鍍鋅後處理

鍍鋅的鈍化工藝流程 :

鍍鋅è水洗è水洗è出光(3%硝酸溶液)è水洗è水洗è鈍化è水洗è水洗è封閉(視需要)è水洗è乾燥

   如果鍍鋅溶液為鹼性鋅酸鹽鍍鋅時,應在鍍鋅後的兩道水洗中加一道酸性(pH = 3~4)水洗,以中和掉未洗淨的殘存鹼液,以防止工件在儲存中產生氣泡或變色。

鈍化原理:

   鋅鍍層與某些物質發生化學反應後形成了新的物質,這些新的物質連續成膜,被稱為鈍化膜。由於鈍化膜具有不溶於水的性能,阻止了大氣中的一些酸性氣體(如二氧化碳和二氧化硫)對鋅層的腐蝕,使得鋅生鏽(白鏽)的時間被延緩。當鋅層完全被腐蝕後,基體鐵便失去保護,這時鐵開始生銹而遭受腐蝕(出紅銹) 。

後處理的裝飾作用:

   除了抗蝕性要求外,人們對鋅層外觀的觀賞性也有了更高的要求。鋅鈍化膜已經以傳統的五彩、藍白色,向色彩更加鮮艷的金黃色、銀白色、天藍色發展。有些色澤不能從鈍化液中獲得,因此,化學染色技術應運而生黑色鈍化膜除了上述防護和裝飾性兩種作用外,還因為在光學儀器、太陽能應用等領域具有較大的需求而受到廣泛的應用。

後處理方法及步驟:

鋅鍍層的後處理方法主要包括以下四種方法 :

◎鈍化,其流程為 : 鍍鋅後è水洗è出光è水洗è鈍化è水洗è封閉è乾燥(老化) 。

◎鈍化後染色,工藝流程為 : 鈍化後è水洗è染色è水洗è乾燥。

◎磷化,其流程為 : 鍍鋅è水洗è調整è磷化è封閉è乾燥。

◎鍍鋅後驅氫處理,其流程為 : 鍍鋅è水洗è驅氧è出光è水洗è鈍化è水洗è乾燥。

鈍化膜的種類及作用:

◎鈍化處理是鍍鋅後處理的主要內容,也是鍍鋅工藝中應用最為廣泛,內容最為繁雜的技術。

◎鈍化膜的色澤與抗蝕性 : 從外觀上,鈍化膜的色澤主要分為五種 : 白色、藍白色、彩虹色、黑色和草綠色。

鈍化膜的種類及作用:

白色:亦稱為銀白色。這種色澤的鈍化膜厚度很薄,抗蝕性很差,大多用在使用環境較好的建築、日用五金件。

藍白色:鈍化膜較白色膜略厚,抗蝕性能因鈍化液組成不同而變化,六價鉻鈍化液生成的鈍化膜抗中性鹽霧試驗不足48小時,且易泛彩。從三價鉻鈍化液中生成的鈍化膜不僅不易泛彩,且可獲得72小時以上的抗鹽霧性能。這種鈍化膜大多應用於裝飾性較多的日用五金、建材等行業。

彩虹色:主要是由紅、黃、綠三種顏色組成的混合色。這種鈍化膜抗中性鹽霧試驗可達96小時以上,抗蝕性佳,但從三價鉻鈍化液中所獲得的鈍化膜色澤很淡,不過抗蝕性能並不差。這種鈍化膜在鍍鋅中應用得最為廣泛。

黑色:鈍化膜由於所用發黑劑不同,其黑色外觀有較大差異。由銀鹽做發黑劑時,色澤均勻、純正,尤其是用於氯化鉀光亮鋅鍍層上,所獲得黑色鈍化膜油光黑亮,雍容華貴;而用銅鹽做發黑劑時,外觀呈黑灰色,且極易帶彩,但塗上光漆後,其外觀與銀鹽鈍化膜外觀無異。黑色鈍化膜較厚,抗蝕性能好,主要是用在光學儀器、太陽能行業。

草綠色:鈍化膜又稱橄欖綠或軍綠色,外觀有一種塗漆的厚實感,如果底層鍍層光亮,可獲得似釉的感覺,這種鈍化膜很厚,抗蝕能力是最強的。常用在較惡劣環境下做防護鍍層。

鋅鍍層性能

這包括鋅鍍層的厚度鋅層的結晶形態以及施鍍方法三個方面。

鍍層厚度:傳統上認為鋅層厚度只與出紅鏽時間有關,而與出白鏽時間無關。

鍍層的結晶形態:鍍層的結晶形態取決於鍍液體系和光亮劑組成兩個因素。

◎.氰化物鍍鋅和鋅酸鹽鍍鋅的鋅層為柱狀結晶,而酸性氯化鉀鍍鋅的鋅層為層狀結晶,中性鹽霧試驗結果表明 : 層狀結晶的鈍化膜比柱狀結晶的鈍化膜具有更好的抗蝕性能。

◎光亮劑 : 其作用是使鍍層細緻,即使是使用同種光亮劑,如果光亮劑含量不足,獲得的鍍層不夠光亮,也同樣不能提高其抗蝕性能。

施鍍方法 : 施鍍方法對抗蝕性的影響主要表現在電鍍方式和電流密度兩個方面,

◎電鍍方式 : 掛鍍鋅的鈍化膜抗蝕性能高於滾鍍鋅的鈍化膜。

◎電流密度 : 小電流密度下獲得的鍍層,其鈍化膜的抗蝕性比大電流密度下獲得的鍍層鈍化膜要好得多。在小電流下獲得的鍍層要比大電流下獲得的鍍層細晶更加緻密,晶體間的空隙更少,鈍化膜的連續性更好。

雜質的影響:

◎鍍液中的雜質 : 鐵雜質主要富集在工件的高電流密度區,鐵含量高時,難以形成鈍化膜。銅和鉛雜質易在低電量區沉積,使鍍層粗糙,鈍化膜不連續,這些現象都會使鈍化膜抗蝕性能下降。

◎鈍化液中的雜質 : 鈍化液中的雜質主要是鋅離子和鐵雜質。鋅雜質是鈍化過程中形成的,因為鋅鍍層浸入鈍化液中會與游離子酸根離子發生下述反應:

n  Zn  +  2H2+ à Zn+2 + H2

n  鋅離子 (Zn2+)除了一部份與三價鉻離子形成鈍化膜外,還有一部份鋅離子留在鈍化液中,當鋅離子濃度達到15g/L左右時,鈍化膜的形態發生了變化,抗蝕性能急劇下降,膜的外觀也明顯劣化了。

n  鈍化液中的鐵雜質主要來自掉入鈍化液中零件發生的化學溶解 :

Fe  + 2H+ à Fe2+ + H2

少量的鐵離子不會對鈍化膜的抗蝕性產生影響,當積累到一定濃度後,會改變鈍化膜的結構,是抗蝕性能急劇下降。

◎鈍化液中鐵離子的耐受能力與鈍化液的組成有較大關係,在早期的三價鉻鈍化液中,當鐵離子濃度達到100mg/L左右時,鈍化膜的抗蝕性能就會明顯劣化,而在第三代鈍化液中,鐵離子的耐受能力可達到300mg/L左右,這種與該鈍化液中含有有機酸有關。

◎除了金屬雜質對鈍化膜抗蝕性有影響外,有機雜質也會對鈍化膜的抗蝕性能造成影響,尤其是當前鍍鋅液中都使用大量的有機物作光亮劑。

鈍化過程和鈍化後防止碰撞:

◎鈍化過程中要盡量減少零件之間的相互碰撞,尤其是彩鈍化與黑鈍化,成膜速度較慢,零件之間的相互碰撞會弄壞鈍化膜,一但鈍化膜被破壞,此處的鋅層便失去了保護能力,因為三價鉻鈍化膜沒有自癒能力。

鈍化膜的乾燥:

在三價鉻鈍化膜中是有水分的,如果鈍化後烘乾的溫度過高,時間過長會使膜中的水分失去過多,造成鈍化膜乾裂,使抗蝕性能下降。一般控制烘乾的溫度在50 ~ 60 ℃之間。

鈍化液的工藝控制:

在確定一種三價鉻鈍化工藝後,在生產中要嚴格控制下述幾個工藝參數 : 鈍化液濃度、pH、操作溫度、鈍化時間。尤其是使用商品鈍化液時,生產商必須要提供相應的技術數據,而操作者應嚴格按照這些技術參數操作。

鈍化液的類型與組成

鈍化溶液分為含鉻溶液和無鉻溶液兩大類。

含鉻鈍化液 : 從含鉻溶液中獲得的鈍化膜以三價鉻為骨架。從這種鈍化液中獲取的鈍化膜抗蝕性能優異。這種鈍化液中鉻化合物又分為六價鉻和三價鉻兩種類型。

六價鉻鈍化液:這種鈍化液是採用六價鉻鹽作成膜劑和氧化劑。是當前應用最為廣泛的鈍化液,由這種鈍化液中獲取的鈍化膜抗蝕性能優異,且具有自修復能力。但這種鈍化液使用毒性很大的六價鉻離子,對環境造成汙染,使用上受到限制。

三價鉻鈍化液:這種鈍化液中使用硝酸鹽、鉬酸鹽作氧化劑,三價鉻鹽酸作成膜劑。毒性較六價鉻鈍化劑低很多,是當前發展的主流。三價鉻鈍化膜的抗蝕性與六價鉻鈍化膜相差無幾,但沒有自修復能力,且彩色鈍化膜的色澤較淡。

無鉻鈍化液 : 目前無鉻鈍化液主要是用鉬酸鹽、矽酸鹽、鈦鹽、有機酸、釩酸等。但工藝還不成熟,抗蝕性與六價鉻鈍化膜相差很大。

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