镀锌钝化技术综述
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电镀锌钝化工艺流程及工艺参数
电镀锌钝化工艺流程及工艺参数如下:
工艺流程:
1. 表面处理:清洗材料表面,去除油污和杂质,使用碱性清洗液进行清洗。
2. 除酸:使用酸性溶液去除氧化皮和锈蚀层。
3. 电镀锌:将清洗后的材料放入镀液中,进行电镀锌工艺,通过直流电源施加电压,使锌离子在材料表面析出,形成锌层。
4. 氧化处理:将电镀锌后的材料放入氧化液中,进行氧化处理,使锌层得到钝化,提高防腐性能。
5. 冲洗:冲洗已处理的材料,去除残留的化学药品。
工艺参数:
1. 温度:电镀锌温度一般控制在20-40℃之间。
2. 电流密度:电流密度是表征电镀锌厚度的重要参数,一般控制在2-10 A/dm²之间。
3. 电镀时间:根据需要的锌层厚度,电镀时间一般在几分钟到几十分钟之间。
4. 镀液成分:镀液的成分主要包括硫酸锌、氯化铵、硫酸、氯化铵等。
注意事项:
1. 操作人员应佩戴防护手套和安全眼镜,以防止化学药品对皮肤和眼睛的伤害。
2. 操作环境应保持通风良好,以避免有害气体的积聚。
3. 每次工艺结束后,镀槽必须进行清洗,以防止镀液污染。
4. 操作时应注意安全,严禁吸烟和使用明火。
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。
镀锌钝化钝化成膜理论钝化理论与钝化现象的定义有密切关系。
如果钝化现象是因为金属与钝化剂直接作用而产生的,那么称为“化学钝化”或者“自动钝化”。
比如铬、铝、钛等金属在空气中和含氧溶液中都很容易被氧所钝化,被称为自钝化金属。
如果金属的钝化是由阳极极化引起的,那么就叫做“阳极钝化”或者“电化学钝化”。
铁、镍、钼等在稀硫酸溶液中均可发生电化学钝化。
这两类钝化本质上是一致的,可以用相同的理论来解释。
还有一种所谓的“机械钝化”,指的是在一定环境中,金属表面沉淀出一层较厚的、但又比较疏松的盐层,把金属基体和腐蚀介质机械地隔离开。
钝化理论主要是用来解释前两种钝化现象的,广为接受的有两种:成相膜理论和吸附理论。
成相膜理论和吸附理论都可以较好的解释大部分实验事实,但也有各自缺陷。
如果将两种理论联系起来,可以将金属钝化分成两个步骤: 第一步,OH-在金属表面吸附,或者H2O在金属表面的定向吸附;吸附分子或离子参与电化学反应,直接形成“第一层氧层”后,金属的溶解速度即开始大幅下降。
第二步,由于在第一步过程中生成的吸附膜并不可能完全阻止金属的溶解,一定条件下这种氧层会继续生长变厚而形成成相的氧化物膜。
与吸附膜相比,较厚的膜对金属的溶解过程的阻化效应更好一些,阳极电流应该进一步下降。
如果某种金属在腐蚀介质中只发生上述第一步反应, 或者金属腐蚀速度的降低主要由第一步过程中产生的吸附层所贡献,那么用吸附理论就可以比较好地解释这种体系的钝化现象。
如果某种金属腐蚀速率的降低主要由第二步过程中产生的成相氧化膜所贡献,则用成相膜理论来解释钝化现象较合适。
但不论采用哪一种理论,在大多数情况下,只要有合适的条件,还是会形成有一定厚度的氧化物膜的,而且这一层氧化物膜对金属的阳极溶解速度有很大影响。
因此,对钝化膜结构进行微观研究,具有一定的实际意义。
无铬钝化实验材料及工艺配方基体材料采用低碳钢片,锌板作阳极。
采用碱性镀锌体系,镀液的工艺组成为:氢氧化钠1l0~150g/L,氧化锌1O~15g/L,镀锌光亮剂5.5~6.0mL/L,1.0~1.2A/dm,常温,20min。
镀锌钢板涂覆钝化工艺钝化是一种用于保护钢材表面免受腐蚀的化学处理工艺。
在钝化过程中,通过在钢材表面形成一层致密的钝化膜,可以有效地防止钢材与外界氧气、水分等物质接触,从而延长钢材的使用寿命。
而镀锌钢板则是一种通过在钢板表面涂覆一层锌层的工艺,既可以增加钢板的耐腐蚀性能,又可以提高钢板的装饰性能。
本文将介绍镀锌钢板涂覆钝化工艺的原理、步骤和应用。
一、工艺原理镀锌钢板涂覆钝化工艺是将钝化剂涂覆在镀锌钢板表面,通过与钢板表面的锌层反应,形成一层钝化膜。
这层钝化膜可以防止钢材与外界氧气、水分等物质的接触,从而起到抗腐蚀的作用。
二、工艺步骤1. 表面处理:首先,需要对镀锌钢板进行表面处理。
这一步骤主要是为了去除钢板表面的油污、灰尘等杂质,以保证后续涂覆钝化剂的效果。
2. 钝化剂涂覆:将钝化剂均匀地涂覆在镀锌钢板的表面。
钝化剂可以通过喷涂、刷涂等方式施加在钢板上。
在涂覆的过程中,需要确保钝化剂的厚度均匀,并且覆盖整个钢板表面。
3. 钝化反应:经过钝化剂的涂覆后,钢板表面的锌层与钝化剂中的成分发生反应。
这个反应过程一般需要一定的时间,以确保钝化膜能够充分形成。
4. 清洗处理:在钝化反应完成后,需要对钢板进行清洗处理,以去除多余的钝化剂和反应产物。
这一步骤可以使用清水或者其他合适的清洗剂进行清洗。
5. 干燥处理:在清洗完成后,将钢板进行干燥处理。
可以使用空气吹干或者其他干燥设备,确保钢板表面完全干燥。
6. 检验和包装:最后,对钝化后的镀锌钢板进行检验,确保钝化膜的质量符合要求。
检验合格的钢板可以进行包装,以便存储和运输。
三、工艺应用镀锌钢板涂覆钝化工艺在许多领域都有广泛的应用。
首先,在建筑行业中,镀锌钢板涂覆钝化工艺可以用于制作建筑结构材料,如钢框架、钢梁等。
钝化膜的形成可以提高钢材的耐候性和抗腐蚀性,延长建筑物的使用寿命。
其次,在汽车制造业中,镀锌钢板涂覆钝化工艺可以用于制作汽车车身零部件,如车门、车顶等。
钝化膜的形成可以提高零部件的耐腐蚀性能,保护汽车零部件不受外界环境的侵蚀。
镀锌板钝化处理工艺镀锌板钝化处理工艺是一种常用的表面处理方法,用于提高镀锌板的耐腐蚀性能和外观质量。
本文将介绍镀锌板钝化处理的工艺流程和原理,以及该工艺的应用和优势。
一、镀锌板钝化处理的工艺流程镀锌板钝化处理的工艺流程一般包括以下几个步骤:1. 清洗:将待处理的镀锌板进行清洗,去除表面的污垢、油脂和其他杂质,以保证钝化液能够充分接触到镀锌板表面。
2. 酸洗:将清洗后的镀锌板浸入酸性溶液中,通过酸洗去除镀锌层上的氧化铁皮、锌盐和其他杂质,使镀锌板表面变得光洁。
3. 钝化:将经过酸洗的镀锌板浸入钝化液中,使钝化液中的成分与镀锌层发生化学反应,形成一层致密的、具有较好耐腐蚀性能的钝化层。
常用的钝化液有铬酸钝化液、钛酸钝化液和磷酸钝化液等。
4. 清水洗涤:将钝化后的镀锌板进行清水洗涤,去除表面的钝化液残留。
5. 干燥:将洗涤后的镀锌板进行干燥处理,以保证表面的干燥和防止再次腐蚀。
二、镀锌板钝化处理的原理镀锌板钝化处理的原理是利用钝化液中的化学物质与镀锌层表面发生反应,形成一层致密的、具有良好耐腐蚀性的钝化层。
这层钝化层可以阻止氧、水和其他腐蚀介质进一步侵蚀镀锌层,从而提高镀锌板的耐腐蚀性能。
三、镀锌板钝化处理的应用和优势镀锌板钝化处理广泛应用于建筑、汽车、家电等行业。
它的主要优势有:1. 提高耐腐蚀性能:钝化处理后的镀锌板表面形成的钝化层具有良好的耐腐蚀性能,能够有效防止氧、水和其他腐蚀介质侵蚀镀锌层,从而延长镀锌板的使用寿命。
2. 改善外观质量:钝化处理后的镀锌板表面光洁平整,色泽均匀,能够提高产品的外观质量和市场竞争力。
3. 环保节能:钝化处理采用无铬、无铅的环保钝化液,符合环保要求,对环境友好。
4. 工艺简单可靠:镀锌板钝化处理工艺相对简单,操作方便,工艺可靠性高,能够满足大规模生产的需求。
镀锌板钝化处理工艺是一种常用的表面处理方法,通过清洗、酸洗、钝化、清水洗涤和干燥等步骤,能够提高镀锌板的耐腐蚀性能和外观质量。
热镀锌设备钝化的生产工艺有哪些呢?
希望大家通过本次讲述,可以对热镀锌设备钝化的生产工等方面内容有一定的认识和r 解,下面就来观察一下相关的内容介绍。
热镀锌设备钝化的含义:当零件需要长期储存与运输的时候,零件之间应该去进行钝化处理,以防止在储存与运输过程之中发生腐蚀。
其腐蚀产物通常称之为白锈。
常用的钝化方法主要包括了铭酸盐法与磷酸盐法。
热镀锌设备钝化方法是用热浸镀锌管将钝化液直接喷涂在跑道上,并且在距离喷涂位置一米处用蒸汽刀将附着液吹走。
注意把它吹掉。
用压缩冷空气擦拭,吹净钢管表面的液体,让涂层均匀。
通过调整空气压力去进行调整涂层厚度。
热镀锌设备钝化生产过程之中,锌管表面不得有多余的液珠附着。
将溶剂处理合格的钢管放置在干燥接收台上,钢管的平齐面和锌锅正面与二个磁车总正面成直角放置:弯曲比较大的管道应在矫直后放置在后部或者是接收架上。
烘干炕的主要功能是烘干钢管表面的水分。
另一方面,提高钢管本身的温度,防止锌溅伤人,不带走锌锅之中的热能,加速锌铁合金层的生成。
烘干温度为80c〜180℃,钢管烘干时间为3〜7分钟。
也可以用于以热镀锌环保设备为基础的干燥设备的生产过程,干燥温度可以根据钢管规格与壁厚去进行控制;干燥器应随时检杳钢管的干燥度,防止锌液因时间不足溅锌伤人;干燥过程之中不要温度过高,以免灼伤溶剂。
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。
作为油漆或染色的前处理,钝化膜能增加锌层与漆层的结合力,使防护性能提高很多;经过高孔隙化钝化处理的多孔钝化,有利于吸附各种染料,达到钝化无法达到的装饰效果。
镀锌钝化的种类1、镀锌白色钝化;2、镀锌蓝白色钝化;3、镀锌彩色钝化;4、镀锌军绿色钝化;5、镀锌黑色钝化。
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。
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。
镀锌层的金黄色钝化(仿金)工艺1.前言仿金镀层, 通常先镀亮镍层打底或“亮铜-亮镍”作底层, 然后镀上1-2μm 较薄的铜合金, 如氰化物镀铜锌、铜锡或铜锌锡合金的方法, 获得外观装饰性仿金镀层。
近年来推出的镀锌层染色、罩清漆的仿金工艺, 也就是在镀锌层上经金黄色钝化液钝化形成金黄色钝化膜, 水洗后即浸脱水防锈剂, 以固定膜层得到均匀金黄色,再涂覆一层透明而具有一定硬度的有机膜(清漆) 进行保护,从而实现仿金装饰生产。
2.工艺流程钢铁制品→前处理→镀锌→流动水清洗→碱液漂洗→二道流动水清洗→锌层出光→二道流动水清洗→金黄色钝化→流动水清洗→浸脱水防锈剂→流动水清洗→膜层老化→涂覆透明漆→有机膜固化→操作者自检→专职检验成品包装入库。
3.工艺配方3.1出光液:硝酸3%-5%,食盐5%-10%。
3.2钝化液:铬酸3-5g/l,硫酸O.3-O.5g/l,硝酸O.7-0.9g/l,室温,时间10-30s,空停8-10s。
3.3 防锈剂:聚乙烯醇15-25g/l,苯甲酸钠30-50g/l,亚硝酸钠20-30g/l,三乙醇胺50-100g/l,乙醇(1:2)800ml/l。
配制说明:在搪瓷桶内注入计算量的乙醇,并加温至90-95℃, 在不断搅拌下缓慢加入聚乙烯醇, 使之溶解成胶状液体。
冷却至40-50℃, 将计算好的苯甲酸钠、亚硝酸钠及三乙醇胺依次加入,搅拌溶解形成透明液体,或采用市售现成的且适合本工艺的脱水防锈剂。
3.4 涂料:604环氧树脂50%,丙嗣20%,丁醇10%,二甲苯10%环己酮10%或采用市售现成的涂料,如丙烯酸清漆、改性丙烯酸酶类的涂料等。
4.注意事项(1)要获得理想金黄色质量,良好的镀锌层是重要环节。
凡是镀锌层如氰化物、碱性和酸性等锌镀层都可以进行仿金装饰生产。
但是,必须要求镀锌层平整致密、光亮,且镀层夹杂无机、有机杂质要少。
因此,要经常过滤镀液,尽量减少有机杂质和金属杂质的积累, 因为槽液中杂质积累多, 夹杂在镀锌层内的杂质量也多使金黄色钝化膜更易变色。
镀锌钝化处理工艺嘿,朋友们!今天咱来聊聊镀锌钝化处理工艺。
这玩意儿啊,就像是给金属穿上一层超级保护衣!你想想看,金属要是没经过这道处理,那可就像没穿衣服的小孩在外面乱跑,容易受伤啊!镀锌呢,就像是给金属裹上了一层厚厚的铠甲,让它变得坚固又耐用。
那钝化又是啥呢?钝化就好比给这层铠甲再进行一番打磨加工,让它更加厉害,不仅能防锈,还能抵御各种恶劣环境的侵蚀呢!你说这镀锌钝化处理工艺是不是很神奇?就像变魔术一样,把普通的金属变得超级厉害!比如说那些在户外风吹日晒的金属制品,如果没有经过镀锌钝化处理,没过多久就会锈迹斑斑,变得难看又不结实。
但要是经过了这道工艺,嘿,那可就大不一样啦!它们能在各种环境下稳稳地待着,任凭风吹雨打都不怕。
镀锌的时候,就像是给金属洗了一个特别的澡,让锌元素紧紧地附着在上面。
这个过程可得仔细着点儿,不能有一点儿马虎。
要是没弄好,那可就白忙活啦!然后是钝化,这可是个关键步骤。
就好像给已经很厉害的铠甲再加上一层神秘的力量,让它变得更加强大。
在这个过程中,要掌握好各种条件和参数,不然效果可就大打折扣咯!咱平常生活里好多东西都用到了镀锌钝化处理工艺呢!像那些金属栏杆、架子,还有一些工具啥的。
你想想,如果没有这道工艺,它们能有那么长的使用寿命吗?能一直保持那么好的状态吗?所以啊,镀锌钝化处理工艺可真是太重要啦!它就像是金属的好朋友,默默地守护着它们,让它们能更好地为我们服务。
下次你再看到那些经过镀锌钝化处理的金属制品,可别小瞧了它们哦,它们背后可是有着这么厉害的工艺在支撑着呢!这工艺,真的是妙不可言啊!咱得好好珍惜和利用这神奇的技术,让我们的生活变得更加美好,更加便利!这就是我对镀锌钝化处理工艺的看法,你们觉得呢?。
钢铁零部件镀锌层钝化工艺研究进展1锌的常规钝化锌的常规钝化处理是铬酸盐钝化。
“铬酸盐转化”这一术语,用来指在以铬酸、铬酸盐或重铬酸盐作主要成分的溶液中,处理金属或金属镀层的化学或电化学处理的工艺。
在1924~1936年间,人们开始研究将铬酸盐应用于锌及其合金的钝化,并出现了许多相关专利。
1936年Anderson等人在总结前人经验的基础上,对传统的钝化工艺进行了全面的研究和改进,提出了著名的Cronak法,高浓度六价铬化合物钝化处理得到广泛的应用。
同一时期镀锌层表面钝化也形成了一个较为完整的工艺体系,镀锌层的耐蚀性也有了显著的提高。
最早的铬酸盐钝化工艺由于操作简单,质量可靠,对于许多金属都是很好的腐蚀抑制剂,钝化膜性能可满足各种要求。
有人甚至认为镀锌层的耐蚀性主要取决于其后的铬酸盐钝化处理。
高浓度铬酸盐钝化的优点是:(1)钝化液稳定,工艺操作简单;(2)适应范围广;(3)钝化膜色泽鲜艳,耐蚀性和装饰性能好。
但主要缺点是对环境的污染和人体健康的危害都比较严重,加之铬配等用以原材料的价格上扬,因此六十年代中后期又出现了针对无氰镀锌和钱盐镀锌的中铬钝化,又称二次钝化。
一次钝化CrO3浓度为60~80g/L,既起到化学抛光作用又能形成很薄的钝化膜;二次钝化CrO3浓度为4~5g/L,使形成的膜层加厚,克服了铬酸-硫酸-硝酸体系高铬钝化的某些缺点,但操作不好易出现分层或膜脱落现象。
七十年代初,由于钱盐镀锌法逐步被锌酸盐镀锌法取代,低浓度铬酸盐钝化也得到了应用和发展。
八十年代以来又出现了超低铬钝化处理工艺。
在铬酸盐钝化由高浓度到低浓度的发展过程中,成膜方式也由高浓度的气相成膜转化为低浓度的液相成膜,这一转变是钝化技术发展的一次质的飞跃,这不仅减少了钝化液中重金属离子的大量浪费,而且使得钝化成本大为降低,钝化膜的耐蚀性也得到了进一步的提高。
采用铬酸盐钝化处理后,在金属表面上产生由铬化合物组成的防护性转化膜,习惯上称为铬酸盐钝化膜。
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、六价铬复原成三价铬,并在反响中消耗氢离子,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响,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一样;以及枯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预成色的学说。
根据光波干预原理,入射光到达钝化膜外表一局部被反射,一局部透过钝化膜由锌层外表再反射出来,于是从外外表和从内外表反射出来的光产生光程差。
当光层差等于*颜色的光波之半或它的奇数倍时,就会发生光波干预而抵消一局部,我们肉眼所见只是该色的辅色。
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。
热镀锌钝化新技术-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括以下信息:热镀锌钝化技术是一种应用广泛的表面处理技术,用于保护金属制品免受腐蚀和氧化的影响。
通过将锌涂层与金属表面结合,热镀锌技术可以有效地延长金属制品的使用寿命,并在很大程度上提高其耐久性和抗腐蚀性能。
然而,传统的热镀锌技术存在一些问题,例如锌涂层的结构不均匀、易脱落以及环境污染等。
为了克服这些问题,热镀锌钝化新技术应运而生。
热镀锌钝化新技术采用了先进的制备工艺和材料,以提高镀锌层的质量和性能。
通过优化钝化剂的配方和添加一定比例的合金元素,新技术可以增加锌涂层的附着力、硬度和耐腐蚀能力,从而提高金属制品的整体质量。
另外,热镀锌钝化新技术还具有环保优势。
传统的热镀锌技术需要使用大量的化学药剂,而新技术可以在更低的温度和更短的时间内完成钝化过程,减少了对环境的污染。
本文将对热镀锌钝化新技术进行详细介绍和分析。
首先,我们将介绍传统的热镀锌技术及其存在的问题,然后重点介绍钝化技术的原理和应用。
接下来,我们将对热镀锌钝化新技术的制备工艺和材料进行深入探讨,并对其性能进行评估和比较。
最后,我们将总结热镀锌钝化新技术的优势和发展前景,并展望其未来的应用领域。
通过本文的研究和分析,我们可以更好地了解热镀锌钝化新技术的原理和应用,为相关行业的技术改进和发展提供参考。
同时,本文也希望能够引起更多人对热镀锌钝化新技术的关注和研究,推动相关领域的创新和进步。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应该是对整篇文章的组织和内容进行简要介绍。
可以按照以下方式编写:本篇文章主要介绍了热镀锌钝化新技术。
首先,在引言部分,我们会对整篇文章进行概述,介绍热镀锌钝化的背景和重要性。
接着,我们会介绍文章的结构,即大纲中的各个部分和子部分,以便读者对整篇文章的组织有清晰的了解。
最后,我们会说明本文的目的,即通过对热镀锌钝化新技术的研究和分析,提出对未来发展的展望和建议。
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。
金属钝化后,其电极电势向正方向移动,使其失去了原有的特性,如钝化了的铁在铜盐中不能将铜置换出。
此外,用电化学方法也可使金属钝化,如将Fe置于H2SO4溶液中作为阳极,用外加电流使阳极极化,采用一定仪器使铁电位升高一定程度,Fe就钝化了。
由阳极极化引起的金属钝化现象,叫阳极钝化或电化学钝化。
镀锌钝化的发展及各种方法的评价:2、白色和蓝白色钝化白色和蓝白色钝化在所有的钝化膜中,膜层最薄,防护能力最差。
它们主要用于有一定装饰性要求的零部件上,如日用五金、建材、轻工产品、家用电器、输变电金具等。
通常情况下,这种钝化溶液中含有铬酐、氟化物、三价铬和硝酸等。
目前,也有直接采用三价铬、氟化物来进行钝化的,特别是一些进口材料,有的在钝化溶液中加人氨基磺酸及其衍生物、有机羧酸及其盐类,以提高其装饰性效果。
3、彩色钝化彩色钝化是镀锌层最常见的钝化之一。
通常使用的低铬彩色钝化液含3~59/L铬酐、1~3mL/L硝酸和0.3~1mL/L硫酸以及少量的醋酸或高锰酸钾或其他成分。
得到的钝化膜颜色较淡,膜层较薄,在中性盐雾加速腐蚀试验中,出白锈时间在48~96h之间,且有时工件在存放期即出现变色,难以满足汽车、家用电器等行业越来越高的要求。
4、黑色钝化为了满足某些特殊行业如电子工业、测量仪表、光学器械、汽车零部件等的要求,镀锌黑钝化在近几年得到了越来越多的应用。
在市售的黑钝化剂中,发黑剂主要是银盐,以铜盐作发黑剂的已廖廖无几。
有人通过比较几种配方的成膜机理和实际考察,认为使用银盐得到的钝化膜,无论是外观,还是耐蚀性都比使用铜盐或银盐和铜盐的好。
使用银盐的黑钝化剂,又分为醋酸型和磷酸型两种。
比较而言,醋酸型的钝化膜外观较好,但耐久性较差;磷酸型的钝化膜外观不如醋酸型,但耐蚀性和抗老化性较好。
使用银盐的黑钝化剂,又分为醋酸型和磷酸型两种。
比较而言,醋酸型的钝化膜外观较好,但耐用性较差;磷酸型的钝化膜外观不如醋酸型,但耐腐蚀性和抗老化性较好。
5、绿色钝化绿色钝化是镀锌钝化膜中膜层最厚、耐蚀性最好的一种。
这种钝化通常被用于军工、航海、化工机械等的处理。
绿色钝化常采用以铬酐、磷酸、硫酸、硝酸、盐酸组成的五酸钝化溶液。
但是,这种钝化溶液组分间的比例对成膜的影响很大,溶液使用后的调整也很困难。
为了得到理想的绿色钝化膜层,许多电镀工作者进行了这方面的研究。
日本研究人员采用醋酸代替盐酸得到了外观均匀的绿色钝化膜,但膜层的耐蚀性不太理想随后有人在溶液中加入过渡金属的盐,使钝化膜的耐蚀性有了很大的提高。
我国的电镀人员对钝化溶液中的各成分的比列进行了多种实验,提出了几种具有使用价值的配方。
6、无铬钝化早期三价铬钝化技术的开发是基于环保对废水排放的限制而生,其性能相对于六价铬钝化而言,尚有很大差距,特别是耐蚀性能,同时外观带有明显的雾状,因此,并未应用于工业化生产。
开发的三价铬钝化技术在许多方面的性能引起研究者的重视。
随着人们对钝化膜形成机理的不断研究,该项技术已经开始应用于工业化生产。
近年来,随着稳定性和耐蚀性能的进一步提高,三价铬钝化技术越来越可能成为六价铬钝化的替代工艺。
我国热镀锌工业发展较晚。
20世纪40年代,鞍山采用熔剂法生产单张热镀锌钢板,在20世纪60~70年代,主要采用溶剂法生产单张热镀锌板,1979年武钢从德国引进并建成了产量为15万t/a的连续热镀锌生产线。
带钢连续热镀锌与落后的单张镀锌相比,具有技术成熟、工艺稳定、生产成本低、镀层性能优、使用寿命长等优点。
带钢连续热镀锌工艺主要有森吉米尔法(Sendzimir)、改进的森吉米尔法、美联钢法(United Staes Corp)、赛拉斯法(SelaS)、沙伦法(Sharon)、柯克-诺特曼法、含硅钢热镀锌工艺等。
1.1森吉米尔法1931年波兰人森吉米尔把退火工序和热镀锌工序连成一整体,发明了举世闻名的森吉米尔法[5]。
森吉米尔法取消了熔剂法中碱洗、酸洗、水洗及熔剂处理等一系列操作步骤。
在该法中,钢材先通过用煤气或天然气直接加热的微氧化炉,被火焰加热400℃并烧去其表面上残余的油污、乳化液,同时钢材表面被氧化,形成薄的氧化铁膜,再进人还原炉,炉内通有氢气和氮气混合的保护气体[6]。
在此被辐射管进行间接加热或电阻加热到再结晶退火温度,其表面上的氧化膜被通人炉内的含氢保护气体还原成纯铁。
然后,在隔绝空气条件下冷却到一定温度后浸镀。
这种工艺的特点是:自动化程度和生产效率高,产品质量稳定,但设备投资大,工艺较复杂,适合于单一产品(如钢丝、带、管)的大批量生产。
1.2改进的森吉米尔法由于森吉米尔法本身存在的不足之处,Sendz-imir法已有很多改进,将氧化炉改为无氧化炉,从而大大提高了钢带的运行速度和镀层钢带的质量[7]。
美国的阿姆柯公司1965年在赛拉斯法热镀锌的基础上发展了森吉米尔法称为改进的森吉米尔法[8,9]。
这种方法是将原来的预热氧化炉和还原炉组成了一个结构整体。
将原来预热氧化的炉段改为在还原气氛中加热的无氧化预热炉。
其基本原理是控制炉内的空气过剩系数小于1,使燃气不完全燃烧而保持无氧化状态。
改进的森吉米尔法还采用了气刀来控制镀层厚度,替代辊镀法中使用的镀辊。
另外,还采用拉伸矫直技术代替反复弯曲矫直。
可以使钢板在纵向和横向同时产生变形,从而改善镀锌板的性能和平直度,消除板面的浪边等问题,减少了钢板冲压加工时在纵向和横向性能上的差异。
在变形较小的情况下能够达到消除屈服平台,阻止滑移线的形成。
我国攀枝花钢铁公司采用改进的森吉米尔法工艺进行热镀锌生产,连续退火采用卧式退火炉,由辐射式废气预热段(RWP:12600mm)、无氧化加热段(NOF:8400mm)、辐射管加热及均热段(RTH:2700mm)缓慢冷却段(SC:s000mm)、喷射气体段(GJS:15000mm)、低温保持段(LTH:27000mm)及转向辊段(TDS:5000mm)组成,具有足够的加热能力和经济的热回收系统。
而且在TDS段设有一套热张力辊系统,该系统的设置,既可降低炉内带钢张力,改善板形,又可增加镀后带钢张力,降低气刀间带钢的抖动,提高镀层的均匀性。
攀钢采用改进的森吉米尔法热镀锌生产工艺产出的热镀锌钢板及钢带,具有钢基性能及镀层粘附性能优良、表面光泽、锌花均匀规则等特点[10,11]。
1.3美钢联法1948年美国钢铁公司设计并投产了美钢联法。
它是在线内退火的镀锌生产线上,以电化学方法进行脱脂处理,退火阶段由还原炉与冷却部分组成,加热部分采用全辐射加热管替代改进的森吉米尔法中的明火加热,因此可以严格控制温度和露点,确保退火炉的无氧化气氛,从而保证镀层的优良附着性和表面质量。
美钢联法不仅避免了在氧化去脂时产生氧化铁,消除由氧化铁粉造成的结瘤现象,而且可以降低炉内氢气的含量,减少爆炸的可能性。
该法后经改进,引人立式退火炉,从而缩短了炉长,加快了机组速度,进一步提高镀层的附着性和表面质量,降低成本[8,9]。
故20世纪90年代后国外新建的热镀锌线大量采用美联钢法[12]。
进人21世纪,攀钢、武钢、宝钢等国内知名钢铁企业相继引进了与欧美发达国家同水平的美钢联法热镀锌生产线,为中国的热镀锌技术的生产和发展奠定了一个高的起点。
1.4赛拉斯法赛拉斯法是美国赛拉斯公司于1947年制造并投人生产的。
它的特点是采用煤气火焰直接加热钢板进行退火,所以又称作火焰直接加热法。
该方法是将带钢经过脱脂槽碱洗去脂,然后用盐酸清洗表面的氧化皮,再经水洗、烘干后进人用煤气直接加热的立式线内退火炉。