镀锌层黑色钝化工艺的研究 Word 文档.doc

镀锌层黑色钝化工艺的研究表面处理之镀锌 2008-03-09 10:46:43 阅读16 评论0 字号：大中小订阅 镀锌层经钝化处理后，外观上和防腐蚀性均能得到改善和提高，所以镀锌层的钝化处理是当今镀锌工艺中不可缺少的一环，目前国内的镀锌层钝化处理，其本上是彩色钝化和白色钝化两大类。近年来，黑色钝化以其庄重高雅的装饰性，极佳的耐腐蚀性，良好的功能性而越来越得到产业界的青睐。镀锌层黑色钝化工艺在国外，特别是日本已经得到广泛的应用。在我国近年来一些厂家，科研单位在这方面也做了一定的开发工作，但在钝化膜的黑度、亮度及溶液的稳定性等方面还没有达到一定的水平。根据近几年的工厂实践并参考了目前国内外的一些文献报导，我们也研究试验了一种新型镀锌层的黑色钝化工艺，我们对钝化溶液的成分，浓度及稳定性进行了比较深入细致的研究和试验，并且取得了一定的成果。本工艺的最大优点是：所得到的钝化膜黑度高，膜层特别光亮，钝化后不经任何处理就可以给人一种表面好象浸过光亮清漆的感觉，并且钝化溶液不含醋酸盐，减少了环境污染，我们已经在家用电器等方面进行了批量生产，效果颇佳，该工艺高耐蚀性及高装饰性的良好效果，已引起人们的浓厚兴趣。试验方法首先配制标准黑钝化溶液，在两个一升烧杯中对碱性镀锌件和酸性镀锌件同时进行试验，然后进行中试。进一步对钝化溶液中各成份的作用及其浓度对钝化膜质量的影响进行试验。对钝化膜性能进行试验。钝化溶液的配方及操作条件CrO3 1530g/LAgNO3 0.41.2g/L黑色钝化剂M 2040g/L添加剂N 13g/LNaNO3 0.41.2g/LPH值 1.21.8温度 室温时间 4060s其中M在钝化过程中对钝化膜的发黑起促进作用。N在钝化过程中，对钝化膜骨架结构起填充作用，同时协助M起发黑作用，使钝化膜结合力更好，黑度更高。钝化液的配制首先称取计算量试剂，加入容器中，然后加去离子水至所需容积，搅拌使其完全溶解后，即可使用。工艺流程镀锌流动热水洗流动冷水洗流动冷水洗出光（3%硝酸）流动冷水洗钝化流动冷水洗流动冷水洗热风干燥试验与结果分别在5个1升烧杯中配制下列五种溶液（各成份含量按标准量加入）并分别进行试验，结果见表（1）序号烧杯中溶液成份（g/L）结果1CrO3无钝化膜2CrO3 ； AgNO3无钝化膜3CrO3；AgNO3；M稍有些黑，但钝化膜不连续4CrO3；AgNO3；M；N钝化膜连续、细腻5CrO3；AgNO3；M；NaNO3钝化膜黑亮，结合力好分别配5烧杯溶液（1升）每个烧杯中分别少加一种成份，用同一规格的零件镀锌后进行钝化，结果见表（2）表（2）序号烧杯中溶液的成份结果1AgNO3；M；N；NaNO3钝化膜呈浅黑色，不连续，用手一擦即掉2CrO3；M；N；NaNO3钝化膜呈黑黄色、黄的成份多3CrO3；AgNO3；N；NaNO3钝化后呈银白色4CrO3；AgNO3；M；NaNO3钝化膜发黄不亮5CrO3；AgNO3；M；N钝化膜黑，但有花、不亮由以上两表可以看出：CrO3是形成钝化膜的主要成份，没有CrO3就不能形成结合力良好的钝化膜。AgNO3可使钝化膜发黑，有发黑作用。M是主要的发黑剂，没有根本就不能形成黑色的钝化膜。N也有发黑作用和增光作用。NaNO3对钝化膜有增光作用。再在上述烧杯中逐渐加入余下的成份，观察各成份浓度对钝化膜质量的影响，结果见表（3）。表（3）序号12345烧杯中成份AgNO3；M；N；NaNO3CrO3；M；N；NaNO3CrO3；AgNO3； N；NaNO3CrO3；AgNO3； M；NaNO3CrO3；AgNO3； M；N结果加10g/l情况好多了，但边角发白、钝化50s有彩色再加10g/l钝化膜黑亮。达到35g/l边角发黄达到40g/l不能形成连续的钝化膜逐渐加入AgNO30.4g/l黑亮0.8g/l黑亮1.2g/l黑亮1.6g/l黑无光逐渐加入M10g/l黑亮可以15g/l黑亮20g/l黑亮30g/l黑亮70g/l黑亮100g/l灰黑逐渐加入N0.5g/l不均匀有黑有黄1g/l发黑2g/l黑亮3g/l黑亮5g/l发黄绿逐渐加入NaNO30.4g/l黑亮0.8g/l黑亮1.2g/l黑亮1.6g/l黑但掉膜明显选取用量1530g/l0.41.2g/l2040g/l13g/l0.41.2g/l操作条件的影响温度钝化溶液温度过高，则钝化膜发白，疏松；温度过低易出现彩色，一般宜将温度控制在室温。钝化方法钝化过程中要不停地抖动，否则同样时间易出现彩色。水质对溶液性能的影响黑钝化溶液最好采用蒸馏水配制，在试验过程中发现用蒸馏水配制的溶液，钝化膜黑度比自来水配制的高，而且后者钝化膜易出现彩虹色。黑色钝化膜必须采用快速热风干燥，干燥慢时，个别地方发白（掉膜），而且在膜完全干燥之前，最好不要相互磨擦，以免造成膜层划伤。PH值PH值太低，酸性强，溶解快，不易成膜，PH值太高，反应速度慢，不易成膜。且易出现彩虹色。 将槽液各成份控制在正常的浓度范围内，槽液的PH值范围也会正常。一般故障的产生，原因及解决的办法出现的故障原因解决办法钝化后边角有发白现象钝化液温度高N的含量太高钝化时间太长钝化液中Cr3+少降低钝化液温度调在正常范围内严格掌握钝化时间一般开始时易出现，钝化几个之后就好了。出现彩色钝化时间短CrO3浓度低钝化时零件抖动过慢PH值高延长钝化时间提高CrO3浓度提高抖动速度用24g/lCrO3调钝化后有花底层有花NaNO3少N少提高出光前工序质量提高NaNO3含量提高N含量钝化后不亮基体粗糙镀锌层不亮各成份浓度低钝化时间太长PH值高提高基体光洁度调整出光液至正常增加溶液浓度缩短钝化时间用23g/lCrO3调钝化液的调整一般来说大约每升钝化溶液能钝化100dm2的零件。当镀层良好，按工艺规定操作，钝化后效果不好时，可按原含量的50%补加各成份。钝化膜性能外观：钝化膜细腻、黑亮。结合力：采用白软纸擦拭法及胶带纸粘贴撕拉法检验均无掉膜现象。大气暴露试验：把试片挂在电镀车间附近一年多没发现钝化膜有任何改变。钝化膜盐雾试验分别对白钝化膜，彩虹色钝化膜和黑色钝化膜进行4周期中性盐雾试验，结果见表膜外观结果白4周期中性盐雾试验后每平方毫米出现5个白蚀点彩虹4周期中性盐雾试验后每平方毫米出现3个白蚀点黑4周期中性盐雾