鍍鋅鈍化技術(shù)

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1、鍍鋅鈍化鈍化原理在盛有鍍鋅液的鍍槽中，經(jīng)過清理和特殊預(yù)處理的待鍍件作為陰極，用鍍覆金屬制成陽極，兩極分別與直流電源的正極和負(fù)極聯(lián)接。鍍鋅液由含有鍍覆金屬的化合物、導(dǎo)電的鹽類、緩沖劑、pH調(diào)節(jié)劑和添加劑等的水溶液組成。通電后，鍍鋅液中的金屬離子，在電位差的作用下移動(dòng)到陰極上形成鍍層。陽極的金屬形成金屬離子進(jìn)入鍍鋅液，以保持被鍍覆的金屬離子的濃度。在有些情況下，如鍍鉻，是采用鉛、鉛銻合金制成的不溶性陽極，它只起傳遞電子、導(dǎo)通電流的作用。電解液中的鉻離子濃度，需依靠定期地向鍍液中加入鉻化合物來維持。鍍鋅時(shí)，陽極材料的質(zhì)量、鍍鋅液的成分、溫度、電流密度、通電時(shí)間、攪拌強(qiáng)度、析出的雜質(zhì)、電源波

2、形等都會(huì)影響鍍層的質(zhì)量，需要適時(shí)進(jìn)行控制。在彩色鈍化的配方中，鈍化液總是帶酸性的。在酸性介質(zhì)中，鋅層會(huì)與之起化學(xué)反應(yīng)。這里主要反應(yīng)是金屬鋅鍍層與鈍化液中鉻酸之間的氧化和還原反應(yīng)。鋅作為還原劑，將作為氧化劑的鉻酸還原成三價(jià)鉻。鈍化膜其實(shí)是三價(jià)鉻和六價(jià)鉻與鋅發(fā)生氧化還原反應(yīng)后的化合物。其中三價(jià)鉻與鋅的化合物呈藍(lán)綠色，六價(jià)鉻與鋅的化合物呈赭紅色或棕黃色。由于不同色素的組合和相互干擾的結(jié)果，形成了鋅彩色鈍化膜絢麗多彩、具有彩虹色的美麗色調(diào)。三價(jià)鉻化合物一般不溶于水，強(qiáng)度也高，在鈍化膜中起骨架作用。六價(jià)鉻化合物易溶解于水，尤其易在熱水中溶解，在干燥前膜層不堅(jiān)牢。它依附在三價(jià)鉻化合物的骨架上，填

3、充了其空間的部分，所以可形象地譬如它為“肉”。有了肉并有骨架的支撐，這樣才能使鈍化膜顯得豐滿。提高鍍鋅鈍化耐腐蝕的途徑(1)鍍層厚度?？晒奚g的鋅越多，抗蝕性越耐久。熱鍍鋅層厚度難低于300μm，而電鍍鋅僅(5-25)μm，故熱鍍鋅即使不經(jīng)鈍化，抗蝕力也很好，但加工成本高、色調(diào)單一。(2)鋅層純度。鍍鋅層純度越高,自身形成微電池腐蝕越小,越“結(jié)實(shí)”而不易犧牲。純度依氰化鍍鋅、堿性鋅酸鹽鍍鋅、微酸性氯化物鍍鋅次序而下降,后者最差。(3)鍍鋅后鈍化的好壞。優(yōu)良的六價(jià)鉻彩鈍比白鈍抗生白銹時(shí)間要長數(shù)倍。經(jīng)烘干老化的、鈍化后再作封閉處理的又比鈍化后不作封閉、老化的要好得多。提高鈍化的方法英

4、國Luoghborough大學(xué)研究了鉬酸鹽鈍化過程中的電化學(xué)特性，同時(shí)也研究了鋅表面的化學(xué)浸泡處理。該研究是將鍍鋅樣品浸入鉬酸鈉含量為5g/L、10g/L、30g/L的溶液(PH=5)中，浸入時(shí)間可在1～30min內(nèi)選擇，溫度為20℃、40℃、60℃。隨著溶液濃度、溫度、浸入時(shí)間長短，鈍化膜的顏色將會(huì)不同，可從微黃、灰藍(lán)色、橄欖色直至黑色。黑色膜的抗蝕性最好。膜重隨浸入時(shí)間增加而增加，但經(jīng)過20～30min后膜重達(dá)到平衡，電位-時(shí)間曲線在達(dá)到平衡值時(shí)電位減小。對(duì)選擇各種工藝參數(shù)獲得的不同顏色膜進(jìn)行鹽霧腐蝕試驗(yàn)，結(jié)果表明：鉬酸鹽鈍化可明顯提高鍍鋅層的耐蝕性。朱傳方等利用從米糠中提取植酸

5、，將其用于鍍鋅的無鉻鈍化中，發(fā)現(xiàn)由植酸(濃度50%,用量為5g/L)與硅酸鹽、硫酸鹽及光亮劑組成的處理液在pH=2-3時(shí)，鍍鋅件在其中浸漬10-20s后烘干進(jìn)行腐蝕實(shí)驗(yàn)，腐蝕實(shí)驗(yàn)是在3%NaCL和0.005mol/L的H2SO4溶液中浸漬后在溶液中觀察，試片面積l%出現(xiàn)蝕點(diǎn)或銹斑為腐蝕，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)70h而未有銹斑現(xiàn)象發(fā)生。鍍鋅板經(jīng)植酸處理后，在其抗蝕性提高的同時(shí)，其表面與有機(jī)涂料之間的粘接力也得到增強(qiáng)。胡會(huì)利等進(jìn)行了植酸鈍化膜耐蝕性的研究，在鹽霧試驗(yàn)中，植酸鈍化膜的耐蝕性略優(yōu)于低鉻鈍化膜，遠(yuǎn)勝于電鍍鋅和熱鍍鋅；從出現(xiàn)紅銹時(shí)間看，其鈍化效果相當(dāng)于低鉻鈍化，接近于熱鍍鋅。鹽水浸泡試驗(yàn)表明

6、，植酸鈍化膜比低鉻鈍化膜致密，耐蝕性好，故出現(xiàn)白銹時(shí)間比較晚，但植酸鈍化膜較薄，附著力較差，比較容易脫落，一旦被破壞，由于膜層不具備自修復(fù)性，其防護(hù)作用大幅度下降，因而出現(xiàn)紅銹時(shí)間較早。發(fā)展趨勢鍍鋅層無鉻鈍化的研究方向?yàn)?(1)采用硅溶膠或有機(jī)物改性三價(jià)鉻鈍化液,以改善鍍鋅層鈍化膜的自修復(fù)能力。(2)利用與鉻同屬第VIB族元素的Mo(MoO2-4)或W(WO2-4)酸的鈍化作用,在鍍層表面形成氧化膜。(3)采用Zr、V、Ti、Mn、Co等的氟化物、磷酸鹽等與鍍鋅層表面形成反應(yīng)型鈍化膜,或采用與水溶性樹脂的混合溶液進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理。(4)采用Y、La、Ce等稀土金屬元素的氯化物、硝酸鹽等與

7、鍍鋅層表面形成反應(yīng)型轉(zhuǎn)化膜,或使用它們的含氧酸鹽與鉬酸、釩酸的混合溶液進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理。(5)使用由單寧酸、沒食子酸等多價(jià)苯酚羧酸、硫脲及其衍生物等金屬螯合劑,與水溶性樹脂組成的鈍化溶液進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理。(6)單獨(dú)使用有機(jī)硅烷偶合劑、烷氧基硅烷類等有機(jī)物鈍化,或采用與樹脂二氧化硅組成的混合溶液鈍化。(7)使用水溶性或乳液樹脂與膠體二氧化硅交聯(lián)形成高分子膜,以提高鈍化膜的屏蔽效應(yīng)。(8)使用含導(dǎo)電高分子聚苯胺的鈍化液,以改善鈍化膜的自修復(fù)作用。但是,單獨(dú)使用這些無鉻