锌镀层的镀后处理

(一)锌镀层的后处理工艺

    工艺如下：

    镀锌件出槽→水洗彻底干净→中和→水清洗→除氢(看需要)→钝化处理(铬酸盐钝化)→碱性脱色→水洗→热洗干燥→包装(或涂装)

    其中，中和是用0.5%～2%的硝酸溶液，常温浸泡2～5s。钝化根据需要采用铬酸盐或重铬酸盐的高、低浓度溶液处理，也可用有效的无铬钝化处理。

    脱色是指在10%～25%苛性钠溶液中，常温浸泡2～5s

    干燥是指在适当的温度范围内(90～130℃)进行干燥，可获得耐蚀性良好的铬酸盐膜层。

(二)脱氢处理

    钢铁零件特别是高强钢、弹簧等镀件，在镀锌过程中有渗氢的情况，会造成氢脆，降低力学性能，缩短零件的寿命，因此要进行脱氢处理。

    脱氢主要是采用加热处理，加热温度越高，时间越长，除氢越彻底，但温度超过250℃时，锌结晶组织变形、发脆，耐蚀性能明显下降，因此一般采用的除氢温度范围为190～230℃,时间2～3h,而渗碳件和锡焊件温度还要低些，为140～160℃,保温3h。
(三)锌镀层的钝化

    锌镀层的钝化有多种，主要分彩色钝化、白色钝化和黑色钝化。

    1.锌镀层的铬酸彩色钝化

    根据钝化液中铬酐含量的多少，彩色钝化又分为高铬钝化、低铬钝化、超低铬钝化。铬酐含量在200～350g/L的为高铬钝化，操作工艺有三酸法和三酸二次钝化法。

        (1)三酸钝化法  其配方及工艺条件如下

            铬酐        250～300g/L        硝酸        10～20mL/L    

            硫酸         30～40mL/L     溶液温度         室温

        处理时间    先在溶液中浸5～15s,然后在空气中停留5～15s

    此法生成膜的色泽鲜艳，如加入10～15g/L硫酸亚铁，则钝化膜更厚且结合牢固，耐蚀性更好，但膜的颜色较深，光泽不好。

    (2)三酸二次钝化法  其配方及工艺条件如下。

    第一次钝化配方：

            铬酐        170～200g/L    硫酸亚铁       8～10g/L

            硫酸            6～7mL/L     溶液温度          室温

            硝酸            7～8mL/L

        处理时间  浸渍20～40s取出后不水洗即进入第二次钝化

    第二次钝化配方：

            铬酐            40～50g/L    硫酸亚铁       6～7g/L

            硫酸                  2mL/L    溶液温度          室温

            硝酸             5～6mL/L    处理时间       20～30s

    高铬钝化的工艺已相当成熟，所得的膜层性能好，但是成本高，而且污染严重，废水治理及环保任务艰巨，所以目前大多数都倾向于采用低铬酸钝化，随着应用的增多而且不断地改进提高，低铬钝化也日趋完善和成熟。

    另外，低铬彩色钝化液的配方及工艺条件列于表6-9中。

    低铬酸钝化溶液的铬酐浓度在3～5g/L最合适，pH值为1～1.3最佳，室温下钝化时间约为5～8s最好。

    由于低铬钝化液的酸值较低，钝化液的抛光性能差，钝化前要先用2%～3%(体积分数)的稀硝酸洗2～5s,根据钝化液酸度的要求可以不清洗直接进入钝化液，钝化后可直接用60～65℃的热水烫于。

    2.锌镀层铬酸白色钝化

    镀锌产品要求钝化膜成白色时，通常可用两种方法处理，一种是在白色钝化液中一次钝化而成，另一种是先经彩色钝化后再漂白而成，一次性白色钝化溶液配方及工艺条件见表6-10。

    另一种彩色钝化后漂白变白色膜的方法是先用任何一种彩色钝化的溶液钝化，然后再在漂白液中漂白即成，漂白液的配方及工艺条件见表6-11。

    3.镀锌层黑色钝化

    黑色显得庄重高雅，具有很好的光学效果，再加上镀层耐蚀性较高，近年来镀锌层流行黑色，并且范围在不断地扩大，大多用于电子、轻工、汽车、摩托车零部件及日常五金用品等，镀锌黑色钝化工艺很多，列于表6-12中。其中银盐黑色钝化又有醋酸薄膜型和磷酸厚膜型两种，铜盐黑色钝化膜，黑度和光亮度不够理想，耐蚀性也稍差，只能用于要求不高的产品，总的来说还是磷酸厚膜型的较为稳定，有保证。

    4.镀锌层的无铬钝化

    考虑到环境污染的问题，所以在生产中大量使用了低铬甚至超低铬的钝化液，但是始终存在六价铬的污染问题，我国在20世纪70年代开始研究并使用无铬钝化，但除了无铬白色钝化及黑色钝化较成熟外，彩色钝化仍然色调浅，不够理想，还有待继续研究改善。从钝化液的组成看，钝化剂的主要氧化成分为钼酸盐、钛酸盐等，具体见表6-13。

(四)锌镀层钝化应用实例

    某光学仪器厂为了提高镀锌彩色钝化膜的耐蚀性和结合力，研发了一种镀锌低铬钝化工艺，生产成批的产品，按照国家标准GB6458—86中性盐雾试验测试钝化膜的腐蚀性能，钝化膜出现白锈的时间为213h,出现红锈的时间为246h,钝化膜结合力远远超过普通低铬钝化膜，满足了高品质产品的要求。

    1.镀锌层钝化工艺

    具体如下：

    镀锌件→水洗(两次)→钝化→水洗(两次)→浸封闭液→水洗→浸热水→烘干(50～60℃)

    (1)钝化液配方及工艺条件  具体如下：

        CrO₃        6g/L        溶液pH值        1～2

        HNO₃    1.5mL/L     溶液温度         室温

        NiSO₄     1g/L         浸渍时间      10～30s

        添加剂A  0.8g/L    (注：添加剂A是一种钠盐)

    (2)封闭液配方及工艺条件具体如下：

        苯甲酸    30～40g/L    乙醇          300～400mL/L

        亚硝酸钠 20～30g/L  添加剂B(胺类)    10～20g/L

        丙三醇    60～100g/L    水            余量

    2.钝化膜质量的测试结果见表6-14和表6-15。

    从上述测试结果看到，该厂所用的新型钝化法处理镀锌层，其性能无论是耐蚀性或膜的结合力都比普通的低铬钝化法更好。



本文转载自《电镀前处理与后处理》编著    李异
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