鍍鋅鈍化

簡介

鋅是一種化學性質很活潑的金屬,鋅電鍍後如果不進行很好的後處理,鍍層很快就會變暗,並相繼出現白色腐蝕產物。為了減少鋅的化學活性,往往採用鉻酸鹽溶液來鈍化處理,使鋅層表面上形成一層鉻酸鹽轉化膜層。這層膜正式的名稱叫做“鉻酸鹽轉化膜”,或“鍍鋅層鈍化膜”。這種成膜工藝叫“鍍鋅鈍化”。

原理

在彩色鈍化的配方中,鈍化液總是帶酸性的。在酸性介質中,鋅層會與之起化學反應。這裡主要反應是金屬鋅鍍層與鈍化液中鉻酸之間的氧化和還原反應。鋅作為還原劑,將作為氧化劑鉻酸還原成三價鉻。鈍化膜其實是三價鉻六價鉻與鋅發生氧化還原反應後的化合物。其中三價鉻與鋅的化合物呈藍綠色,六價鉻與鋅的化合物呈赭紅色或棕黃色。由於不同色素的組合和相互干擾的結果,形成了鋅彩色鈍化膜絢麗多彩、具有彩虹色的美麗色調。三價鉻化合物一般不溶於水,強度也高,在鈍化膜中起骨架作用。六價鉻化合物易溶解於水,尤其易在熱水中溶解,在乾燥前膜層不堅牢。它依附在三價鉻化合物的骨架上,填充了其空間的部分,所以可形象地譬如它為“肉”。有了肉並有骨架的支撐,這樣才能使鈍化膜顯得豐滿。

特點

自我修復功能

彩色鈍化膜還有自我修復的功能,當鈍化膜受到損傷時,在有一定濕度的空氣中,六價鉻化合物溶於水生成鉻酸,它能繼續與鋅層起氧化還原反應,再次形成鈍化膜。這就是彩色鈍化膜能自動修復的原因。由於彩色鈍化膜層具有這一自修復的功能,所以鈍化膜即使有些擦傷,也不會太影響抗腐蝕性能。這就是鍍鋅層經過彩色鈍化處理後,為什麼具有良好的抗腐蝕性能的原因。

顏色及影響因素

在彩色鈍化膜中,三價鉻和六價鉻的含量比例是隨著各種因素的變化而改變的,因而鈍化膜的色彩也隨之發生變化。三價鉻化合物多時,膜層呈偏綠色;六價鉻含量高時,鈍化膜則呈紫紅色。在實際生產中,最希望的顏色是彩虹稍帶黃綠色。鈍化膜的顏色深淺還與膜層的厚度有關。而膜層厚度又與鈍化時間或在空氣中停留時間的長短有關。在低鉻和超低鉻的鈍化液中,鈍化膜是在溶液中成膜的,鈍化時間長,膜層厚,鈍化時間短,膜層薄。而在高鉻彩色鈍化溶液中,由於鈍化液酸度高,在溶液中是無法成膜的,只有當工件離開溶液後方能成膜,也就是在空氣中停留時間的長短與膜層的厚度有很大的關係,而與溶液中浸漬的時間長短無關。空氣中停留時間長,鈍化膜厚,反之則薄。當然我們還得兼顧其它條件,一味追求膜層厚度,結合力就會降低,也就是膜層過厚了,鈍化膜就會脫落或輕輕一擦就掉膜。鈍化時間或空氣中氧化時間短,鈍化膜薄,此時膜層的色澤呈偏綠色;如鈍化時間長,膜層厚,則鈍化膜中紅色的成分居多。這是因為鈍化膜薄時,鈍化液與鋅層的反應比較強烈,六價鉻多被轉化成三價鉻了,所以膜層呈偏綠色。當反應繼續進行時,因為已隔了一層鈍化膜,鈍化液不能直接與鋅層起反應,所以還原勢減弱,這樣六價鉻化合物就會形成,而填充在三價鉻化合物—即我們前面提到的三價鉻膜層的骨架上,所以膜層中紅的色素逐漸變多起來。而在膜層既不太厚又不太薄的狀態下,鈍化膜的色澤則最好。對鈍化膜的色彩,當膜層由厚變薄時,色彩的變化可大致表述如下:
紅褐色→紅黃相間光亮五彩色→偏綠色→青白色
質量好的鈍化膜應是完整呈光亮五彩色的。紅褐色的膜層比較疏鬆,與鋅層的結合力也不夠好;偏綠色的鈍化膜膜層可能較薄,會影響抗腐蝕能力。由此,我們可以從鈍化膜的外觀、與鋅層的結合力、膜的完整性、光亮度和膜層的色彩,可以初步判定鈍化膜質量的好壞。

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