电镀锌、镉钝化膜附着力测试方法辨析

电镀锌、镉钝化膜附着力测试方法辨析

钢铁零件当受到锌或镉镀层保护，尤其是镀层经过铬酸盐钝化成膜处理后，附着力强的钝化膜可使镀层的抗腐蚀性能提高5～8倍。如何合理检查钝化膜附着力的强弱，是文章重点阐述的内容。

标签：电镀；钝化；附着力

钢铁零件受构成元素电化学电位的影响，在大气环境中容易发生电化学腐蚀，当零件表面经过电镀锌或电镀镉后，抗腐蚀性能得到极大改善，如果再将锌、镉镀层经过铬酸盐溶液的钝化处理，则其防护性能与不进行钝化处理相比较可以提高5～8倍，可见，钝化膜对提高镀层的抗腐蚀性极其重要。在实际生产中，一般是将有锌、镉镀层的零件，采用铬酸盐钝化溶液浸泡方式形成钝化膜，若钝化溶液成份不当或人员操作不当，容易造成钝化膜疏松或老化等缺陷，使膜层附着力降低，严重时当用干净的手指触摸，膜层将粘附在手指上，钝化膜层包括镀层的防护性能都将显著下降。因此，要使钢铁零件电镀锌、镉后经过钝化处理，以获得高质量的钝化膜层以提高抗腐蚀性能，对镀层高质量钝化膜层形成过程的控制以及钝化膜层附着力大小的监控都极为重要。

1 钝化膜层附着力测试方法

HB5035-1992《电镀锌质量检验》和HB5036-1992《电镀镉质量检验》[1]中对钝化膜附着力的检查都没有做出明确要求，经过调研，了解到目前对钝化膜的检查方法通常有两种：“橡皮擦拭法”和“胶带粘贴法”。

（1）橡皮擦拭法：GB/T9791-2003《锌、镉、铝-锌合金和锌-铝合金的铬酸盐转化膜试验方法》之5.9条“用擦拭法测试附着力用白纸（如40号Whatman 滤纸）或无粒软橡皮擦，轻擦表面10次，以试验铬酸盐膜的附着力。摩擦后，如果在白纸上没有比肉眼可见更大的非常轻微的沾染物和不存在因转化膜脱落而露出基体金属表面的痕迹，则应判定转化膜具有满意的附着力”[2]。GB/T9791中规定使用的橡皮为“无粒软橡皮擦”，而中华人民共和国轻工行业标准QB/T2309-2010《橡皮擦》之3.1条“橡皮擦按其所采用材料可分为：塑料橡皮擦和橡胶橡皮擦”，该标准并没有提到“无粒软橡皮擦”。塑料橡皮擦是用PVC材料所制，并添加了ATBC作为增塑剂。塑料橡皮种类较多，通过添加不同有机成分可得到较强的去污能力；而橡胶橡皮是传统意义上的橡皮，其主要成分是由橡胶制成，质地较软。之前我公司用擦拭法对同一制件上电镀锌、镉的钝化膜使用不同的橡皮擦，得到的结果截然不同：使用橡胶橡皮使劲擦拭二十次，钝化膜层完好，当使用塑料橡皮轻擦七次则钝化膜脱落露出金属镀层。由此可见，GB/T9791中所提的“无粒软橡皮擦”指的是传统的橡胶橡皮擦，而不是合成塑料橡皮擦。

（2）胶带粘贴法没有在相关的标准中提及，有些厂家采用600号3M胶带进行测试，这种方法主要来自波音标准BSS7225，该标准是针对涂层的结合力进行“胶带结合力检查”方法，该试验方法共3型5类。3型分别为Ⅰ型干附着力、

Ⅱ型浸过水的上浆湿附着力、Ⅲ型浸水法附着力；5类是指刻线类别，1类为无划痕，2类为平行划线，3类为平行线加45°划线，4类为90°交叉划线，5类为45°交叉划线。借鉴涂层结合力胶带测试法，对电镀锌、镉镀层钝化膜附着力的检测采用的Ⅰ型1类的测试方法，即将600号3M胶带粘贴到钝化膜上，胶带与钝化膜间无气泡，然后沿与钝化膜面垂直的方向快速拉起3M胶带，钝化膜完整无损伤为合格。其中600号3M胶带的剥离强度约为0.44N/mm，能够很方便的检测出附着力较差的钝化膜层。

2 两种测试方法的比较

（1）橡皮檫拭法和贴胶带法测试钝化层的附着力，都是对钝化膜附着力定性的测试。但对实际生产操作中，橡皮擦拭法存在以下不足：

a.不能定量测试。标准中所提“轻擦表面10次”，其轻擦在实际操作中容易存在对擦拭力度的争议。镀锌层和镀镉层都属于较软的防护镀层，镀锌层硬度为50～60HB，而镀镉层更软，只有12～16HB。钝化膜为铬酸盐化学转化膜，厚度在0.5um以内，零件之间任意相互碰撞都会出现划伤现象，因此，用橡皮擦拭的结果与检测人员擦拭力量大小存在必然的关系，擦拭力量过大，提高对钝化膜的质量要求，力量过小，不易检出钝化质量不良的制件。另外，GB/T9791-2003中提到“不存在因转化膜脱落而露出基体金属表面的痕迹”，钝化膜层是彩虹色，擦拭后很容易出现膜层颜色变浅，尤其是采用橡皮擦拭，有时直视擦拭后的钝化膜变白，侧光看时仍能看到钝化膜的彩虹色。介于这种情况下，对钝化膜层的质量不易给出准确的判断。

b.橡胶橡皮购买困难。随着有机化工行业的快速发展，橡胶橡皮基本被具有不同专有特性的塑料橡皮所取代，目前市场很难购买到橡胶橡皮，不易保证测试的准确性。

（2）采用胶带测试法：3M胶带为透明胶带，无残胶，粘贴后拉起，通过对胶带粘贴面的观察，可直观判断钝化膜层附着力的优劣，基本消除了不同检测者的检测结果之间的差异。同时，3M胶带其粘接性能稳定，采购方便、目前在各个工厂广泛使用。

3 结束语

通过上述的比较分析，结合生产实际，对于电镀锌镀、镉后钝化膜层的附着力检测，采用3M胶带测试的方法，操作简单，检测结果直观并一致性强，更适合在实际生产中对钝化膜层的检测。

参考文献

[1]隋雍谟，陈珠琳.HB5035-1992.电镀锌质量检验HB5036-1992.电镀镉质量检验[S].

[2]李鑫庆，余静秦，等.GB/T9791-2003.锌、镉、铝-锌合金和锌-铝合金的铬酸盐转化膜试验方法[S].

作者简介：黄红武（1966-），男，汉族，本科，高级工程师，从事热表处理工艺研究工作。