氯化物镀锌蓝白钝化泛彩问题的探讨

寻觅国产钝化“蓝粉”

何生龙

【摘 要】在钝化后的热水槽中加入“蓝粉”(一种蓝色染料)可以解决镀锌蓝白色钝化蓝度不足的问题.回忆了寻找国产染料替代进口产品的过程.

【期刊名称】《电镀与涂饰》

【年(卷),期】2014(033)016

【总页数】3页(P712-714)

【关键词】镀锌;蓝白钝化;染色;蓝色染料

【作 者】何生龙

【作者单位】

【正文语种】中 文

【中图分类】TQ153.15;TG178

1 从镀锌蓝白色钝化说起

镀锌钝化有蓝白色钝化工艺，流程是镀锌后经清洗、出光，再经清洗就进行蓝白色钝化(一般用三价铬蓝白色钝化)，接着清洗，然后浸泡80°C 以上热水，最后离心甩干，美观、光亮又带浅蓝色的产品就呈现了。此工艺应用非常广，约占镀锌的70%左右。

若三价铬钝化液正常的话，有3 个因素影响到蓝色的产生：一是钝化的时间，一般10 s，时间短了只白不蓝；时间长了则生成黄绿色；二是钝化液的温度、浓度、锌离子积累程度及钝化后在空气中暴露的时间等；三是浸泡热水，只有泡干净的80°C 以上热水，才能产生美丽的蓝色。

在大批量生产时，由于操作工的生疏或随意，钝化效果往往时好时差，色泽发花，不均匀，客户就要退货。即使蓝白色钝化正常，挑剔的客户也会嫌蓝色太浅而要求再蓝些。若在钝化液中增加三价铬的含量，收效甚微，无法满足客户对蓝色的癖好。

本文要讲述的是在热水槽中加入价廉国产钝化“蓝粉”，彻底解决蓝白色钝化蓝度不够的故事。

2 一封陌生的求助信

上世纪90年代中，算来距今也十多年了，我忽然收到一封来自外地一个电镀厂的挂号信，我既不知道这个厂，也不认识这个寄信人。不管它，看看什么内容。原来该厂是一个专镀标准件的电镀厂，生产量非常大，以镀锌蓝白色钝化为主，经常因蓝色过浅、色泽不匀而返工。几个月前，有人向该厂推销一种“蓝粉”，据说是某国最新开发，只要加入热水槽内，要多蓝有多蓝。该厂使用后觉得效果好，很好用，因色泽问题产生的次品几乎下降到零。工厂非常满意，客户也满意。现在的问题是：“蓝粉”价格贵，1 500 元/kg。一个月用六七公斤要近万元，成本太高。最要命的是供货不正常，时有时无，常因“蓝粉”断货而停工等料。对方知道我搞过镀锌染色，想问我能不能找到价格低廉又能正常供货的“蓝粉”。

镀锌线镀后钝化工艺质量缺陷分析

摘要：无花热镀锌，镀后钝化处理药剂使用三价铬钝化液。三价铬钝化液主要成分是铬酸，铬酸是一种强氧化剂，对锌层有强烈的钝化作用，在钝化膜形成过程中起主要作用。但由于受多种因素影响，在实际使用过程中三价铬钝化液也会造成各种表面质量缺陷，例如板面发白（严重时呈白锈）、摩擦黑斑、斑迹发花印痕等，严重影响客户使用。

关键字： 钝化液 钝化膜 质量缺陷

1 前言

无花热镀锌，镀后钝化处理药剂使用三价铬钝化液。当热镀锌板接触铬酸钝化液时，锌就与铬酸起化学反应，即在热镀锌板表面形成一层致密的铬酸盐钝化膜。这层钝化膜化学性质不活泼，可防止水汽、空气直接接触锌层，起到防锈作用。钝化膜的形成过程是相当复杂的，钝化过程是金属和介质发生化学反应，生成了一层极薄的保护膜，这层薄膜通常是氧化剂和金属的化合物，它能够抑制阳极反应保护锌层。但由于受多种因素影响，在实际使用过程中三价铬钝化液也会造成各种表面质量缺陷，例如板面发白（严重时呈白锈）、摩擦黑斑、斑迹发花印痕等，严重影响客户使用。

2 常见钝化液引起的质量缺陷

2.1板面发白、掉粉

板面呈现白色色差，可析出白粉物质。随着钢卷存放时间增加，板面发白缺陷越容易出现。

图1：板面发白缺陷样貌

2.2板面发花

镀锌板在钝化前板面正常，经钝化后出现发花斑迹质量缺陷。

2.3白锈

此种缺陷经常出现在夏季多雨潮湿季节，绝大多数白锈的镀锌卷都有进水痕迹。白锈较轻，断面白锈有包装纸折印，板面占面积较小，包装纸没有水浸痕迹，这种白锈是由于镀锌卷下线时温度较环境温度高出较多，包装后卷中较热，温度下降后在包装物内形成负压，环境潮湿空气大量进入后形成凝露。 白锈较重，端面一侧有呈扇形白锈，开卷后板面白锈所占面积较大，无法擦掉。外包装纸有或轻或重的浸水痕迹，此种白锈是由于在运输过程中进入雨水或海水造成镀锌卷钝化防护失效，而产生白锈。

2.4摩擦黑斑

该缺陷多为运输过程由于颠簸造成带钢层间相互摩擦，摩擦点经氧化形成黑斑。

氯化钾镀锌工艺手册

1、氯化钾镀锌工艺规范 ................................................................................................................................... 2

2、镀液的配制 ................................................................................................................................................... 2

3、主要成分的控制 ........................................................................................................................................... 3

3.1氯化锌 ................................................................................................................................................... 3

3.2氯化钾 ................................................................................................................................................... 3

3.3 硼酸 ....................................................................................................................................................... 4

第 1 页 锌镀层的钝化处理

发布时间：2019-09-12

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。