钢铁件，特别是防止大气腐蚀，并用于装饰。镀覆技术包括槽镀(或挂镀)、滚镀（适合小零件）、自动镀和连续镀（适合线材、带材）。 锌电镀后必须做好后处理，镀层很快就会变暗，并相继出现白色腐蚀产物。为了减少锌的化学活性，往往采用铬酸盐溶液来钝化处理，使锌层表面上形成一层铬酸盐转化膜层。这层膜正式的名称叫做"铬酸盐转化膜"，或"镀锌层钝化膜"。这种成膜工艺叫"镀锌钝化"。锌与锌合金镀层的钝化处理可采用不同含量的铬酐和不同成分的钝化溶液及不同的工艺条件，得到耐蚀性不同和色彩各异的钝化膜，如彩虹色蓝白色、橄榄色、蓝色、黄色和黑色等色调，起到不同的装饰效果，达到不同的耐蚀性能。锌的最终抗蚀能力取决于锌层厚度，锌层纯度，钝化的好坏。 传统的钝化工艺都采用铬酸钝化，钝化膜中总铬量较高，对提高耐蚀性起了重要作用, 膜层完整、致密也起到辅助作用，钝化膜界面形成富铁系金属层，可抑制腐蚀的进行，增强耐蚀性能。由于三价铬钝化及无铬钝化技术尚不成熟，六价铬钝化仍占主导地位。 六价铬钝化毒性大，严重污染环境。所以目前已逐渐用低浓度铬酸代替高浓度铬酸，但六价铬的污染仍不可避免。但随着环保要求的逐步提高，无毒或低毒钝化工艺将是未来电镀锌钝化的发展方向。无六价铬钝化工艺前景良好，钼酸盐钝化和三价铬钝化等工艺在提高耐蚀性和装饰性方面已较接近铬酸钝化工艺，有希望取代铬酸钝化工艺。
六、镀锌层表面处理的特性 6.1 镀锌层涂油 涂油旨在钢板防锈。油品要在常温干爽的库存条件下一年内不变质；在涂装前处理的碱性涂油剂中可以容易清除掉。对于一些成品工件需要粘贴的部位是不允许有油存在的，而在工件上局部除油，在经济上、安全上和保存上都是不合理的，故一般选用无油板制作。不过无油镀锌板极其制作，要求其存放条件要苛刻些。即通风，无有害气体和灰尘，相对湿度不大于70%。 油品，一般常用矿物油型防锈油（溶剂型），存放时，板材自重蜜叠，不易挥发。制成冲压件后，自然浑发干净。 6.2 铬酸年轻钝化 ①改善镀锌层表面结构成分及光泽；②提高镀锌层的耐腐蚀性及使用寿命。③防止运输与储存中产生“白锈”； ④为涂刷其它涂层作优良衬底。 钝化——在一定条件下，当金属的电位，位于外加阳极电流或局部阳极电流而移向正方向时，原先溶解的活泼金属表面的状态发生某种突变（氧化物膜或附膜形式）。由于这种突变，阳极溶解过程所服从的规律性也发生了质的变化，而金属的溶解速度则随之急剧下降。金属表面状态的这种突变过程，称之为钝化。 6.2.2 铬酸盐钝化剂共有三氧化铬（CrO3）、铬酸钠（Na2Cr4·10H2O）、铬酸钾（K2CrC4）重铬酸钠（Na2Cr2O7·2H2O）、重铬酸钾（K2CrC7）等五种铬酸盐钝化剂。
6.2.3 铬酸盐钝化膜 其主要成分是铬酸锌（ZnCrO4）和铬酸铬（CrO3·Cr2O3·nH2O）。钝化膜中以3价铬最多，其次是水，再其次是6价铬，以铬酸铬的胶体物质形式存在于镀锌层表面。铬酸锌附着于被膜中。它能溶于水，是有害成分，应漂洗干净。 由于钝化膜中的大量3价铬化物难溶于水，隔绝了空气中的氧气和水分的渗入，封闭了镀锌层的孔隙（尤其是电镀锌层）。少量的6价铬分布于膜内，可对被擦掉的钝化膜起到修复作用，使轻度撕破的被膜重新完整起来。 钝化膜厚度约0.5~1μm，性质稳定，组织细密，呈透明的金属颜色。被膜导电性稍差，不利于碰焊作业。钝化膜在70℃以上温度烘干时，其耐腐蚀性很差。厚的钝化膜呈橙黄色。薄的钝化膜呈彩虹色。膜从厚到薄的颜色变化是：红褐色-玫瑰红色-金黄色-橄榄绿色-绿色-紫红色-浅黄色-青白色.钝化膜存放一段时间后，色泽变暗。变成深褐色或棕黑色。 6.2.4 钝化膜自检方法 颜色呈亮黄色为正常标准；其机械强度，以手指用力擦试，擦不掉为合格。 6.3 磷化 电镀锌板镀锌层磷化的目的在于短斯防锈，便于下一步涂装作业。磷化板的保存期比钝化板短得多。用锌系（或铁系）钝化剂处理的钝化膜厚度约为0.5~0.2μm，用指甲轻划可见划痕。被膜成分主要是
镀锌层彩色钝化常见问题及对策 来源：文章发表时间：2008-10-28 镀锌层在以铬酐、硫酸、硝酸等组成的溶液中进行化学处理，使其表面形成一层铬酸盐薄膜，这一过程简称钝化。钝化膜具有下列功能： (1)提高了锌镀层的抗大气、二氧化碳、水蒸气腐蚀的作用； (2)改善外观色彩，有一定的装饰效果。 目前钝化多采用低铬钝化工艺，按工艺配方浓度只占原配方浓度的l/30～1/50，大大减轻了环境污染和原材料的消耗，但对熟练掌握技巧、维护溶液正常进行也提出了新的要求，操作稍有不慎极易出现差错，应予以高度重视。 1、钝化膜易脱落 除了钝化溶液中硫酸浓度失调和镀件表面附有残留的添加剂未彻底剔除干净之外，操作不当也会造成钝化膜脱落，例如： (1)钝化后在未经干燥之前触碰物体； (2)钝化后未经吹、晾干之前直接进入烘箱烘烤； (3)在高湿度条件下未能及时晾干； (4)晾晒时镀件的下端及孔眼等处的积水未能及时除去 (5)二次钝化件，即钝化后自认膜层色泽欠佳再经补钝化的零件发生脱膜； (6)经钝化并冲洗干净后，有时工件虽经晾干，但又受到挂
具上流下的水所润湿而发生部分膜层脱落； (7)钝化溶液温度过高，钝化时间过长而引起的膜层过厚，影响到膜层的结合力。 对于氯化钾光亮镀锌件，若钝化之前未经预处理而脱膜，则必须先经预处理，这是因为氯化钾光亮镀锌件表面附有添加剂，若添加剂未能彻底清洗干净，钝化后必然会引起脱膜，为此，钝化前尚需在沸水中煮3～4min，经冷却后再钝化，这一脱膜问题就能得到解决。 为减少因脱膜而造成返修，在镀件钝化后尚未烘烤之前应做一次检查，当发现有脱膜的应当立即在稀盐酸中退除，用流动水冲洗后重新钝化，这样可以大大简化返修工序。 2、根据钝化溶液温度调节钝化时间 溶液温度偏低时成膜速度缓慢，所获的膜层薄，光泽性差，有雾状，需要延长钝化时间，尤其是延长空气中的停留时间才能有所改善，但仍难免“地图”形的花纹出现。 溶液温度偏高时所获钝化膜虽较光亮，色彩自然，但钝化膜结合力差，要防止因钝化时间过长而引起膜层脱落。 钝化溶液温度过高时工件离开液面极易快速干燥，从而影响膜层的结合强度，为此不宜在高温下操作。 3、不同形状工件的钝化实例 (1)长串件的钝化。长串件钝化时镀件的上、下端进出钝化溶液中的时间有先后，同时工件在溶液中摆动时，镀件的下端摆动幅度比上端大得多；另一方面钝化后在空气中停留时，溶液由上端往下
电镀锌和钝化 一、电镀锌概述 电镀锌也叫冷镀锌，就是利用电解原理，在制件表面形成均匀、致密、结合良好的锌镀层的过程。与其他金属相比，锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属，属低值防蚀电镀层，被广泛用于保护钢铁件，特别是防止空气氧化腐蚀，并用于装饰。 二、电镀锌的分类 目前,国内按电镀溶液分类, 电镀锌可分为四大类: 1．氰化物镀锌 由于(CN)属剧毒,所以环境保护对电镀锌中使用氰化物提出了严格限制,不断促进减少氰化物和取代氰化物电镀锌镀液体系的发展.要求使用低氰(微氰)电镀液。 采用此工艺电镀后,产品质量好,特别是彩镀,经钝化后色彩保持好。 2．锌酸盐镀锌: 此工艺是由氰化物镀锌演化而来的.目前国内形成两大派系,分别为: a)武汉材保所的”DPE”系列 b)广电所的”DE”系列 都属于碱性添加剂的锌酸盐镀锌;PH值为12.5~13.
采用此工艺,镀层晶格结构为柱状,耐腐蚀性好,适合彩色镀锌. 典型配方: NaOH-------------110~120g/l ZnO---------------11~12g/l 94------------------5~7g/l 94为产品代号是“DPE-Ⅱ”和乙醇胺的结合物 注意:产品出槽后—>水洗—>出光(硝酸+盐酸) —>水洗—> 钝化—>水洗—>水洗—>烫干—>烘干—>老化处理(烘箱内 80~90oC) 3．氯化物镀锌 此工艺在电镀行业应用比较广泛，所占比例高达40%。 钝化后(兰白)可以锌代铬(与镀铬相媲美),特别是在外加水 溶性清漆后，外行人是很难辩认出是镀锌还是镀铬的。 此工艺适合于白色钝化(兰白，银白)。在客户无特殊要求时,最好是选择银白钝化(色泽保持较稳定)。 典型配方: KCl----------------------180~220g/l ZnCl---------------------65~75g/l H3BO3-------------------25~30g/l(缓冲剂). PH值:5~5.5 CI-87--------------------15~20g/l(光亮剂). 4．硫酸盐镀锌
镀锌钝化技术综述 随着汽车、建筑等行业的飞速发展，热镀产品的需求量也逐年增加。热浸镀技术也呈现出新的发展趋势。热镀锌产品及其合金化产品具有优良的耐蚀性能、美丽的外观、有利于后续加工、成本也相对较低等优点，深受广大用户欢迎。随着热镀锌技术的进步，其产品质量也有所提高，广泛应用到汽车上，因此对热镀锌产品的表面质量和成型性等方面提出了越来越高的要求。镀层的钝化处理对镀层的腐蚀性有着重要影响。长期以来，钝化处理往往使用六价铬酸盐钝化液，但它的毒性大，随着环保意识的加强，六价铬钝化将逐渐被取代。 镀锌作为钢铁件的主要防蚀镀层，在电镀加工量中位居榜首。除因加工单价相对较低外，钢铁件上的锌镀层为阳极性镀层，当受潮而发生电化学腐蚀时，锌先腐蚀而使钢铁基体受到保护。但锌本身为两性金属，既不耐酸也不耐碱，在大气中很易生成碱式碳酸锌腐蚀物而长白斑、白灰甚至白毛。镀锌后再进行钝化处理，能不同程度地提高抗蚀力，延长锌本身腐蚀的时间。故电镀锌后无例外地要作钝化处理。钝化还有赋予镀层不同色彩、色调及提高其上油漆层附着力等功能。 锌层最终抗蚀力取决于以下几个因素: (1)镀层厚度。可供牺牲腐蚀的锌越多，抗蚀性越耐久。热镀锌层厚度难低于300Lm，而电镀锌仅(5 -25)Lm，故热镀锌即使不经钝化，抗蚀力也很好，但加工成本高、色调单一。 (2)锌层纯度。镀锌层纯度越高，自身形成微电池腐蚀越小，越/结实0而不易牺牲。纯度依氰化镀锌、碱性锌酸盐镀锌、微酸性氯化物镀锌次序而下降，后者最差。故在某些军品、电器产品、汽摩产品上禁用氯化物镀锌。 (3)镀锌后钝化的好坏。优良的六价铬彩钝比白钝抗生白锈时间要长数倍。经烘干老化的、钝化后再作封闭处理的又比钝化后不作封闭、老化的要好得多。 在各种镀层中，镀锌层以其良好的耐蚀性能和价格优势，被广泛用作各种钢铁工件的防护镀层。随着科技的发展，人们对镀锌层耐蚀性的要求越来越高，因此在镀锌后，常常要对镀层进钝化处理。从许多资料报道和生产实践中得知，无论采用何种工艺，在实际生产中，仍然存在一些问题，有待于致力于金属材料表面工程的科技工作者继续去攻关。 镀锌层是钢铁基体最廉价的保护层，而钝化则是镀锌所必经的处理过程。钝化可高镀锌层的耐蚀性，改善其装饰性，提高与涂料的结合力。传统的钝化溶液含有六价铬、硫酸根、硝酸根等，尽管有许多研究人员开展了无铬钝化的研究工作，但是，因无铬钝化膜的耐蚀性等问题，这种钝化溶液短时间内仍难以工业化生产应用。 由含六价铬化合物的钝化溶液中得到的钝化膜，从外观可分为白色、淡蓝色、彩虹色、金黄色、黑色、军绿色；钝化溶液依含六价铬化合物的量可分为高铬、中铬、低铬和超低铬等。钝化膜由六价铬、三价铬、二价锌、氧和水等组成。这些钝化膜的耐腐蚀性随颜色的加深而增高。 1、钝化机理 铁、铝在稀HNO3或稀H2SO4中能很快溶解，但在浓HNO3或浓H2SO4中溶解现象几乎完全停止了，碳钢通常很容易生锈，若在钢中加入适量的Ni、Cr，就成为不锈钢了。金属或合金受一些因素影响，化学稳定性明显增强的现象，称为钝化。由某些钝化剂（化学药品）所引起的金属钝化现象，称为化学钝化。如浓HNO3、浓H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4等氧化剂都可使金属钝化。金属钝化
镀锌钝化技术的发展 学院：化学与生物工程学院专业：应用化学 班级：应化0901 学号：200967090125 姓名：宁波
镀锌钝化技术的发展 1)镀锌钝化的一般原理： 锌是一种化学性质很活泼的金属，锌电镀后如果不进行很好的后处理，镀层很快就会变暗，并相继出现白色腐蚀产物。为了减少锌的化学活性，往往采用铬酸盐溶液来钝化处理，使锌层表面上形成一层铬酸盐转化膜层。这层膜正式的名称叫做“铬酸盐转化膜”，或“镀锌层钝化膜”。这种成膜工艺叫“镀锌钝化”。 2)镀锌钝化耐腐蚀性的可能途径 目前镀锌层表面无铬( Ⅵ) 钝化技术总体分为:无机物钝化、有机物钝化和无机- 有机物复合型钝化,涉及三价铬( Ⅲ) 盐、钼酸盐、钨酸盐、硅酸盐、稀土金属盐、钛盐及有机类物质(如单宁酸、植酸) 等,而改性硅酸盐钝化、稀土金属盐钝化、有机硅烷钝化及无机—有机物复合型钝化研究的进展较大。 2.1）无机物钝化 2.1.1）VIB族元素钝化 通常同族元素具有相似的化学特性,因此用钼和钨作为替代物进行了尝试。另外,铬具有多种价态,所以三价铬也具有很好的替代前景。 2.1.1.1）三价铬钝化因相对于其他替代物,三价铬与六价铬性能近似,因此工艺成熟较快,能迅速投入使用,也为其他钝化技术提供过渡、发展和完善的时间。
2.1.1.2) 钼盐钝化近年钼酸盐已开始用来作为钝化剂。但单纯钼酸盐膜的耐蚀性逊于铬酸盐,且成本较高。因此,为便于推广,钼酸盐与其他无机盐的复合钝化,将成为无铬钝化的一个重要发展方向。 2.1.1.3) 钨酸盐钝化钨作为铬、钼同族元素,其无机盐替代铬酸盐的研究也是寻找环保型钝化工艺的一个方向。李道华等以Mo (W) S2 为钝化剂获得的钝化膜取得了一定的耐蚀效果。但有报导,通过测试和研究得出,其耐蚀效果不如铬酸盐和钼酸盐。 2.1.2) 改性硅酸盐钝化硅酸盐作为沉淀膜型缓蚀剂,具有无毒、成本低、稳定性高等优点,且易与涂料混合,易上色。但其单独使用耐蚀效果不甚理想。因此在硅酸盐钝化液中加入一定量的金属盐添加剂或有机促进剂,以提高钝化膜的耐蚀性,成为目前硅酸盐钝化技术的一个主要方向。根据其工艺和配方获得的钝化膜耐蚀性经电化学和盐雾试验检测,其耐蚀效果可与铬酸盐钝化相媲美。 2.1.3) 稀土金属盐钝化稀土金属盐钝化是一种新兴的无铬钝化工艺,采用镧系轻稀土元素的无机盐进行钝化,形成稀土氯化物、氢氧化物沉淀膜,由此降低镀锌层的溶解速度,提高镀层的耐蚀性能。这种方法无毒,且钝化液排出无污染,是新型的环境友好耐蚀处理工艺。总体上说,稀土盐钝化的耐蚀效果不如六价铬工艺,但发展空间较大. 2.1.4) 钛盐钝化 20 世纪70 年代由硫酸氧钛或氟酸钛配方获得的钝化膜为亲水性膜,且无自愈合功能,因此不宜推广。
镀锌层为什么要进行钝化 由于锌的电位比铁负, 当镀锌铁件受到腐蚀介质浸蚀时, 锌首先腐蚀而保护了铁。特别是镀锌层经过铬酸钝化处理生成一层光亮而美丽的钝化膜后, 不仅显著提高了镀锌层的防护性能, 而且提高了镀锌零件的外观装饰性。因此镀锌层广泛地应用于机械工业、电子工业、仪表工业和轻工业等许多领域中。 锌是两性金属, 比较活泼, 在干燥少雨的大气中锌的腐蚀速度较慢, 约为0.3微米/年; 在潮湿的工业大气中它能与二氧化硫、二氧化碳、氧气、水等发生电化学腐蚀作用, 其腐蚀速度可达5.3微米/年。人们通常看到的锌层表面的“白霜”或“白毛”就是镀锌层的腐蚀产物。 镀锌层若与能挥发出某些腐蚀性有机气体的有机材料相接触时更将加速它的腐蚀。经研究，多种涂料、塑料、橡胶材料、绝缘材料、木材类、纸类、粘合剂和部分树脂等有机材料能释放出对锌、镉镀层腐蚀性很强的甲酸与乙酸。试验表明, 当甲酸气氛浓度>2.5ppm, 乙酸气氛 >0.5ppm时对锌有明显的腐蚀。当甲酸与乙酸混合时，对锌的腐蚀将更大。 镀锌层遭到腐蚀后不断变薄, 这不仅使镀层外观受到破坏, 甚至失去对钢铁基体的保护能力。若将镀锌层在一定组成的铬酸溶液中进行钝化处理, 使镀锌层表面形成一层组织细密、抗蚀性较高的铬酸盐膜(即钝化膜 )后, 则可显著地提高镀锌层的抗腐蚀能力。这是因为铬酸盐钝化膜牢固地粘附在镀锌层表面, 一方面使锌层与大气隔绝, 减缓了大气中有害气体对镀层的腐蚀起着良好的机械保护作用; 另一方面一旦镀锌层钝化膜局部受到破坏或裂缝处受大气腐蚀时，钝化膜中的六价铬能使锌层再钝化，自动修补钝化膜, 同时铬酸根作为腐蚀原电池的阳极阻化剂阻碍了阳极反应的进行，从而大大减缓了锌层的腐蚀。故厚度相同, 质量相似的锌镀层，钝化处理后的抗蚀能力可提高7～10倍。广州电器科学研究所海南试验站对镀锌件大气暴晒试验结果认为, 经钝化处理的1～2年才有灰白点出现, 未经钝化处理的2～3个月便有灰白点产生, 而且镀层变黑, 底金属腐蚀也比未钝化处理的为快。此外, 钝化处理后还可以防止镀锌层沾污手印和作为油漆的底层。
镀锌层三价铬钝化的研究进展 1无色钝化 对热浸镀锌的钝化,有一种三价铬配方[ 17 ] :1. 5 g/ L 铬鞣革,0. 75 g/ L 次磷酸钠,1 g/ L 硝酸钠,pH = 3 ,温度60～90 ℃。生成无色钝化膜,经过中性盐雾试验,结果达20～30 h ,白锈面积为5 % ,与铬酸盐无色钝化相当的一种以草酸为基础的三价铬配位化合物溶液可对镀锌件钝化处理,配方为[ 18 ] :首先制备水溶性的草酸铬配位化合物,例如,将253. 8 g Cr (NO3) 3 分别加入草酸103. 3 g/ L 中反应,生成配位化合物[Cr CO2O4) X (H2O) 6 - 2X ] + (3 - 2x) n ?A- n3 - 2x ,其中任取一种阴离子;在[Cr (CO2O4 ) X (H2O) 6 - 2X ] + (3 - 2X)m ?K+ m3 - 2X中任取一种阳离子,加热至沸腾,溶液变成红紫色后冷却至室温,再加入蒸馏水配成1 L 溶液。其次,将上述溶液量取40mL ,加入蒸馏水配成1 L 溶液,并调节pH 值,钝化30～60s。生成的钝化膜耐腐蚀性好,经中性盐雾试验表明,草酸与铬摩尔比为0. 5 ,pH 值为2. 0 时,22 h 产生白锈面积为5 % ,66 h 白锈面积为30 %。镀锌层三价铬钝化工艺钝化液由可溶性三价铬盐组成[ 20 ] ,如Cr2 (SO4) 3 ,Cr (NO3) 3 。三价铬的获得最好是将铬酸盐还原。有机还原剂有甲醇、乙醇、乙二醇、甲醛及对苯二酚,也可用无机还原剂(碱金属碘化物、亚铁盐、二氧化硫、碱金属亚硫酸盐) 。还原六价铬使用还原剂时,用量要足够使六价铬充分反应,但用硫化物时则不能过量,否则剩余物会使钝化膜产生红锈。为增加溶液活性,一般加氟化物和无机酸。配方举例: 1 % (体积分数) 的Cr ( Ⅲ) 盐, 8mL/ L 的H2SO4 (相对密度为1. 84) (可用4 mL/ L 的HC1代替) ,3. 6 g/ L 的NH4HF2 ,2 %(体积分数) 的H2O2 (可用7g/ L 溴酸钠或10 g/ L 氯酸钠代替) 。上述配方中三价铬为由94 g/ L 或86. 5 g/ L 焦亚硫酸钾及64 g/ L 焦亚硫酸钠反应所得的产物。若用硫酸铬和醋酸铬,则上述配方浓度为0. 5 g/ L ,表面活性剂用Armohib25 (一种胺系表面活性剂)32 mL/ L ,pH 为1～3 ,温度20～35 ℃,时间10～30 s。还有一种绿蓝色的混合三价铬钝化液,绿色钝化液由铬酸盐还原为三价铬,蓝色钝化液可由铬酸盐还原,也可将硫酸铬溶于水然后加入酸以及氟化氢胺来制备,并调节钝化液的pH值不小于2 。该钝化液不含过氧化物以及其他氧化剂,混合时蓝色三价铬离子与绿色三价铬离子的重量比是1∶ 10～10 ∶ 1[ 21 ] 。镀锌层浸入该混合钝化液中15～30 s 后,得到无色膜。当蓝色和绿色三价铬溶液各取1. 5 g ,加蒸馏水97g ,钝化后样品经24 h 的中性盐雾试验,结果混合钝化膜白锈面积为25 % ,而单独的蓝色、绿色钝化膜白锈面积均大于50 % ,表明混合膜耐腐蚀性能大大提高了。江志全提出的的镀锌三价铬钝化工艺配方是[ 21 ] :10～100 g/ L 铬酐,10～100 g/ L 酒石酸钾钠,30～70 mL硝酸或20～60 mL 硫酸,也可以是7～15 mL 硝酸和21～45 mL 硫酸的混合物。在常温常压下,将铬酐溶于水,再加入酒石酸钾钠搅拌溶化,放臵数小时,让其充分反应,在此期间经常搅拌,pH 在4～5 之间,加硝酸或硫酸,搅拌均匀放臵数小时,即得半透明紫黑色钝化液。钝化作用机理是六价铬被酒石酸钾钠还原为三价铬,三价铬离子与水形成紫色三价铬配位离子[Cr (H2O) ]3 + 。镀锌件由三价铬和硝酸根阴离子或硫酸根阴离子协调形成无色钝化。该钝化膜抗色变力和耐腐蚀性都比较高。 2彩色钝化 钱达人提出了一种可与致密的铬酸盐钝化相媲美的彩虹色镀锌层三价铬钝化工艺[ 15 ] 。在室温条件下,钝化液为24～50 g/ L 的Cr ( Ⅲ) 化合物,12～
镀锌层白色钝化和蓝白色钝化 白色钝化膜可用彩虹色钝化膜经“漂白”取得，也可直接获得。白色钝化膜的色泽可分为银白色和蓝白色两种，可根据产品要；求选用。通称为“白钝化”和“蓝钝化”，区别在于自钝化为无色透明，膜中几乎不含铬，耐蚀性很差，后者含有少量三价铬，耐蚀性比“白钝化”稍好些。这两种钝化膜一般都用在低档产品的防护一装饰。 直接低铬白色钝化易出现彩色的原因 低铬白色钝化易出现彩色的原因较多，常见的与操作工艺中四个方面的因素有关。 (1)与钝化溶液中工艺配方比例失调有关。白色钝化溶液的配方浓度较低，当其中某一项组分消耗稍快时，各组分之间的比例将会失调，此时即会影响到膜层质量。 (2)与镀层本身的结晶及基材质量有关。镀层本身结晶粗糙、基，材表面光洁度差的与镀层结晶细微，基材表面光洁度较好的工件所获}的钝化膜的质量大不一样，实践经验告诉我们，镀层结晶致密，基材表面光洁度较好的工件，钝化后一般都较好，不易出现明显的色彩，而结晶较粗糙且基材表面的光洁度又较差的钝化膜层易出现彩虹色，《且镀层结晶越粗糙，基材表面光洁度越差的镀层彩虹色越严重(相对阻较)。 (3)与钝化后空气中停留时间有关。钝化后在清洗之前的空气嘲停留时间越长越容易出现彩色膜。 (4)与清洗不彻底有关。工件表面残留钝化溶液会继续与锌层起I化学反应，这时所获的钝化膜通常较易带色彩。 为获得质量优异的纯白色钝化膜层，除操作中需要注意上述几酒方面因素之外，镀锌工艺中尽可能选用镀层结晶致密的工艺配方锺制作工件的材料也尽可能选用表面光洁度较好、无锈蚀斑点的材料。 镀锌层白钝化出现“白霜”的原因 镀锌白色或蓝白色钝化后出现白霜的原因主要与以下几种因 素有关： (1)基材材质太差，严重锈蚀过； (2)工件酸洗时造成过腐蚀； (3)工件的除油、除锈工艺不到位； (4)酸洗后工件表面遗留的腐蚀产物、炭灰未曾洗刷干净； (5)钝化前、后清洗不彻底； (6)镀层过薄； (7)钝化后没有充分干燥处理。 因为提出咨询的这家电镀厂地处远郊，笔者就将上述可能引起白霜的原因函告该厂。不久来信告之从第(5)条中找到答案，解决了长期钝化出现白霜的问题。 银白色钝化膜封闭处理