氯化钾镀锌钝化膜变色原因探讨及控制措施

1、氯化钾镀锌钝化膜变色原因探讨及控制措施42涂料涂装与电镀第4卷第1期故障分析i!幽蝽g绵戡氯化钾镀锌钝化膜变色原因探讨及控制措施摘要措施.关键词粱远国(成都天兴仪表股份有限公司,成都,610106)本文从理论和生产实践的角度对氯化钾镀锌钝化膜变色的机理,进行了探讨,并提出了一些具体的控制氯化钾镀锌;钝化膜变色;质量问题分析1前言氯化钾镀锌由于镀液成分简单,成本低廉,沉积速度快,废水处理简单,因此,该工艺得到了广泛的运用.但由于钝化膜容易变色,盐雾实验达不到要求,只适用于低端产品.近年来随着国外企业和合资企业的增多,产品质量要求越来越高,盐雾试验一般要求达到72小时,有的甚至要求达到96小时,而

2、且不能出现白锈.因此,镀锌层钝化膜变色越来越受到关注.2氯化钾镀锌钝化膜变色原因探讨2.1镀层晶格结构对钝化膜变色的影响氯化钾镀锌镀层晶格结构为层状结构,也就是说镀层的层与层之间有一层镀锌光亮剂的有机膜覆盖在其间,而这层有机膜在空气中极不稳定,在冷热,光照等环境条件作用下容易分解,因而造成镀锌层钝化膜颜色变浅或颜色消失使钝化膜失去光泽.由于镀锌层是层状结构,在钢铁表面镀上的锌层是由无数层锌和无数层的光亮剂有机膜l料互交叉叠加而成,因此,用3%的稀硝酸出光也不能消除钝化膜变色现象.2.2钝化工艺对氯化钾镀锌钝化膜变色的影响在氯化钾镀锌层上钝化膜的类型主要有彩色钝化,银白色钝化,蓝白色钝化,黑色钝

3、化,军绿色钝化等.在这些颜色的钝化膜中,黑色钝化膜和军绿色钝化膜的结合力好,抗变色能力强,中性盐雾试验能够达到96小时以上.彩色钝化,银白色钝化,蓝白色钝化的抗变色能力较差,尤其是在高温高湿环境下,大量的彩色钝化层颜色消失,盐雾试验很难达到72小时.白色钝化膜易失去光泽,盐雾试验很难达到铝小时.从钝化工艺看,彩色钝化目前各个电镀厂家普遍使用的是低铬钝化,白色钝化使用的是碳酸钡漂白工艺.其工艺参数如下:(1)低铬彩色钝化:艺:铬酐(C103),g/L硝酸(刖o3),mL/I硫酸(H2SO4),mI/LpH值温度时间,s(2)碳酸钡漂白工艺:铬酐(C),g/L碳酸钡(BaCO3),g/L37203

4、00.5一l收稿日期:200512_lO作者简介:梁远t(1962一),男,重庆垫江人,大学蕾斗学历,工程师,成都机械工程学会电镀涂装分会理事.长期从事表面处理技术工作,发表论文十余篇.3温53c:;室2OO6年2月粱远国:氯化钾镀锌钝化膜变色原因探讨及控制措施43温度室温时间,S1020s先在低铬彩色钝化液中钝化,不经过老化处理,直接浸入碳酸钡漂白溶液中除去彩色膜,从而可以形成银白色钝化膜,然后在含O.3%铬酐的热水(80Y:一9oc【=)中封闭处理.最后放入温度为6oc【=一80c【=的烘箱中老化3O分钟即可.由于氯化钾镀锌钝化膜层表面有一层含光亮剂的有机膜,用高铬钝化,其钝化膜不透明,呈

5、白雾状,影响产品外观,因此,很少有厂家使用.目前多数厂家使用的是低铬钝化工艺,钝化膜比较薄,因此,耐蚀性能和抗变色性能比较差.2.3钝化后的清洗以及钝化膜老化温度对钝化膜变色的影响氯化钾镀锌光亮剂的消耗量很大,大部分厂家对槽液的处理间隔时间都较长,而且处理方法简单,造成有机物的分解产物聚集在镀液中,使电镀层中夹杂的有机物就大量存在,从而造成电镀锌层变色严重.目前大部分电镀厂家为了减少污染物的排放.想方设法控制用水量,这样造成电镀锌后的清洗水中聚集了大量的有机物,而使镀锌层表面上有较多有机物清洗不彻底就进入钝化槽钝化.致使钝化膜结合力差,甚至用手即可擦掉,从而严重影响电镀锌的防腐性能和外观.钝化

6、膜是否老化或老化温度是否合适,都对氯化钾镀锌钝化膜的耐蚀性能和抗变色性能有影响.大部分的电镀厂家都没有进行老化处理,而是用离心机去除零件上的水分,或者在太阳下晒干,钝化膜没有老化或者老化不好.适合老化的温度范围为6oc【=一8oc【=,低于6oc【=时,钝化膜老化效果不好,高于8oc【=时会造成钝化膜开裂.2.4包装储存条件对钝化膜变色的影响氯化钾镀锌钝化膜层中有很多孔,在这些微孔中和钝化膜中含有酸碱性水分.这样的产品如果用塑料袋或塑料纸密封包装,然后在库房中存放较长时间,尤其是在夏天,这些含有酸碱的水分就会变成蒸汽而不能散发,使零件处于一种类似于盐雾试验的环境中,从而造成大量产品的镀锌钝化膜

7、层变色或腐蚀.3氯化钾镀锌钝化膜变色的控制措施笔者经过多年的研究和实践,认为以下一些方法和措施,对降低氯化钾镀锌钝化膜变色,提高氯化钾镀锌钝化膜耐腐蚀性能有帮助.3.1用碱性溶液去除零件表面的光亮剂薄膜零件从氯化钾镀锌槽中取出后,先经过一道水洗后浸入碱性溶液中去除表面多余的光亮剂薄膜,然后再进行其它工序.其工艺流程为:氯化钾镀锌一水洗一碱性溶液除膜一水洗钝化一水洗一甩干一老化.碱性溶液的配方为:NaOH,g/L80120ZnO.g/L8一l2温度室温时间,min35经过该方法处理过的镀锌件,其钝化膜的结合能力得到显着改善.中性盐雾试验能够增长38小时(与同批同槽同一产品比较).3.2科学合理地

8、添加光亮剂.定期用活性炭处理镀锌溶液从氯化钾镀锌溶液的性质和镀层结构分析可知:要完全去除镀锌层中夹杂的光亮剂薄膜几乎是不可能的,但是将镀层中的有机物控制在有限的范围内是完全能够办到的.我们可以通过以下一些措施来解决问题:(1)添加剂应采用”少加勤加”的办法.同时,避免在镀槽工作期间加入.加光亮剂最好是在每班下班后添加.添加时,应将光亮剂用镀液稀释后加入,并搅拌通电处理,让添加的光亮剂不被分解而均匀地分散在镀液中,从而减少小分子有机物的吸附.(2)应定期用活性炭处理镀液中被分解的小分子有机物.活性炭的加入量为4g/L一6g/L.一般应一个月处理一次,有条件的厂家最好配备连续过滤机,随时保持槽液处

9、于干净透明状态,这样生产出来的产品质量稳定,抗变色能力好.3.3采用逆流漂洗方法,减少镀后锌层表面上覆盖的光亮剂薄膜涂料涂装与电镀第4卷第1期逆流漂洗是一种节约用水,并且能够随时保持最后一道水清洁的好方法,采用该方法清洗的镀锌件,其表面上光亮剂的残留物会大大降低,从而有效地增强镀锌钝化膜的抗变色能力.3.4严格控制老化温度镀锌层钝化膜含水分比较多,而且含有酸碱物质,未被老化的钝化膜较为疏松.因此,钝化膜必须老化,老化的温度与钝化膜的质量关系密切.一般温度范围是6o一8o,温度过低老化效果较差,温度过高会造成钝化膜开裂,抗腐蚀性能降低.3.5改善包装储存条件镀锌件的包装应采用透气良好的有孔塑料箱

10、或者采用纸盒,并要储存在通风良好的干燥环境中.在酸性环境中不适于储存,否则钝化膜很快会失去光泽.4结语氯化钾镀锌钝化膜变色是该工艺本身的性质决定的,难以根治.但是我们采取一些措施后,将镀层中的有机物控制在理想的范围内,从而提高了产品质量,增强了镀锌层的耐蚀性和抗变色性.StudyonChangeColorReasonsofKCIZincPlatingChromatingFilmandControlMethodsYuanguo(ChengdutianxinginstrmnentandmeterCo.,Ltd,Chengdu,610106)AilsUmThemechanismofchromatin

11、gfilmchangecoloronKC1zincplatingarediscussedfromthetheoryandprac-rice.ThecontrolmethodsRredescribedinthepaper.KeywordsKCIzincplating;changecolorofchromatingfilm;amalysisaboutqualityproblem成都表面工程行业协会召开迎春学术技术交流会成都表面工程行业协会于2OO6年1月10日在成都前锋集团公司召开迎春学术技术交流会,成都市环保局污染管理处和稽查支队领导光临会议.140余名代表到会.会议由协会常务副理事长龚承耀主持,协会理事长费竹龄作协作2005年工作总结和2006年工作安排的报告.经协会理事会研究决定增补成都飞亚粉末涂料涂装实业有限公司,四川宸宇涂装工程有限公司为常务理事单位,成都航空仪表有限公司为理事单位,增补袁诗璞为常务理事.东道主前锋集团公司副总经理林光代表前锋集团对与会代表表示欢迎,对成都表面工程行业协会一年来的工作给予高度评价,并祝协会在新的一年取得更大成绩.黄渭澄,袁诗