镀锌钝化技术

1、镀锌钝化钝化原理在盛有镀锌液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用 镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的正极和负极联接。镀锌液由含有 镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组 成。通电后，镀锌液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀 层。阳极的金属形成金属离子进入镀锌液，以保持被镀覆的金属离子的浓度。 在有些情况下，如镀铭，是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极，它只起传 递电子、导通电流的作用。电解液中的铭离子浓度，需依靠定期地向镀液中 加入铬化合物来维持。镀锌时，阳极材料的质量、镀锌液的成分、温度、电 流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、

2、电源波形等都会影响镀层的质 量，需要适时进行控制。在彩色钝化的配方中，钝化液总是带酸性的。在酸性介质中，锌层会与 之起化学反应。这里主要反应是金属锌镀层与钝化液中铭酸之间的氧化和还 原反应。锌作为还原剂，将作为氧化剂的铭酸还原成三价格。钝化膜其实是 三价格和六价格与锌发生氧化还原反应后的化合物。其中三价格与锌的化合 物呈蓝绿色，六价格与锌的化合物呈赭红色或棕黄色。由于不同色素的组合 和相互干扰的结果，形成了锌彩色钝化膜绚丽多彩、具有彩虹色的美丽色调。 三价格化合物一般不溶于水，强度也高，在钝化膜中起骨架作用。六价格化 合物易溶解于水，尤其易在热水中溶解，在干燥前膜层不坚牢。它依附在三 价格化合

3、物的骨架上，填充了其空间的部分，所以可形象地譬如它为“肉”。 有了肉并有骨架的支撑，这样才能使钝化膜显得丰满。提高镀锌钝化耐腐蚀的途径镀层厚度。可供牺牲腐蚀的锌越多，抗蚀性越耐久。热镀锌层厚度 难低于300 um，而电镀锌仅(5-25) um，故热镀锌即使不经钝化，抗蚀力也 很好，但加工成本高、色调单一。锌层纯度。镀锌层纯度越高，自身形成微电池腐蚀越小，越“结实” 而不易牺牲。纯度依氤化镀锌、碱性锌酸盐镀锌、微酸性氯化物镀锌次序而 下降，后者最差。镀锌后钝化的好坏。优良的六价格彩钝比白钝抗生白锈时间要长数 倍。经烘干老化的、钝化后再作封闭处理的又比钝化后不作封闭、老化的要 好得多。提高钝化的方

4、法英国Luoghborough大学研究了钼酸盐钝化过程中的电化学特性，同时也研究了锌表面的化学浸泡处理。该研究是将镀锌样品浸入钼酸钠含量为 5g/L、10g/L、30g/L的溶液(PH=5)中，浸入时间可在130min内选择，温度 为20C、40C、60C。随着溶液浓度、温度、浸入时间长短，钝化膜的颜色 将会不同，可从微黄、灰蓝色、橄榄色直至黑色。黑色膜的抗蚀性最好。膜 重随浸入时间增加而增加，但经过2030min后膜重达到平衡，电位-时间曲 线在达到平衡值时电位减小。对选择各种工艺参数获得的不同颜色膜进行盐 雾腐蚀试验，结果表明：钼酸盐钝化可明显提高镀锌层的耐蚀性。朱传方等利用从米糠中提取植

5、酸，将其用于镀锌的无格钝化中，发现由 植酸(浓度50%,用量为5g/L)与硅酸盐、硫酸盐及光亮剂组成的处理液在 pH=2-3时，镀锌件在其中浸渍10-20s后烘干进行腐蚀实验，腐蚀实验是在 3%NaCL和0.005mol/L的H2SO4溶液中浸渍后在溶液中观察，试片面积1%出现 蚀点或锈斑为腐蚀，结果发现经70h而未有锈斑现象发生。镀锌板经植酸处 理后，在其抗蚀性提高的同时，其表面与有机涂料之间的粘接力也得到增强。 胡会利等进行了植酸钝化膜耐蚀性的研究，在盐雾试验中，植酸钝化膜的耐 蚀性略优于低铭钝化膜，远胜于电镀锌和热镀锌；从出现红锈时间看，其钝 化效果相当于低格钝化，接近于热镀锌。盐水浸泡

6、试验表明，植酸钝化膜比 低铭钝化膜致密，耐蚀性好，故出现白锈时间比较晚，但植酸钝化膜较薄， 附着力较差，比较容易脱落，一旦被破坏，由于膜层不具备自修复性，其防 护作用大幅度下降，因而出现红锈时间较早。发展趋势镀锌层无格钝化的研究方向为：采用硅溶胶或有机物改性三价格钝化液，以改善镀锌层钝化膜的自 修复能力。利用与铭同属第VIB族元素的Mo(MoO2-4)或W(WO2-4)酸的钝化作用， 在镀层表面形成氧化膜。采用Zr、V、Ti、Mn、Co等的氟化物、磷酸盐等与镀锌层表面形成反 应型钝化膜，或采用与水溶性树脂的混合溶液进行转化处理。采用Y、La、Ce等稀土金属元素的氯化物、硝酸盐等与镀锌层表面形

7、成反应型转化膜，或使用它们的含氧酸盐与钼酸、钒酸的混合溶液进行转化 处理。使用由单宁酸、没食子酸等多价苯酚羧酸、硫脲及其衍生物等金属 螯合剂，与水溶性树脂组成的钝化溶液进行转化处理。单独使用有机硅烷偶合剂、烷氧基硅烷类等有机物钝化，或采用与树 脂二氧化硅组成的混合溶液钝化。使用水溶性或乳液树脂与胶体二氧化硅交联形成高分子膜，以提高 钝化膜的屏蔽效应。使用含导电高分子聚苯胺的钝化液，以改善钝化膜的自修复作用。但是，单独使用这些无铭(丑)钝化技术还存在不少缺陷，或耐蚀性差，或 外观不佳，或电接地性能差，或价格较高，很难达到应用要求。因此，无格钝化 技术研究应充分利用有机、无机缓蚀剂之间的协同作用，

8、采用复配技术或复 合层组装技术进行钝化处理，才能完全替代六价格的钝化。参考文献王宏.镀锌钝化层的研究现状.潍坊学院学报，2009,9 (2) 12-14郭崇武，赖焕汶.镀锌层无格钝化技术研究进展.全面腐蚀控制，2011,25 (7)惠怀兵，刘立炳.镀锌层三价格黑色钝化工艺研究.电镀与精饰，2009,31 (9) 17-19牟世辉.镀锌层钼酸盐钝化工艺研究.电镀与精饰，2009,31 (4) 12-16韩克平，叶向荣，方景礼.镀锌层表面硅酸盐防腐膜的研究.腐蚀科学与防 护技术，1997,9(2):167-170卢琳，李晓刚，宫丽，卢燕平.镀锌层无格钝化的现状与发展趋向.轧钢，2007,24 (5) :41-45林恒.镀锌层钝化膜的研究进展.长江大学学报，2009,5 (2)： 167-169刘艳荣，周婉秋，赵强，武士威，辛士刚.镀锌板表面无格钝化的研究进展.电镀与精饰，2010,32 (4)： 22-26Wippermann K,Sc hultze J W,Kessel R ,etal.The Inhibition of ZincCorrosion by Bisaminotriazole and OtherTriazo