镀锌的军绿色钝化
镀锌军绿色钝化工艺研究
镀锌军绿色钝化工艺研究
镀锌军绿色钝化工艺研究是指针对镀锌军绿色环保钝化工艺进行的研究工作。
镀锌是一种将金属表面镀上一层锌层的工艺，以提高金属的防腐性能和美观度。
钝化是指对金属表面进行处理，形成一层具有防腐功能的物质，以延长金属的使用寿命。
传统的镀锌和钝化工艺中往往使用一些对环境和人体健康有害的化学物质，如六价铬等。
因此，研究和开发镀锌军绿色钝化工艺就显得尤为重要。
这种工艺的研究目的主要有以下几个方面：
1. 寻找代替有害化学物质的替代品：研究人员通过寻找和开发对环境和人体健康无害的化学物质，替代传统工艺中使用的六价铬等有害物质，以提高镀锌军绿色钝化工艺的环保性和安全性。
2. 改进工艺参数和流程：通过实验和理论分析，研究人员可以优化镀锌军绿色钝化工艺的工艺参数和流程，使其更加经济高效和环保节能，减少资源消耗和废弃物产生，提高工艺的可持续性。
3. 提高钝化膜的性能：钝化膜是镀锌军绿色钝化工艺的关键部分，研究人员希望通过研究和探索新的材料和制备工艺，提高钝化膜的性能，如抗腐蚀性、耐磨性等，以增强镀锌件的使用寿命和功能。
通过镀锌军绿色钝化工艺的研究，可以更好地实现金属制品的
镀锌和钝化过程的绿色环保化，减少对环境的污染，提高工艺的经济效益和社会效益。
锌镀层的钝化处理
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。
镀锌板钝化处理工艺
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。
镀锌的军绿色钝化
镀锌的军绿色钝化1 工艺流程电镀锌→流水清洗→锌层出光→流水清洗→军绿色钝化→流水清洗→烘干老化→膜层检验→成品入库。
2 军绿色钝化及工艺 (1) 出光硝酸(HNO3) 2 % 水(H2O) 余量 (2) 钝化重铬酸钾( K2Cr2O7) 。
g/ L 磷酸(H3PO4) 。
/ L 硝酸(HNO3)。
/ L 硫酸(H2SO4) 。
/ L 醋酸(CH3COOH) 。
/ L 温度10～30 ℃ 时间50～80s (3) 老化温度60～70 ℃ 时间10～15min3 各成分作用及工艺条件的影响 (1) 重铬酸钾和磷酸 K2Cr2O7 和H3PO4 是成膜的主要成分,即军绿色钝化膜是彩色膜和灰色的磷化膜相结合的产物。
含量高时钝化膜层厚且光亮度好,但是过高会降低膜层厚度,过低则无法形成合格的膜层。
(2) 硝酸 HNO3 是强氧化剂,它在钝化液中对锌镀层主要起抛光作用,光亮的表面才能得到理想的军绿色钝化膜。
若含量过低膜层光亮度差,过高则使锌镀层溶解过快,钝化时间无法掌握。
(3) 硫酸 H2SO4 是军绿色钝化膜的促成剂,即成膜骨架。
所以含量低时膜层结合力不牢,过高则会使钝化液呈强酸性,因而造成钝化膜耐蚀性能降低。
(4) 醋酸 CH3COOH 在钝化液中主要起稳定溶液pH 的作用,及其延长钝化液使用期限。
(5) 钝化时间由于钝化液呈强酸性,所以必须严格控制化时间,防止造成锌镀层被过度溶解而露底。
钝化时间过短时钝化膜呈灰绿色,过长则会使膜层发花。
(6) 膜层老化军绿色钝化膜未干燥时不牢固,因此不得用猛水冲洗和手摸。
要控制好老化温度和时间,若老化温度过高会使膜层龟裂,严重降低膜层耐蚀性。
(7) 注意事项 (1) 在钝化时应避免零件之间相互碰撞而划伤膜层,且不能用手触摸零件。
(2) 不得使用铜或铁的挂具和容器装挂零件。
(3) 钝化时应轻轻抖动零件,如能采用压缩空气搅拌溶液效果更好。
(4) 在配制新溶液时,应在槽液中加入少量的锌粉或双氧水。
镀锌分为镀白锌、镀蓝锌、镀彩锌、镀黑锌，它们的区别
镀锌分为镀白锌、镀蓝锌、镀彩锌、镀黑锌，它们的区别
我们经常听到镀白锌、镀蓝锌、镀彩锌、镀黑锌，同样是镀锌，为什么有不同的颜色，他们到底有什么区别？
镀蓝锌
其实这些都是镀锌后钝化工艺的区别所导致的差异，不同的钝化液得到不同的色彩的钝化膜，他们的耐腐蚀性能也会有所差异，所以也就有不同的工艺叫法；
镀彩锌
镀彩锌
镀锌层的颜色是由钝化工艺决定的，有银白、蓝白、彩色（五彩军绿）、黑色等工艺。
镀军绿锌
锌镀层钝化后，通常视所用钝化液不同而得到不同色彩的钝化膜或白色钝化膜。
彩虹色钝化膜的抗蚀性比无色钝化膜高五倍以上。
这是因为彩虹色钝化膜比白色钝化膜厚；另一方面，彩虹色钝化膜表面被划伤时，在潮湿空气中，擦伤部位附近的钝化膜中六价铬有对擦伤部位进行“再钝化”作用，修补了损伤，使钝化膜恢复完整，因此，镀锌多采用彩虹色钝化。
无色钝化膜外观洁白，多用在日用五金，建筑五金等要求有白色均匀表面的制品。
镀黑锌
镀白锌
镀白锌、镀蓝锌、镀彩锌、镀黑锌耐腐蚀性的差异：镀锌耐腐蚀性由强变弱顺序：军绿钝化>黑钝化>彩钝化>蓝白钝化>白钝化
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铝合金镀锌军绿色钝化实践
次沉 锌 一 出光一
பைடு நூலகம்
退 锌 — ， 次 沉 锌一 ． 二 军绿色钝 化一 水洗一
锌 酸 盐 镀 锌 烘干
一
２ 主 要 工 序 说 明
（ ）采 用 两 次 沉 锌 可 提 高镀 层 结 合 力 。 一 般 一 １
次 沉 锌 ２ ～ ２ ， 次 沉 锌 １ ～ １ 。 ０ ５Ｓ 二 ０ ５ Ｓ
４ 钝 化 膜性 能
４ １ 外 观 ．
钝化 膜光亮 、 密 ， 绿 色 。 致 深
４ ２ 结 合 力 ．
经常泛彩 ， 溶液维护 困难 。为 了保 证镀液 的稳 定性 ， 我们采用 了某 市售 的低 铬 军绿 色 钝 化 液 ， 践 证 明 实
效果很 好 。
在 （０ ±１ ）℃ 条 件下 ， ２０ ０ 烘烤 ３ ｉ 起 泡 、 ０ｒ ｎ无 ａ
膜层颜 色深绿 ， 次不 可 补 加过 多 ， 是造 成 浪 费 ， 每 一
二是造 成钝化 膜发黑 、 彩 。 发
色钝化 由于其独特 的装饰效 果 ， 秀 的耐蚀 能力 ， 优 受 到 了人们 的重视 。不过较少 有研究 报道在 铝合金镀 锌层 表面获得 军 绿色 钝 化 膜 。 目前 ， 我公 司根 据某 国外 客户 的要 求 ， 优化 工艺方 案 ． 在铝 合金镀 锌层表 面获得 了结合力 良好 、 耐蚀性优 异 的军 绿色钝化 膜 。
成分 ， 主要 的成膜 物质 。每次 只须添加 浓缩液 ， 是 维 护方便 ， 多次 添加无 效后 ， 可考虑更换 溶液 。
绿色钝 化膜 ， 观美 丽 ， 外 结合 力好 ， 耐蚀性 强 。
（ ）本 工艺稳定 性好 ， ２ 易维 护 ， 在批 量生 产 中已 得 到应 用 ， 品受到 了国外 客户 的肯定和好 评 。 产
镀锌层军绿色钝化工艺
均 匀军 绿 色 军 绿 色 不 均 匀
从表 ５ 表 ６可见 ， 、 钝化后耐 蚀性 比未钝化 好得多 ， 绿色钝 军 化的耐蚀性 比彩色钝化的耐蚀性更好 。
由表 Ｉ可见 ， 钝化液温度过 低 ， 由于钝化反应速 度慢 ， 生成 的
钝 化膜薄 ， 颜色呈姨绿 色带彩 虹色 ， 耐蚀性 差 ｝ 化液温度 过高 ＋ 钝 钝化反应速 度快 ， 生成 的钝化 膜疏松 ， 色彩 不均匀 ， 耐蚀性 差 ； 所 以钝化液温度应控制在 ２ ￣３ ０ ０℃之间 ， 钝化 膜层外 观质 量较好 。
３ ３ ２ ５ 氯化 钠溶 液浸泡试验 ． ． ５ ％Ｎａ ｜ Ｃ 溶液 摄泡试验结 果见表 ６ 。
解， 所以钝化 时间应控 制 在 ２ ￣５ 之 间 ， 化膜质量较好 。 ０ ０ｓ 钝
３ ２ ３ 空 中搁 王 时 间 ．．
衰６ ５ ％Ｎａ Ｉ Ｃ 溶液浸泡 试验 结果
空 中搁置时 间对钝化 膜质量的影响见表 ３ 。 衰 ３ 空停时间对囊质量的影响
Ｉ
摘
要
介绍 了镀 锌军绿 色钝化工 艺 ， 究并讨 论 了钝化 液的 成 分及 操作 条件对 钝化膜 的影响 ， 性 盐霉 实验 和 研 用
５ 氯化钠溶液 浸泡实验 评定 了 层的耐蚀 性。 果表明 ， 结 本钝化 工艺得到的镀锌层 军绿 色钝化膜 均 匀， 膜层耐蚀性比彩 色
钝 化 。
瑶 色 钝 化 试 样
２ ０
１０ ２ ｌ０ ０
出现较多诔红色糖蠹 睫 层 嫂 褪 色
嚷 屡社 褪 色 ． 出现 黑 点
２０ ８
镀锌后的多色钝化
镀锌后的多色钝化镀锌后的多色钝化镀锌后的多色钝化1 前言在电镀行业中，镀锌工艺及镀后处理的研究一直非常活跃。
60年代以来，已经先后出现了铵盐镀锌、碱性锌酸盐镀锌、微酸性氯化物镀锌等新工艺以及各种钝化处理工艺在生产中的应用。
过去电镀锌仅作为防护性镀层来应用，钝化工艺也只是高铬彩色钝化后发展到低铬彩色钝化，充其量再增加一个漂白处理。
近几年来，人们对装饰性镀层要求越来越高，各种色调钝化应运而生，这就使镀锌层的防护性镀层向防护装饰性并容的方向发展。
我们为了适应和满足市场的需要，几年来在镀锌钝化处理方面做了一些工作。
开发和研究了一系列不同颜色的镀锌钝化工艺，现将我们在生产实践中对镀锌后各种颜色的钝化处理的体会简述如下。
2 镀锌钝化发展的历史70年代以前，镀锌层的钝化工艺主要是高铬彩色钝化和镀锌漂白。
由于高铬钝化中Cr6+的含量高对环境污染严重，为了解决这一问题，70年代以后出现了低铬、超低铬彩色钝化工艺。
近几年来人们在镀锌层上开发一系列不同颜色的钝化工艺，钝化后即增加了防腐性，又美化了外观，如黑色、军绿色、金黄色、银白色、蓝白色、咖啡色钝化工艺等等已不断应用于生产。
随着改革的不断深入，我们现行的镀锌钝化也不断深入发展。
黑色、蓝白色、军绿色钝化等将逐渐得到普通应用。
金黄色、银白色及咖啡色钝化工艺应用不普遍，因此，对许多人来说，这几种工艺是比较陌生的。
由于市场的需要，对它们的研究将成为未来镀锌后处理工艺的热点，我们对几种钝化工艺进行了一系列试验，现将其介绍给大家。
3 镀锌层多色钝化3.1 黑色钝化镀锌层黑色钝化分为银盐型、铜盐型及银铜盐混合型，我们对银盐型进行了试验研究并在其生产中得以应用，其基本工艺如下。
3.1.1 配方及工艺条件AgNO3 0.4~0.6 g/LCrO3 15~20 g/LHL-3 黑色钝化粉 8~10 g/L乙酸(36%) 10~15 mlpH 1.2~1.8T 室温t 15~20 s3.1.2 成膜机理一般机理与彩色钝化膜形成的机理相似，也存在着溶解和成膜这两个过程。
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镀锌的军绿色钝化1 工艺流程电镀锌→流水清洗→锌层出光→流水清洗→军绿色钝化→流水清洗→烘干老化→膜层检验→成品入库。
2 军绿色钝化及工艺 (1) 出光硝酸(HNO3) 2 % 水(H2O) 余量 (2) 钝化重铬酸钾( K2Cr2O7) 。
g/ L 磷酸(H3PO4) 。
/ L 硝酸(HNO3)。
/ L 硫酸(H2SO4) 。
/ L 醋酸(CH3COOH) 。
/ L 温度10～30 ℃ 时间50～80s (3) 老化温度60～70 ℃ 时间10～15min3 各成分作用及工艺条件的影响 (1) 重铬酸钾和磷酸 K2Cr2O7 和H3PO4 是成膜的主要成分,即军绿色钝化膜是彩色膜和灰色的磷化膜相结合的产物。
含量高时钝化膜层厚且光亮度好,但是过高会降低膜层厚度,过低则无法形成合格的膜层。
(2) 硝酸 HNO3 是强氧化剂,它在钝化液中对锌镀层主要起抛光作用,光亮的表面才能得到理想的军绿色钝化膜。
若含量过低膜层光亮度差,过高则使锌镀层溶解过快,钝化时间无法掌握。
(3) 硫酸 H2SO4 是军绿色钝化膜的促成剂,即成膜骨架。
所以含量低时膜层结合力不牢,过高则会使钝化液呈强酸性,因而造成钝化膜耐蚀性能降低。
(4) 醋酸 CH3COOH 在钝化液中主要起稳定溶液pH 的作用,及其延长钝化液使用期限。
(5) 钝化时间由于钝化液呈强酸性,所以必须严格控制化时间,防止造成锌镀层被过度溶解而露底。
钝化时间过短时钝化膜呈灰绿色,过长则会使膜层发花。
(6) 膜层老化军绿色钝化膜未干燥时不牢固,因此不得用猛水冲洗和手摸。
要控制好老化温度和时间,若老化温度过高会使膜层龟裂,严重降低膜层耐蚀性。
(7) 注意事项 (1) 在钝化时应避免零件之间相互碰撞而划伤膜层,且不能用手触摸零件。
(2) 不得使用铜或铁的挂具和容器装挂零件。
(3) 钝化时应轻轻抖动零件,如能采用压缩空气搅拌溶液效果更好。
(4) 在配制新溶液时,应在槽液中加入少量的锌粉或双氧水。
镀锌的军绿色钝化镀锌层三价铬钝化的研究进展(2005-8-3 17:01:22)0 引言镀锌能够提高钢铁的抗腐蚀能力,但在潮湿的环境中,镀锌层容易腐蚀,表面生成白色疏松腐蚀产物,影响外观,因此,需进行钝化处理。
目前,广泛使用的是铬酸盐处理,钝化后的氧化膜中铬以三价和六价形式存在,而六价铬是剧毒和致癌物质[ 1 ] ,各国正逐步对六价铬限制使用。
因此,迫切需要研究取代铬酸盐钝化的新工艺。
有关取代铬酸盐钝化的研究报道很多[ 2～6 ] ,由于防腐蚀效果较差,工艺复杂,成本高而难以推广应用。
三价铬毒性低,在许多方面有着类似于六价铬的特性,受到科学界的关注[ 7～17 ] ,三价铬钝化将成为最有可能被接受的替代品。
镀锌及其合金的三价铬钝化新工艺分为化学处理和电化学处理2 种,应用最广泛的是化学处理。
从国内发展来看,早期三价铬钝化开发是基于环保对废水排诺南拗?但其耐腐蚀性能相对较差,外观质量不好,因而未得到工业化应用。
20 世纪70 年代末,随着对钝化膜形成机理认识的加深,应用于工业化生产趋于成熟。
随着表面质量和耐腐蚀性能的进一步提高,三价铬钝化越来越成为研究的热点。
1 钝化机理铬酸盐钝化机理:在酸性溶液中,Cr ( Ⅵ) 与锌镀层发生化学反应,锌被氧化成Zn2 + ,Cr ( Ⅵ) 被还原成Cr ( Ⅲ) ,锌镀层表面附近溶液的pH 值升高,Cr ( Ⅲ) 化合物沉淀在表面,形成含有水合铬酸锌、氢氧化铬及锌和其他金属氧化物的胶体膜。
三价铬构成钝化膜的骨架,而六价铬靠吸附、夹杂和化学键力填充于三价铬的骨架之。
在潮湿的空气中,当钝化膜层因外力而刮伤或受到破坏后,六价铬与露出的锌层起反应———进行再次钝化,使钝化膜得到修复,亦称为铬酸盐的自愈能力。
三价铬钝化包含锌的溶解、钝化膜的形成以及钝化膜的溶解3 个过程。
首先必须包含一种氧化剂,起到六价铬同样的作用与锌反应,使锌氧化成金属阳离子;其次,由于锌的溶解消耗掉了溶液中的H+ ,锌表面溶液的pH 值上升,三价铬直接与锌离子、氢氧根离子等反应,生成不溶性的锌铬氧化物的不溶性隔离层,沉淀在锌表面上形成钝化膜。
膜层中不含Cr ( Ⅵ) ,所以不具有自愈力。
因此,除Cr( Ⅵ) 氧化阶段外,Cr ( Ⅲ) 钝化与Cr ( Ⅵ) 钝化机理基本相同。
常用的氧化剂为硝酸盐,与锌反应式为[ 17 ] : 4Zn + NO-3 + 9H+ 4Zn2 + + NH3 + 3H2Cr( Ⅲ) 钝化液中含有氧化剂、成膜盐、配位剂和添加剂。
氯化铬、硝酸铬以及硫酸铬等均可作成膜盐。
为了在较宽的pH 范围内稳定三价铬离子,控制反应速度,加入了Cr ( Ⅲ) 的配位剂。
为生成均匀光亮的钝化膜,可添加表面活性剂。
由于Cr ( Ⅲ) 钝化膜不具有自愈能力,一旦受到破损,腐蚀很快就发生了。
为了弥补这一缺陷,吴以南等提出了添加封闭剂或使用后涂层的措施[ 16 ] 。
有些封闭剂能与Cr ( Ⅲ) 钝化膜发生反应,生成更耐久的保护膜。
如:在室温或高的温度下,以硅酸盐为基础的封闭剂在Cr ( Ⅲ) 钝化膜上反应,形成硅酸盐反应产物的厚膜,其他的封闭剂有磷酸盐、硅烷等。
外涂层为有机清漆、聚合物、蜡、润滑剂和乳化剂等。
除提高抗腐蚀性的作用外,钝化后处理还能改变钝化膜的颜色,润滑剂或油作外涂层可提供特殊的润滑作用。
为此,无论表面涂层或封闭层是有机物还是无机物,都能改善镀层的耐温、抗腐蚀、耐磨等性能。
2 镀锌层三价铬钝化 2. 1 无色钝化对热浸镀锌的钝化,有一种三价铬配方[ 17 ] :1. 5 g/ L 铬鞣革,0. 75 g/ L 次磷酸钠,1 g/ L 硝酸钠,pH = 3 ,温度60～90 ℃。
生成无色钝化膜,经过中性盐雾试验,结果达20～30 h ,白锈面积为5 % ,与铬酸盐无色钝化相当的一种以草酸为基础的三价铬配位化合物溶液可对镀锌件钝化处理,配方为[ 18 ] :首先制备水溶性的草酸铬配位化合物,例如,将253. 8 g Cr (NO3) 3 分别加入草酸103. 3 g/ L 中反应,生成配位化合物[Cr CO2O4) X (H2O) 6 - 2X ] + (3 - 2x) n •A- n3 - 2x ,其中任取一种阴离子;在[Cr (CO2O4 ) X (H2O) 6 - 2X ] + (3 - 2X)m •K+ m3 - 2X中任取一种阳离子,加热至沸腾,溶液变成红紫色后冷却至室温,再加入蒸馏水配成1 L 溶液。
其次,将上述溶液量取40mL ,加入蒸馏水配成1 L 溶液,并调节pH 值,钝化30～60s。
生成的钝化膜耐腐蚀性好,经中性盐雾试验表明,草酸与铬摩尔比为0. 5 ,pH 值为2. 0 时,22 h 产生白锈面积为5 % ,66 h 白锈面积为30 %。
镀锌层三价铬钝化工艺钝化液由可溶性三价铬盐组成[ 20 ] ,如Cr2 (SO4) 3 ,Cr (NO3) 3 。
三价铬的获得最好是将铬酸盐还原。
有机还原剂有甲醇、乙醇、乙二醇、甲醛及对苯二酚,也可用无机还原剂(碱金属碘化物、亚铁盐、二氧化硫、碱金属亚硫酸盐) 。
还原六价铬使用还原剂时,用量要足够使六价铬充分反应,但用硫化物时则不能过量,否则剩余物会使钝化膜产生红锈。
为增加溶液活性,一般加氟化物和无机酸。
配方举例: 1 % (体积分数) 的C r ( Ⅲ) 盐, 8mL/ L 的H2SO4 (相对密度为1. 84) (可用4 mL/ L 的HC1代替) ,3. 6 g/ L 的NH4HF2 ,2 %(体积分数) 的H2O2 (可用7g/ L 溴酸钠或10 g/ L 氯酸钠代替) 。
上述配方中三价铬为由94 g/ L 或86. 5 g/ L 焦亚硫酸钾及64 g/ L 焦亚硫酸钠反应所得的产物。
若用硫酸铬和醋酸铬,则上述配方浓度为0. 5 g/ L ,表面活性剂用Armohib25 (一种胺系表面活性剂)32 mL/ L ,pH 为1～3 ,温度20～35 ℃,时间10～30 s。
还有一种绿蓝色的混合三价铬钝化液,绿色钝化液由铬酸盐还原为三价铬,蓝色钝化液可由铬酸盐还原,也可将硫酸铬溶于水然后加入酸以及氟化氢胺来制备,并调节钝化液的pH值不小于2 。
该钝化液不含过氧化物以及其他氧化剂,混合时蓝色三价铬离子与绿色三价铬离子的重量比是1∶ 10～10 ∶1[ 21 ] 。
镀锌层浸入该混合钝化液中15～30 s 后,得到无色膜。
当蓝色和绿色三价铬溶液各取1. 5 g ,加蒸馏水97g ,钝化后样品经24 h 的中性盐雾试验,结果混合钝化膜白锈面积为25 % ,而单独的蓝色、绿色钝化膜白锈面积均大于50 % ,表明混合膜耐腐蚀性能大大提高了。
江志全提出的的镀锌三价铬钝化工艺配方是[ 21 ] :10～100 g/ L 铬酐,10～100 g/ L 酒石酸钾钠,30～70 mL硝酸或20～60 mL 硫酸,也可以是7～15 mL 硝酸和21～45 mL 硫酸的混合物。
在常温常压下,将铬酐溶于水,再加入酒石酸钾钠搅拌溶化,放置数小时,让其充分反应,在此期间经常搅拌,pH 在4～5 之间,加硝酸或硫酸,搅拌均匀放置数小时,即得半透明紫黑色钝化液。
钝化作用机理是六价铬被酒石酸钾钠还原为三价铬,三价铬离子与水形成紫色三价铬配位离子[Cr (H2O) ]3 + 。
镀锌件由三价铬和硝酸根阴离子或硫酸根阴离子协调形成无色钝化。
该钝化膜抗色变力和耐腐蚀性都比较高。
2. 2 彩色钝化钱达人提出了一种可与致密的铬酸盐钝化相媲美的彩虹色镀锌层三价铬钝化工艺[ 15 ] 。
在室温条件下,钝化液为24～50 g/ L 的Cr ( Ⅲ) 化合物,12～25 g/ L 次磷酸钠,8～15g/ L 硝酸钠,8～15 g/ L 硼酸,1～5 g/ L 添加剂,pH 值为2.0～4. 5 ,浸渍1～2 min。
在pH 值约为4 时,可得最厚的钝化膜。
钝化后膜呈彩虹色,色泽随不同的溶液组成、pH 值、温度和浸渍时间变化。
钝化液稳定,使用寿命长,三价铬钝化膜无论是湿的膜还是干燥后的膜,都比铬酸盐钝化膜耐磨性好。
膜层附着力试验证明,三价铬钝化膜层比铬酸盐附着力好。
三价铬的彩虹色钝化膜单位面积上的膜层能达到0. 5～1. 5 g/ m2 。
将锌的三价铬钝化膜与铬酸盐钝化膜(两者颜色相似,如彩虹色膜) ,浸泡在pH 为3 的硫酸溶液中做腐蚀失重试验,结果表明,三价铬和铬酸盐相似颜色钝化膜的腐蚀速度相同。
盐雾试验表明,三价铬钝化膜抗白锈最短时间为72 h。
试验证明,以三价铬盐为基础加入次磷酸钠配位剂的钝化液,能得到相当于铬酸盐钝化膜层抗腐蚀能力和外观的钝化膜涂层。
可以断定,这种三价铬方法能用来代替通常用的铬酸盐钝化。