铜排及铜合金钝化

铜和铜合金的钝化工艺及其质量检验

铜及铜合金零件表面极易变色和腐蚀,特别是具有严格尺寸要求的零件和机构元件,问题更为严重。为了解决上述问题,各公司普遍采用铬酸盐化学钝化工艺。部标HB/Z5081-78和HB5064-77中详细规定钝化工艺的操作规范和质量检验，我公司产品中,各种铜制品零件占有较大比例,钝化工艺是表面处理的主要工艺手段

一、钝化工艺

钝化工艺属于化学转化膜处理,一般是指在没有外加电流作用下,依靠金属溶液界面上的化学或电化学反应形成化合物膜层。钝化时零件表面层原子在适当的介质中与介质内的阴离子发生下述反应：

式中：M一与介质反应的金属

A一介质中的阴离子

所以钝化工艺是一种人为的控制金属表面腐蚀过程,从而在表面生成一层结合牢固、不溶于水或所用介质、具有某些特性的化合物薄膜。为方便起见,常常根据形成转化膜所采用的介质对转化膜处理进行命名。就铜和铜合金钝化而言,可分为铬酸盐钝化和非铬酸盐钝化两大类。属于铬酸盐钝化的有本色钝化和彩色钝化，属于非铬酸盐钝化的有苯骄三氮哩钝化和硫酸气钦钝化等；最常用的是铬酸盐钝化。

铜和铜合金铬酸盐钝化工艺配方繁多,约有百余种,但是根据膜层颜色,基本上可分为本色钝化和彩色钝化，彩色钝化又可细分为彩虹色和其他颜色钝化,其膜层性质和用途各有不同,如表I所示。

表I:

二、工艺控制

铜及铜合金钝化工艺操作,无论是本色钝化或彩色钝化都比较简单,但是操作过程对膜层最终质量影响很大,不应忽视。钝化膜的外观质量首先取决于零件的原始表面状况,只有具有足够化学清洁度的表面才能获得品质良好的膜层,为此部标中作了详尽规定。

铬酸盐膜层是一种无定形的凝胶体,刚出槽时没有固化,容易擦伤,因此动作必须轻缓,避免零件相互摩擦或碰伤。此外,新膜层对温度很敏感,过度的加流介使膜层破坏,并将影响膜层的抗腐蚀性,所以不宜于进行热水清洗。部标中规定饨化后按需要在40-60 ℃中进行稳定处理10-20秒钟。根据实践经验,零件在钝化后用热水清洗有害无益,

因为一般现场的热水槽水质不好,温度控制也不严,客易使零件表面残留溶液痕迹,或使膜层容解退色。经热水处理过的零件,其耐蚀性普遍降低。同样,零件也不宜带水进入烘箱,因为新膜层表面与热而潮湿的空气反应甚快,使膜层退色。零件进烘箱前应当甩净或用压缩空气吹去大部分水。根据国内外工艺资料,一般认为铬酸盐膜层烘干温度不宜超过70°。高温使膜层过分脱水,耐蚀性低。

三、质量检验

用于检验饨化膜质量的项目有：外观、耐蚀性和耐磨性。

(1) 外观检查：钝化膜层的外观要求首先是颜色,根据HB/Z5081-78所得到的膜层分为金属木色和彩虹色两种。紫铜T2本色钝化后为金属本色。

(2) 耐蚀性试验:(或膜层存在性试验)多数应用硝酸溶液点滴法,也有用其他方法的,部标规定用HNO3(d=1042)的50%溶液进行点滴，一耐蚀时间超过5秒为合。铬酸本色钝化不作该项检查。

（3）耐磨性试验.

检验一般方法：是用滤纸轻轻摩擦零件表面,以钝化膜擦不掉为限。

附HB/Z5081-78和HB5064-77部标