镀锌钝化
工业工艺方法
镀锌钝化是镀锌过程中使用的一种成膜工艺。因为锌是一种活泼的金属,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”。
原理
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。
工艺特点
自我修复功能
彩色钝化膜还有自我修复的功能,当钝化膜受到损伤时,在有一定湿度的空气中,六价铬化合物溶于水生成铬酸,它能继续与锌层起氧化还原反应,再次形成钝化膜。这就是彩色钝化膜能自动修复的原因。由于彩色钝化膜层具有这一自修复的功能,所以钝化膜即使有些擦伤,也不会太影响抗腐蚀性能。这就是镀锌层经过彩色钝化处理后,为什么具有良好的抗腐蚀性能的原因。
颜色及影响因素
在彩色钝化膜中,三价铬和六价铬的含量比例是随着各种因素的变化而改变的,因而钝化膜的色彩也随之发生变化。三价铬化合物多时,膜层呈偏绿色;六价铬含量高时,钝化膜则呈紫红色。在实际生产中,最希望的颜色是彩虹稍带黄绿色。钝化膜的颜色深浅还与膜层的厚度有关。而膜层厚度又与钝化时间或在空气中停留时间的长短有关。在低铬和超低铬的钝化液中,钝化膜是在溶液中成膜的,钝化时间长,膜层厚,钝化时间短,膜层薄。而在高铬彩色钝化溶液中,由于钝化液酸度高,在溶液中是无法成膜的,只有当工件离开溶液后方能成膜,也就是在空气中停留时间的长短与膜层的厚度有很大的关系,而与溶液中浸渍的时间长短无关。空气中停留时间长,钝化膜厚,反之则薄。当然我们还得兼顾其它条件,一味追求膜层厚度,结合力就会降低,也就是膜层过厚了,钝化膜就会脱落或轻轻一擦就掉膜。钝化时间或空气中氧化时间短,钝化膜薄,此时膜层的色泽呈偏绿色;如钝化时间长,膜层厚,则钝化膜中红色的成分居多。这是因为钝化膜薄时,钝化液与锌层的反应比较强烈,六价铬多被转化成三价铬了,所以膜层呈偏绿色。当反应继续进行时,因为已隔了一层钝化膜,钝化液不能直接与锌层起反应,所以还原势减弱,这样六价铬化合物就会形成,而填充在三价铬化合物—即我们前面提到的三价铬膜层的骨架上,所以膜层中红的色素逐渐变多起来。而在膜层既不太厚又不太薄的状态下,钝化膜的色泽则最好。对钝化膜的色彩,当膜层由厚变薄时,色彩的变化可大致表述如下:
红褐色→红黄相间光亮五彩色→偏绿色→青白色
质量好的钝化膜应是完整呈光亮五彩色的。红褐色的膜层比较疏松,与锌层的结合力也不够好;偏绿色的钝化膜膜层可能较薄,会影响抗腐蚀能力。由此,我们可以从钝化膜的外观、与锌层的结合力、膜的完整性、光亮度和膜层的色彩,可以初步判定钝化膜质量的好坏。
参考资料
最新修订时间:2022-06-13 11:04
目录
概述
原理
工艺特点
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