浅谈镀锌层低铬钝化脱膜的原因

钝化膜主要由不溶性的三价铬化合物和可溶性 六价铬化合物组成。钝化膜 的颜色一般认为与膜 的 厚度有关 ， 且随膜厚的增加颜色加深。因此 ， 在一定
５ 影响镀 层质量的因素
５ ． １ 镀 前处 理
膜厚的范 围内， 才会 出现彩虹色 的膜。但随着膜厚
由于镀前处理时油污及氧化皮等脏污没有彻底
６ ． ２ 工艺条件的控制 ｐ Ｈ值 低 ， 成膜快 ， 易脱 落 ； ｐ Ｈ值高 ， 色泽差 ， 易 发雾 ； ｐ Ｈ值 过低 ， 膜则发黑 。在通 常情况下 ， ｐ Ｈ值
控 制 在 １～ ２为宜 。
Ｅ ２ １ 郭鹤桐 ， 等． 电镀工艺 学［ Ｍ ］ ． 天津 ： 天津科技 出版社 ， １ ９ ８ ５ ． Ｅ ３ ］ 王 鸿建 ， 等． 电镀工艺 学［ Ｍ ］ ． 哈尔 滨 ： 哈尔 滨工业 大学 出版社 ，
６ 钝 化工艺 的控制
６ ． １ 活化 剂 与铬 酸 酐 比值 的控 制 钝 化液老化或组成不 当， 即硫 酸 根 或 氯 离 子 过 多， 成 膜 过快 ， 膜厚 ， 时间 上很 难 控 制 。时 间短 ， 色 彩
用。因此 ， 钝化前一定要进行抛光 ， 既可避免钝化液 ｐ Ｈ值升 高 ， 更 主要 的是对 镀锌层 起 到化学 抛光 作 用， 获得光泽均一 的镀层 ， 保证 了钝化膜 的结合力和
烘干温度应不 大于 ６ ５。 ｃ为宜 ， 以提高钝 化膜 的硬度及结合力 。否则 ， 钝 化膜失水过多 ， 偏红பைடு நூலகம்， 甚 至偏黄 ， 膜易脱落 ， 易开裂 ， 抗蚀能力下降 ， 且烘干温 度应基本保持一致 。
８ 结束语
综上所述 ， 造 成彩色钝 化膜脱落的原因是多方 面的 ， 应认真进行分 析研究 ， 采取 相应措施 ， 做到对 症下药 ， 认真操作 ， 才能够加以解决。
１ ９ ８ ７．
温度高 ， 成膜快 ， 膜厚且 疏松 ， 易脱 落 ； 温度低 ， 膜薄色淡 ， 钝化 时间长 ， 成膜慢 ， 但结合力较好 。通
常在 室 温 下 进 行 。 在 冬 季 ， 控 制在 １ ５～３ ０。 ｃ 比较
好。
收 疆 日期 ： ２ ｏ ｏ ４ － １ １ ． ２ ６
整ｐ Ｈ值最好用硝酸 ， 不要用硫酸或盐酸 。 但硝酸含量也不能太高 ， 因为硝酸含量增大 ， 膜 溶解加快 ， 使 膜变薄 ， 结合不牢 固， 易脱落 。硝酸含 量低 ， 膜 的光泽差 ， 不光亮。在平时操作 中， 不能直
接 加 入硫 酸 ， 而 加 入硫 酸 盐 。硫 酸 过多 ， 加 入少 量 的 碳 酸 钡或 熟 石 灰 ， 再用 硝 酸调 ｐ Ｈ值 至 １ ． ５左右 。
杂在镀层中或附着在镀层表面， 如果清洗不干净会
导致 以下 不 良后 果 ：
ｚ Ｉ ｌ ＋ ２ Ｈ ： Ｚ ｌ １ ２ ＋Ｈ ２
（ ３ ）
（ １ ）零 件 表面 吸附 的有机 物 会 夹 附在钝 化 层 中
从反应（ １ ） 、 （ ２ ） 可以看出 ， 首先是锌被溶解 的过 程 。从反应（ ３ ） 可以看出， 钝化过程 中有大量的氢气 放出 ， 使 固液界面上的 ｐ Ｈ值升高 ， 到一定值时就会
因工艺控制不 当， 镀液不稳 定 ； 阴、 阳极局部导
电不 良 ； 镀 液维 护 不及 时 到 位 ， 造成 镀 层疏 松 、 多孔 ， 局部发暗； 或镀 层脆 性 大 ， 有麻点、 小气 泡 ， 镀层 结 合
落。因此 ， 操作时一定要摆 动或抖动适 当。最好使
用 空气 搅 拌 ， 效 果 比较 好 。 （ ２ ）零 件 在钝 化 过 程 中 ， 中途 不 可停 顿 ， 若 停 顿
价铬 ， 过多的三价铬 和有机物将直接影 响膜 的结合
力。
初始阶段 ， 反应（ １ ） 占优势。由于溶液的对流及零件 的运动和氢离子的扩散 ， 导致钝化膜周 围溶液 的 ｐ Ｈ 值降低 ， 生成的膜又被溶解 ， 最后膜的生成和溶解保 持一个动态平衡。所 以锌 的溶解 、 钝化膜 的形成及
外 观质 量 。
差； 时间稍长 ， 膜厚 ， 易脱落。所 以在低铬钝化 中， 硫 酸根的影响最严重 。其含量不宜超过 ０ ． ８ ｇ ／ Ｌ ， 在通
７ 钝化后 处理
７ ． １ 清 洗
常情况下， 活化剂与铬酸酐比值大致为 ｓ Ｏ ｊ 一 ／ Ｃ ｒ Ｏ ３ ＝
１ ． ０—４ ． ０ ， Ｃ １ 一 ／ Ｃ ｒ Ｏ １ ． ５ ～１ ． ０ ， 活化 剂不 足 ， 成 膜 速
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２ ０ ０ ５年 ５ 月
电镀 与环 保
第２ ５ 卷第 ３ 期（ 总第 １ ４ ３期）
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清除干净 ， 造成局部镀层结合力不好 ， 从而导致钝化
膜脱落。 ５ ． ２ 镀 液 不 稳定
６ ． ３ 操 作 不 当 （ １ ） 操作 时除严格掌握 好钝化 时间外 ， 对 于 大 小 不 同零 件 ， 在钝 化 液 中摆 动 或抖 动 不 好 ， 造 成零 件 平 面边 缘 颜 色深 ， 甚 至 膜厚 而 脱 落 ； 中间部 分 颜色 又 浅或 小 零 件 颜 色 不 均 一 ， 甚 至颜色 淡 ， 有 的膜 也 脱
参考文献 ：
［ １ ］ 电镀技术 杂志 出版社 编 ． 邰性 波译 ． 实用 电镀技 术 ［ Ｍ］ ． 北京：
国防工业出版社 ， １ ９ ８ ５ ．
同时 ， 钝化液 中锌过多 ， 溶液会老化 ， 钝 化膜易
脱落或发雾 。应再生或更新 ， 不能再加铬酸 ， 以防止
铬 酸 浓度 增 加 ， 失 去 了低 铬钝 化 的意义 。
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Ｍａ ｙ ２ ０ ０ ５
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｐ ｌ ａ ｉ ｆ ｎ ｇ＆ Ｐ ｏ Ｈ ｕ ｉ ｆ ｏ ｎ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
浅 谈 镀 锌 层 低 铬 钝 化 脱 膜 的 原 因
魏银 科
（ 西安 北方庆 华 电器集 团公 司， 陕 西 西安 ７ １ ０ ０ ２ ５ ）
分析 研究 ， 以便更 好地应 用低铬 彩 色钝 化工 艺 。
３ 钝 化 时 间
高铬钝化液酸度较大， 钝化液仅起到抛光 的作
用， 钝 化膜 也 容 易 溶 解 ， 难 以形 成 一 定 厚 度 的钝 化
膜。其钝化膜的形成是在空气 中进行 的， 即提起零 件在空气中停留的数秒钟内形成的。
低铬钝 化 液酸 度低 ， 钝化 膜是 在溶 液 中形成 的 。
所以在正常情况下 ， 钝化膜质量与钝化时间有关 ， 随
着钝 化 时间 的延 长 ， 其膜 颜 色变化 规律 为 ： 淡黄一 金黄— 一 彩虹— 一绿 色— 一橄 榄 色— 一 土 黄色 。膜
越厚 ， 色彩和结合力越差 ， 膜就容易脱落。所 以要根 据零件 的大小和数量掌握好钝化时间。这一点， 对 在正常情况下避免脱膜至关重要。
钝化后应认真清洗 ， 否则 ， 零件表面残留的酸易 造成钝化膜脱落 。所 以要用几道 水彻底清洗 ， 且最 后要用流动水清洗。
７ ． ２ 烘干（ 老化 ）
率慢 ， 膜不清亮 ， 易 发 白雾 ； 活化 剂过多 ， 成膜 速率
快， 膜 色 泽减 退 ， 甚 至 得 不 到 彩 色 钝 化 膜 。 因此 ， 调
钝 化膜 的溶解 ， ３ 个 过程 同时 进行 ， 但 钝 化 膜 的形 成
是 主要 的 。
（ ３ ）由于钝化前清洗不认 真， 会带人大量的氯 离子 ， 虽然氯离子会加速成膜 ， 但会使膜太厚而易脱 落。同时造成钝化时间不易控制。 （ ４ ）由于操作者的衣物、 手套及与镀件接触的 物品上粘有酸 ， 没有及时清洗掉， 在操作过程中无意 和镀件接触 ， 就有可能使钝化膜脱落。
２ 钝 化 机 理
铬 酸钝化 是 在 固液 界 面上进 行 的多相化 学反 应
过程， 其反应交错进行 ， 比较复杂。不管是高铬钝化
还 是低铬 钝化 ， 它 的本 质 反应 是 锌 和 六 价铬 之 间的 氧化还原 反应 ：
４ 钝化前 清洗
众所周知 ， 镀锌大都采用光亮镀锌 ， 特别是氯化
力差 ， 造成钝化膜的附着力不好而脱落 。
５ ． ３ 光 亮剂控 制 不 当
（ １ ）光 亮 剂 没 有 根 据 霍 尔 槽 试 验 进 行 补 加 ， 也
时间达十几秒钟 ， 再次钝化时， 钝化膜也会脱落。
（ ３ ）在 电 镀 过 程 中 电 流 要 适 当 ， 不 可 过 大 。否
未按少加 、 勤加 的原则 进行操 作 ， 使 光亮剂加 入太 多， 溶液太脏 ， 成 份 比例失调 ， 单 由光亮 剂增加光亮
滑， 膜 的结合力减弱而脱落。
（ ２ ）镀 层 中夹 杂 过 多 的有 机 物 ， 在 钝 化 过 程 中
因为膜首先被溶解 ， 结果使有机物暴露 出来 ， 夹杂在
零 件 表 面起 隔 离作 用 而使 膜 脱 落 。
低铬 钝 化 ， 酸度很 低 ， 对 镀 层 几 乎 没 有 抛 光 作
有凝胶状 钝化 膜 析 出 ， 即钝 化 膜 的形 成 过 程 。在 整 个钝 化 过程 中 ， 钝 化膜 的生成 和溶 解 是 同时 进行 的 ，
隔离钝化层 ， 使钝化膜 的结合力和抗蚀性能大大降
低， 从而导致钝化膜脱落或色泽变浅。
（ ２ ）零 件 表面 吸附 的有机 物 会 还原 六 价铬 为 三
度 。从而 使 镀层 中夹 杂 过 多 的有 机 物 ， 镀 层 过 于 光
则， 镀层中会杂过多 的有机物 ， 虽然镀层光亮 ， 但膜
的结合力减弱 ， 甚至钝化膜用手即可抹掉 ， 且脆性增
加， 镀层稍厚 易起皮 。所 以在操作 中， 电流要 合适 ，
镀 层亮 度 要适 中 。
６ ． ４ 出光