无铬钝化热镀锌技术条件
对镀锌层无铬钝化技术的研究进展探讨
对镀锌层无铬钝化技术的研究进展探讨文章首先对无铬钝化类别进行总结和分析，对无铬钝化技术的应用进行研究，以期对镀锌层无铬钝化技术的快速推广，起到一定的促进作用。
标签：镀锌层；无铬钝化；研究；进展1 概述现阶段，利用铬酸盐钝化的方式对镀锌产品进行处理，使得镀层具备一定的耐腐蚀性能，然而铬酸盐的使用不可避免对人体及自然环境产生严重的影响。
世界范围内已经开始限制六价铬产品的应用。
基于绿色环保的理念，对无铬钝化工艺技术进行研发，逐渐成为镀锌层钝化技术的重要方向。
基于此，文章对镀锌层无铬钝化技术进行研究，不足之处，敬请指正。
2 无铬钝化类别2.1 无机钝化2.1.1 钼酸盐钝化镀锌层进行钼酸盐钝化处理，会在其表面形成钼酸盐钝化膜。
因为钼酸盐具有较低的毒性，因此被看作是铬酸盐钝化处理的替代方式。
现阶段，对其开展的研究项目较多，适当添加一些有机物和无机物添加剂，利用复合获取一定的协同效应，从而促进钝化膜的耐腐蚀性能的提升。
目前来说，这种方式和铬酸盐钝化膜相比效果较差，而且钼酸盐的价格昂贵，因此还无法应用到大规模生产中。
2.1.2 钨酸盐钝化钨酸盐在发挥金属缓蚀剂的作用时，较为类似于钼酸盐，钨酸盐钝化处理的方式得到的钝化膜耐腐蚀性能较低，而且钨酸盐的价格偏高，所以针对钨酸盐钝化的应用较少。
2.1.3 硅酸盐钝化硅酸盐钝化处理方式不仅处理成本低，而且钝化液具有良好的稳定性，使用起来也很方便，毒性较小，然而却存在一个致命问题，就是耐腐蚀性能比较差。
为促进钝化膜耐腐蚀性能的提升，必须要在钝化液中添加有机促进剂，比如说硫脲及水溶性阴离子型丙烯酸胺等化合物。
现阶段，针对硅酸盐钝化应用也比较少。
2.1.4 钛盐钝化为达到环境保护有关标准及要求，一些地区电镀厂开始采用过钛盐钝化工艺。
钝化液的具体成分包括硫酸氧钛、硝酸、磷酸、单宁酸等，采用羟基喹啉作为稳定剂，pH 大约是1 到1.5的范围，常温下操作，具有良好的耐腐蚀性能。
2.2 有机钝化2.2.1 有机硅烷钝化硅烷分子能够在醇、水溶液中发生水解而形成一定数量的硅烷醇基团（SiOH），基团在硅烷与金属的界面上发生化学反应，而生成金属硅氧烷键（SiOMe），未参与化学反应的硅烷醇基团形成胶联的硅烷膜结构SiOSi网络结构，以上结构一方面能够有效地避免侵蚀性介质侵入其中，另一方面可以形成稳定的膜层，此特征使得有机硅烷钝化处理成为近些年研究的重要方向。
WG无铬钝化技术在热镀锌领域的应用
WG无铬钝化技术在热镀锌领域的应用钱宏彬台州华印环保工程有限公司电话：6、摘要：为解决铬酸盐钝化对环境造成的污染，WG无铬钝化剂采用无机物与有机物复合钝化技术，已成功应用于批量热镀锌行业，经过多年实践，已有多个地区多个厂家长期应用，取得了良好的社会效益，为热镀锌行业根绝Cr6+对人类的危害做出了积极贡献，为无铬钝化技术在批量热镀锌行业的应用与发展提供了有益的借鉴。
关键词：无铬钝化、WG无铬钝化技术、绿色环保、清洁生产1.前言热镀锌对钢铁防止大气防腐蚀有着优异的性能，但刚经过热浸锌的工件其表面的纯锌层很活跃，因此锌层在潮湿、通风不好的环境中容易发生腐蚀，生成白锈，所以通常需要对镀锌层进行钝化处理，使其从活化状态变为钝化状态，钝化过程生成的化学转化膜能对锌层起到防护作用。
长期以来，钝化处理普遍采用含有六价铬的铬酸盐钝化液，其钝化膜具有良好的隔离性能与自我修复能力，因此具有良好的耐腐蚀性，又因其成本低、工艺简单等优点，一直被广大热镀锌企业所采用。
但是，六价铬为剧毒物质并有致癌性，所以它对环境的污染及对人类的危害已被广泛认可，目前世界上很多国家都开始限制或禁止使用铬酸盐钝化处理，如欧盟于2003年2月13日颁布了2002/95/EC号法令，简称RoHS指令，我国也于2002年6月29日第九届人大常委会第28次会议正式通过《清洁生产促进法》，2003年1月1日正式实施，根据这部法律及其他相关的法律法规，信息产业部于2006年2月28日颁布了中国版的RoHS指令--《电子信息产品污染防治管理办法》。
近年来，我国政府高度重视环境保护，出重拳治理整顿环境污染，因此热镀锌行业摈弃传统的铬酸盐钝化，研发应用无铬钝化已成必然。
过去热镀锌企业对铬酸盐钝化会造成污染环境的认识有一个误区，错误认为钝化工艺使用铬酸盐不会对环境造成危害，理由是钝化槽里的钝化液不排放，钝化后的工件也不水洗，只是工件表面含有六价铬而已。
事实并非如此。
对镀锌层无铬钝化技术的研究进展探讨
对未来研究的建议和展望
进一步研究无铬钝化技术在不同环境条件下的耐 腐蚀性能和粘附性。
探讨无铬钝化技术在提高锌涂层耐腐蚀性能的同 时，对其他性能如硬度、耐磨性等方面的影响。
针对不同基材和镀锌工艺，研究开发适用于各种 情况的无铬钝化剂。
开展绿色制造和环保方面的研究，优化生产工艺 ，降低能耗和废弃物排放。
《对镀锌层无铬钝化技术的研究 进展探讨》
xx年xx月xx日
目录
• 研究背景和意义 • 镀锌层无铬钝化技术的研究现状 • 无铬钝化技术的理论基础 • 无铬钝化技术的实验研究 • 无铬钝化技术的工业应用 • 研究结论和展望
01
研究背景和意义
镀锌层无铬钝化技术的应用领域
汽车工业
镀锌钢板在汽车工业中广泛应用于提高防腐蚀性能。无铬钝化技术可以替代传统的铬酸盐 钝化，以减少对环境和健康的危害。
05
无铬钝化技术的工业应用
工业应用的主要领域和实例
汽车制造业
在汽车制造过程中，镀锌零件需要进行无铬钝化处理以增强防腐 蚀性能。例如，汽车轮毂、发动机零件和底盘等。
家电制造业
在家电制造中，镀锌材料被广泛应用于金属外壳和内部结构部件 。无铬钝化处理可提高其耐腐蚀性能和外观质量。
建筑行业
在建筑领域，镀锌钢材广泛应用于桥梁、高速公路、建筑结构和管 道系统。无铬钝化技术可以提高其耐腐蚀性能和延长使用寿命。
工业应用的潜力和未来发展趋势
潜力
随着环保意识的不断提高和技术的不断发展，无铬钝化技术的工业应用前景广阔 。未来，无铬钝化技术将在更多领域得到广泛应用，如新能源、海洋工程和航空 航天等。
发展趋势
未来，无铬钝化技术将朝着提高耐蚀性、增强稳定性和降低成本的方向发展。同 时，随着新材料的不断涌现，无铬钝化工艺将不断优化，以满足不同材料和工况 的需求。
无铬钝化和无铬耐指纹在热镀锌基板上的应用(凯密特尔)
2014-6-11
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耐腐蚀性——不同膜厚对盐雾实验的影响
CW=0.6μm,WR<5% CW=0.8μm,WR<5% CW=1.0μm,WR<5% CW=1.2μm,WR<5%
96小时
CW=0.6μm,WR=90%
CW=0.8μm,WR=50%
CW=1.0μm,WR=15%
2014-6-11
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结论
１．膜厚： 表面干膜厚为0.７-０.９微米 ２． 盐雾试验：９６小时后，平面部白锈2~4% ３．耐溶剂：80%乙醇和ＭＥＫ擦拭后，表面无变化 ４．耐黑变性：经沸水煮１小时后，表面无发黑现象 ５．涂装性： 平板划格 二次附着力 冲击＋划格 １００％合格 １００％合格 １００％合格
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2014-6-11
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应用机理
Si O Si OH CH2 O Si CH2 HO CH2 CH2 Si O OH HO CH2 CH2 Si CH2 CH2 O CH 2 OH CH2 O Si Si Si Si O CH O 2 HO Si O O O HO O CH2 Si Si HO Si CH2 HO O CH2 Si OH CH2 O CH2 O Si Si CH2 CH2 O CH2 CH2 CH2 CH CH2 2 O O Si Si CH 2 HO Si Si HO Si O Si Si O O OH O O O O O O O M M M M M M M M Metal M
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评估项目
（1）膜厚 通过XRF检测膜层中硅的含量来算出膜厚 （2）耐腐蚀性 中性盐雾试验：96小时后评价平面部的白锈面积（%）。 （3）耐溶剂性 使用乙醇（80%）和MEK进行30次摩擦，观查皮膜外观变化并分5个等级评价。 （优）5＞4＞3＞2＞1（劣） （4）耐黑变性 将处理后的基板在沸水中煮1小时，观察蒸汽部位的黑变情况。 （5）涂装附着性 喷涂聚酯性粉末涂料后（膜厚50μm左右，PMT200℃） （a）一次附着力检测：划格试验，用特用胶带粘贴表面，看油漆剥落情况 （b）二次附着力检测：喷涂后的基板在沸水中煮1小时后进行划格 （c）冲击+划格：负重500g，直径为4mm的冲头，从50cm高度落下，在冲击处进行划格实验 （6）耐烘烤性 200度温度下烘烤30min，观察前后外观变化，并检测色差值△E。 （7）导电性 使用规格大小为350*100的钝化样板，在一定的条件下（负重压：2N/㎜2、电压：0.5V），用仪器测定电流强 度I（A）。通过计算得出层间电阻值R（Ω）。电阻值R（Ω）=U（电压，0.5V）/I（电流强度A）。
镀锌层无铬钝化
无 铬 钝 化 简 介(无机物钝化)
锆盐钝化 — 代替铬酸盐用于铝基表 面的处理已被确认, 锆基无铬钝化液也可 处理锌基表面，作为涂层的前处理。锆的 稳定化合物为氟锆酸盐，其钝化液主要含 有H2ZrF6 ,另需加入少量的HF，操作时应 予充分注意。
无 铬 钝 化 简 介(无机物钝化)
稀土金属盐稀土金属铈、镧和钇等的 盐被认为是有色金属在含氯溶液中的有效 缓蚀剂。含 CeCl3溶液处理锌表面，生成 了一层黄色转化化膜，有效地降低锌的氧 还原的速度。该膜层为含铈的氧化物和氢 氧化物,具有很好的耐蚀性。
-E（V） 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240
钼酸盐、单宁酸／HEDP 钝化
1.02 1.01
1 0.99 0.98 0.97 0.96
时间（s）
钝化膜溶膜曲线
钼酸盐、单宁酸／HEDP 钝化
未钝化试样(24h)
钝化试样 (72h)
盐雾试验的表面形貌
25 20 15 10
5 0
10 30 60 90 120 150 180 钝化时间（s）
钝化时间与腐蚀率
钼酸盐、单宁酸／HEDP 钝化
腐蚀率（%）
30
25
20
15
10
5
0
30
40
50
60
70
80
钝化温度（℃)
钝化温度与腐蚀率
腐蚀率（%）
钼酸盐、单宁酸／HEDP 钝化
15 14 13 12 11 10
硅酸盐、植酸/聚乙烯醇钝化
由于这种钝化膜层具有双层结构，外层是 致密的聚乙烯醇膜，表面形成隔离层，使腐蚀 介质很难通过膜层对锌层进行腐蚀。内层是硅 酸盐钝化膜，改善锌镀层与外层聚乙烯醇膜的 结合力，另外由于植酸/硅酸盐的缓蚀作用， 在钝化层表面出现划伤时也可得到保护。
《镀锌层无铬钝化》课件
如电视、音响等，镀锌层无铬钝化处理可以增强其外观美观度和提高产品的整 体质量。
建筑行业
钢结构建筑
镀锌层无铬钝化处理可以提高钢结构的防腐蚀性能和延长使用寿命，保证建筑的 安全性和稳定性。
管道系统
镀锌层无铬钝化处理可以防止管道系统的腐蚀，保证供水和供暖等设施的正常运 行。
其他应用场景
医疗器械
无铬钝化的历史与发展
01 02
早期发展
在20世纪末期，含铬钝化处理因其优良的耐腐蚀性能而被广泛应用。然 而，随着环保意识的提高和人们对健康问题的关注，含铬钝化处理逐渐 被视为不环保且对人体有害。
技术进步
随着科技的发展，无铬钝化处理技术逐渐成熟。研究机构和企业投入大 量资源研发不含铬的钝化溶液和处理工艺，以满足市场需求。
03
无铬钝化处理的应用 场景
汽车行业
汽车零部件
如车架、底盘、发动机零件等，镀锌 层无铬钝化处理可以提高其防腐蚀性 能和延长使用寿命。
油箱和管道
镀锌层无铬钝化处理可以防止油箱和 管道的腐蚀，提高燃油和润滑油的安 全性。
家电行业
白色家电
如洗衣机、冰箱、空调等，镀锌层无铬钝化处理可以提高其防腐蚀性能和延长 使用寿命。
03
当前应用
目前，无铬钝化处理已成为镀锌行业的主流技术。许多国家和国际组织
已经出台相关法规和标准，限制或禁止使用含铬钝化处理，进一步推动
了无铬钝化技术的发展和应用。
02
无铬钝化的原理与技 术
原理
钝化是通过在金属表面形成一层氧化 膜，以提高金属耐腐蚀性能的过程。
无铬钝化通常采用氧化剂（如硝酸、 高锰酸钾等）与促进剂（如氟化物、 硅烷等）共同作用，在金属表面形成 一层致密的氧化膜。
浅谈镀锌无铬钝化工艺
含六价铬的镀锌工艺将顺着 时代潮流被逐渐取代是必然趋 三价铬钝化法则主要是通过将锌溶解为锌离子导致表面溶液 重要性 ， 势。 因此 ， 目前主要有两条途径来取 代原有的工艺 ， 其一为通过使用 的ｐ Ｈ值上升 ， 其后三价铬直接与锌离子 、 氢氧根反应生成不溶性的 化学方法将含有六价铬的钝化剂还原为低铬的钝化工艺 。 另一条途 化合物 附着在锌层表面 ， 成为钝化膜 ， 其钝化膜 的外观 与耐腐蚀 性 径则为镀锌无铬工艺 ， 意在通过将关注点聚焦在运用与铬 同属一旗 与六价铬钝化膜相 当， 但其不具备 自愈能力 ， 一旦破损很快 即被 腐 的钼 与钨 的盐 ， 以及通过硅酸盐 、 稀 土盐 以及有机物来实现镀锌钝 蚀。 但总体上铬元素仍然存在 ， 对环境的危害不容小觑 。 因此 ， 虽 然 虽然， 单纯的钼酸盐， 硅酸盐钝化膜的耐腐蚀性与传统的 铬酸 盐钝化工艺具有 品种多样 、 流程成熟 、 费用低廉和成膜优 良等 化的工艺。 但是通过利用钼酸盐 ， 硅酸盐等 优势 ， 但考虑到其对环境的污染 ， 以及对人体健 康的伤害 ， 含铬钝化 铬酸盐钝化膜还存在一 定的差距 ， 混合配方 ， 借助分子间的协 同缓蚀作用可 以有效提高耐腐蚀效率【 ６ 】 ｊ 的发展必 然将受 到限制 。 ２ ． ２钼 酸盐 与钨 酸 盐钝 化
２镀锌 钝 化 方法 概述
２ ． １ 传 统 含铬 钝化
植酸运用最为 广泛。 植酸也称作肌醇 六磷酸脂（ ｃ Ｈ ０ ， Ｐ ） ， 植 酸的 钝化机理是通过络合作用从而形成多个螯合环 ， 以起到抗腐蚀的作
传统的含铬钝化工艺所包含 的种类繁多， 按钝化膜颜色可大体 用 ， 是镀层表面钝化处理 的理想螯合剂和优 良缓蚀剂 ， 经过植酸处 上可 以划分为蓝 白色钝化 、 军绿色钝 化、 彩虹色钝化 、 金黄色钝化 、 理的镀件 的抗腐蚀性将 会显著提 高。 黑色钝化等。 从成膜机理上来看， 这些工艺基本 是相似相 同的 ， 方法 ３结 论及 展 望 均为通过六价铬作为基本成膜物质而生成含铬钝化膜保护镀锌层 ， 传统 的钝化处理大多 以铬酸和铬酸盐等六价含铬化合物为处 其不仅有十分 良好的的耐腐蚀能力 ， 更具有 自愈性 ， 在膜层破损后 理 剂 ， 经 过处 理 的 金 属表 面 上 形 成 的铬 酸 盐 转 化 膜对 基 体 金 属 具有 可快速 自我修复 。 但 由于六价铬对 人体有 致癌 作用 ， 先 今 已多被 三
镀锌层无铬钝化
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目录
● 无铬钝化简介 ● 研究工作简介 ● 今后工作设想
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无铬钝化简介
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无 铬 钝 化 简 介(无机物钝化)
钨酸盐钝化—钨与Cr、Mo同族,钨 酸盐在作为金属缓蚀剂方面与钼酸盐 有相似性,钨酸盐钝化膜的耐蚀性要逊 于铬酸盐钝化膜。抗盐雾性能和抗湿 热循环试验性能差于钼酸盐和铬酸盐 的钝化膜。
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无 铬 钝 化 简 介(无机物钝化)
已进行的研究工作
钛盐钝化、硅酸盐钝化 单宁酸、水溶性丙烯酸钝化 钼酸盐、单宁酸／HEDP 钝化 硅酸盐、植酸／聚乙烯醇钝化
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钼酸盐、单宁酸／HEDP 钝化
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钼酸盐、单宁酸／HEDP 钝化
通过正交和对比试验，确定了镀 锌层的钼酸盐钝化工艺条件。对钝化 液组成以及添加剂与钝化膜的性能进 行了研究，钼酸盐、单宁酸／HEDP 体系的复合钝化层，可以明显提高镀 锌层的耐蚀性。
环氧树脂, 经钝化液处理的镀锌或铝 合金, 形成由无铬混合物形成的涂层, 成 分包括:选自有机聚合物成分所形成的连 续相,即冻胶凝胶相,以及散布于整个连续 相中的分散相。
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无 铬 钝 化 简 介(有机物钝化)
植酸钝化植酸亦称肌醇六磷酸脂，广 泛存在于油类和谷类种子中。当与金属络 合时易形成多个螯合环，即使在强酸性环 境中也能与金属离子形成稳定的络合物。 能在金属表面形成一层保护膜，经处理后 的合金化镀锌板具有较好的抗蚀性能。
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鞍钢新轧钢股份有限公司技术条件
TQ/ANSC-L05007
环保钝化热镀锌钢带暂行技术条件
2005-12-31发布2005-12-31实施鞍钢新轧钢股份有限公司技术质量部发布
1 范围
本暂行供货技术条件适用于新轧钢公司冷轧厂生产的环保热镀锌钢带。
2引用标准
Q/ASB 10 连续热镀锌钢板和钢带(ASTM)
Q/ASB 385 连续热镀锌钢板和钢带(EN、DIN)
Q/ASB 387 连续热镀锌钢板和钢带(JIS)
3.牌号及表示方法
牌号包括Q/ASB 10、Q/ASB 385、Q/ASB 387中所有牌号。
其它表示方法按企标Q/ASB 10、Q/ASB 385、Q/ASB 387相应牌号的表示方法。
4 尺寸、外形、重量
钢板及钢带的尺寸允许偏差、外形、重量按相应牌号镀锌产品企业标准规定。
5 技术要求
5.1 化学成分、力学性能
基板的化学成分、力学性能和工艺性能按相应牌号镀锌产品企业标准的规定。
5.2 表面处理
三价铬钝化处理
铬膜重：55~100mg/m2
5.3 环保要求
达到欧盟RoHS指令要求
5.4耐蚀性
热镀锌板16小时无白色锈蚀和灰色锈蚀（粉化）及大面积变黑，96小时无黄色锈蚀，72小时盐雾试验白色锈蚀面积不得超过10%，96小时白色锈蚀面积不得超过15%。
盐雾试验方法按照《GB/T10125-1997人造气氛腐蚀试验盐雾试验》中NSS中性盐雾试验执行。
供方如能保证可不作盐雾试验性能的检验。
6 钢板及钢带的锌层重量、锌层弯曲性能、试验方法、检验规则、包装、标志、质量证明书等按相应镀锌牌号鞍钢企业标准的规定。