锌铁合金蓝白钝化液的研究

１２ 试 剂和仪器 ．
试剂 ：氯化铬（ 上海展云化工有限公司） ，硝酸钠（ 国药集 团化学试剂有 限公 司） ，硫酸盐（ 国药集团化学试 剂有 限公司） ，金属离子（ 国药集团化学试剂有 限公司） ，封闭剂（ 国药集团化学试剂有限公司） ，柠檬酸盐（ 上 海展云化工有限公司） ，氯化钠（ 国药集团化学试剂有限公司） 。 仪器 ： Ｔ 一 ０ ／２ ． Ｓ Ｐ １Ａ１ＶＳ高频开关 电镀 电源（ 广州金顺怡电器制造有限公 司） Ａ Ｌ ９ 一 Ｓ防锈油脂盐雾 ， Ｈ 一０ Ｂ 试验箱（ 武汉松涛分析仪器有限公司） ，电化学工作站（ 上海辰华仪器公司） 。
实 验四
第６ 期
陈慧 ，等 ：锌铁合金 蓝白钝化液的研究
５ ７
由图 １ 和表 ３可知随着柠檬酸钠浓度 的增加钝化
膜的腐蚀电流密度先降低后升高 ；腐蚀 电位在实验二 处较正。虽然实验三的腐蚀 电流最低 ，但 由于其腐蚀
电位过负所 以耐蚀性不如实验二好 ， 这与 Ｎ Ｓ Ｓ 测试结
果一 致嘲 。
以钝 化层 的外 观 和耐蚀 性 为指 标 ，对钝化 液 中配 位剂 的用 量 和浓 度进行 了全 面 的研究 ，得 到 了美 观 、耐蚀 性好 的钝 化层 。
１ 实 验
１１ 实验材料 ．
实验采用 ３ｍ ４ｍ ３ ｍ 表面光滑平整 的铁板 ，这样 的铁板面积适当，适合钝化和颜色的观测也易于 ｃ ｘｅ ｘ ｍ 进行盐雾试验 。
５ ６
武
汉
纺
织
大
学
学
报
２ １ 年 ０１
标准 。 １５ 中性 盐 雾试验 测试 ．． ２
中性盐雾试验测试（Ｓ） ＮＳ 按照国标 Ｇ ／６４ 进行 ，采用武汉松涛分析仪器有限公司盐雾试验箱。实验溶 ＢＴ ５ ８
剂为 ５ ％的氯化钠 溶液 连续 喷雾 ，并按 Ｇ ５４ —６的规定 评定 。 Ｂ ９４ ８
ｚ Ｆ铁 补加 剂 （ ／ － ，Ｚ ｍｌ ）５ ９ Ｆ添加 剂（ ／ － ，Ｚ ｍｌ）５ ９ Ｆ光亮￣ （ｌ）— ，阴极 电流 密度 １４Ａｄ １ ］ １ １ ／１３ ｍ － （／ｍ） 。电镀 时间为
２ ０ｍｉ ｎ。
１４ 配 位 剂 用 量 实验 ．
经 过 大量 实 验确 定 钝化 液 组 分浓 度 为 ：氯 化 铬（０ ２ｇ） １— ２／ ，硝 酸钠 １
表 ２ 配位剂浓度对观和耐蚀性的影响
差 ，膜层无光泽 。选用柠檬酸钠为配位剂后 ，在其它基 础条件不变的情况下改变配位剂浓度得到的钝化层其检
测结 果 如表 ２ 示 。 所 从表 ２可 以看 出 ，随着 配位 剂浓 度 的增 加钝 化膜 由淡 蓝变 为蓝 色 ； 钝化 膜 的耐蚀 性 随着 配 位剂浓 度 的增加 先升 高后 降低 。 这可 能是 因为 当配位 剂浓 度较低 时 配位剂 的配
（ 武汉纺 织大 学 化学与化工学院 ，湖北 武汉 ４ ０ ７ ） ３０ ３
摘
要 ：研 究三价铬 蓝 白钝 化液 中配位 剂的作 用及 其用量对钝化效果的影响 ，得到最佳 的配位 剂的配比及用量 。
对在最佳 配比和用 量条 件下得到的钝 化层进行耐蚀性检测后 ，得 出满意 的结果并符合工业生产的要求。
ｓ ｔｓａ ｔｒ ｄｈ ｓｒ ａ ｈ ｕ ｔｉｌ ｅ ｕｉｅ ｅ ｔ ａ ｉｆ ｃｏ ｙ ａ ａ ｅ ｃ ｉ ｓｒａ ｑ ｒｍ ｎ ． ｎ ｎｄ ｒ
Ｋｅ ｒ ｓ ＺｉｃＡｌ ｙ Ｔ ｉ ａｅ ｔ ｒ ｍｉ ｍ ａ ｓｖ ｔ ｎ Ｃ ｍｐ ｅ ｉ ｇＡｇ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｎ ｌ ； ｒ ｌｎ ｏ ｕ Ｐ ｓ ｉａ ｉ ； ｏ ｌｘｎ ｅ ｔ ｏ ｖ Ｃｈ ｏ
Ａ ｓ ａ ｔＴ ｉｐ ｐ ｒ ｔｄ ｓ ｈ ｎ ｔ ｎｏ （ Ｉ ｉ ｗ ｉ －ｌ ａｓ ａｉ ｌｔ ｎ ｎ ｉ ｅ ｎ ｐ ｓ ｖ ｓ ｌｗ ｔ ｆ ｒｎ ｄ ｓｇ ， ｎ ｂ ｔ ｃ： ｈｓ ａ ｅ ｕ ｉ ｅ ｕ ｃｉ ｆ ｒ Ｉ ｎ ｈ ｅ ｕ ｐ ｓｉ ｔ ｎｓ ｕｉ ｄ ｆ ｒ ｔ ａｓ ｅ ｅ ｔ ｉ ｄ ｅ ｔ ｏａ ｅ ａ ｄ ｒ ｓ ｅｔ ｆ ｏ Ｃ Ｉ） ｔｂ ｅ ｖ ｏ ｏ ｏ ａ ｄ ｅ ｉ ｒｕ ｈ ｉ ｅ
１５ 电化 学性 能测 试 ．． ３
采用上海辰华仪器公司的 Ｃ Ｉ６Ｃ电化学工作站测量钝化膜在 ３ ％氯化钠溶液下的 Ｔｆ 极化曲线。 Ｈ６ ０ ． ５ ａｌ ｅ
２ 实 验 结 果及 讨 论
配位剂影响成膜 ，若配位性太强会导致成膜速度慢 ，
膜层 薄甚 至不 能成膜 ； 若配 位性太 弱会 造成 钝化 液稳 定性
ｈ ｓｏ ｔ ｉｅ ｅｂ ｓ ｃ ｏ ｄｎ ｔ ｎ ａ ｅ ｔ ａ ｉ ． ｅ ｅ ｔ ｏ ｒ ｓ ｎ ｐ ｅ ｅ ｔ ｅｏ ｐ ｓ ｉ ａｉｎ ｌｙ ｒ ｔ ｅ ｔ ａｉ ｄｕ ｅｌｖ ｌｔ ｅｏ ｃ ｍｅｉ ａ ｂａ ｎ ｄｔ ｅ ｔ ｏ ｒ ｉ ａｉ ｇ ｎ ｔ Ｗ ｓ ｃ ｒｏ ｉ ｒ ｖ ｎ ｉ ｆ ａ ｓ ｔ ｅ ｓ ｔ ａ ｓ ｅ ， ｕ ｏ ｈ ｏ ｒ ｏ ｔ ｏ ｖ ｖ ｏ ａ ａ ｂ ｒ ｏｎ ｅ ｈ ｔ ｓ
（ ｏｌｇ ｆ ｅ ｓ ｙａｄＣｈｍｉ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｗｕ ａ ｅ ｔｅ ｉｅｓ ｙＷｕ ａ ｕ ｅ４ ０ ７ ， ｈｎ ） Ｃ ｌ ｅｏ Ｃｈｍｉｔ ｅ ｃ ｇｎ ｅｉ ， ｈ ｎＴ ｘｉ ｖｒｉ ， ｈ ｎＨ ｂｉ ３ ０ ３ Ｃ ｉａ ｅ ｒ ｎ ａＥ ｎ ｌ Ｕｎ ｔ
电 流 密 度 的 影 响
步增加 ， 配位剂的配位性过强 ， 成膜速度变慢耐蚀性降 低 。
一
为 了进一 步 了解膜层 性 能对上 述 实验进 行 ｔｅ 极 化 ａｌ ｆ
分析，得到的结果如表 ３和图 １ 所示 ：
实 二 验
实 三 验 图 １ ｔｆｌ 化 曲线 分 析 ａｅ 极
［】 毕 四富，李 宁 ，王亚伟 ． ３ 锌铁合金镀层 三价 铬黑 色钝 化工 艺研 究［． Ｊ 电镀与环保 ，２ ０ ，２ （） １ ２ ． ］ ０ ８ ８ ：２ — ５ ３
【 王云燕 ， ４ 】 彭文杰 ，舒余德． ｎＦ合金镀层黑色钝化工艺研究钝化液组成成分 的优化 ［． ｚ— ｅ Ｊ 电镀与涂饰 ，２０ ， ２５：１６ ］ ０３ ２ （ ） ２ ［ 胡立新 ，兰林 ， 中兵 ． ５ 】 朱 镀锌层三 价铬 高耐蚀蓝 白 化工艺研 究［． 钝 Ｊ材料保护 ， ０５ ８ ） ２—８ 】 ２０ ，３（ ： ５ ２． ７
为 进一 步 了解 实验 二 与实 验三 的钝 化层 性 能 ，分
别进行阻抗谱测试结果如 图 ２ 所示 。 从图 ２可以看出 ，实验二的钝化层其阻抗高于实
验三 ，这说 明在实验二条件下生成 的钝化膜具有更优 越的耐蚀性能 ， 这与由 ｔ ｅ极化 曲线和 Ｎ Ｓ ａ１ ｌ Ｓ 测试得到 的结果一致 。所以当柠檬酸盐浓度在 ４ ６／之间时 ， －ｇ １
位性低 ， 导致成膜速度快从而形成的钝化膜较疏松 ， 并且 在镀层表面生成 的不溶性锌铬络合物也少所以膜层薄耐 蚀性低ｐ ；当配位剂浓度升高时，配位性适中钝化膜能正 常生成 、镀层表面形成的络合物也逐渐增加从而形成致
密 、均匀 、厚实 的钝化 膜耐蚀 性好 ；随着配位 剂浓 度 的进
表 ３ 配位剂浓度对钝化 膜腐蚀 电位和腐蚀
（． ８ ） ５ — ． ，金属离子（ — ｇ） ５ ２ ４ ８／，封闭剂（ １ ） １ ７ ，硫酸盐（ ６／。选柠 —１ ３ ｇ） — １
表 １ 配 位 剂 用 量 实 验
实验号 檬酸盐为配位剂并对它的用量进行正交实验 ，实验如表 １ 所示 ： 采 用 的钝 化工 艺参 数 为 ：钝 化时 间（ １— ０ Ｈ １ — ．，钝化 温度 实验一 ｓ ２ ２ ，ｐ ． ２０ ） ５
关键词 ：锌铁合金 ；三价铬钝 化；配位剂 中图分类号 ：Ｔ ５ Ｑ１３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ ５ ６ （０ １ ６—０ ５ —０ ０ ９— ｔ０２ １） ０ ０５ ３
在锌铁合金钝化液中，配位剂的作用是参与形成三价铬的混合配位化合物 ， 影响钝化液的化学动力学 稳定性并能控制成膜速度 。所以选择适 当的配位剂浓度对能否获得优质钝化层 的起着决定性作用。本文
１３ 工 艺 流 程 ．
除油一清洗＿ 浸蚀一清洗一抛光 清洗一 电镀锌铁合金 清洗一 出光一三价铬钝化一 清洗一吹干。 十 锌铁合金 电镀液采用碱性锌酸盐体系 ： 氧化锌（ １— ０氢氧化钠（ １０ １０ Ｚ 开缸剂（ ｉ ３— ０ ）０ ２ ， ） ２ —４ ，Ｆ ｍｌ ０ ５ ， １ ）
ＴｈｅＳｔ ｙ ｏ ｉ ａ ｅ ｒ ｍ ｅｌ ｔＢｌ ｅ Ｐａ ｓｖ ｔｏ ｏｒＺｎ ＦｅＡｌｏ ａ ｉ ｕｄ ｆＴｒｖ ｌ ｎｔＣｈ ｏ ｉ ｕ ｓ ｉ ａ ｉ ｎ ｆ — ｌ ｙ Ｃｏ ｔｎｇ ｇｈ
Ｃ Ｎ ｉＭＡ ａ－ ｎ Ｌ ｉ ｏｇ ＨＥ Ｈｕ， Ｘｉ ｊ ， Ｉ － ｎ ｏｕ Ｗｅ ｄ
第２ ４卷 第 ６ 期
２ １ 年 １ 月 ０ １ ２
武
汉
纺
织
大
学
学
报
Ｖ＿ ．４ ＮＯ ６ ０ ２ ． １ Ｄｅｃ ２０１１ ．
Ｊ Ｕ ＲＮ ＡＬ ＯＦ Ｏ Ｗ Ｕ Ｈ ＡＮ ＴＥＸ ＴＩ ＵＮ Ｉ ＥＲＳＩ ＬＥ Ｖ ＴＹ
锌铁 合金蓝 白钝化 液 的研 究
陈 慧 ，马晓君 ，李卫 东
配位剂用量（／ ｇ） １
２４ － ４６ － ６ ８ — ８ １ —０ １ 一ｌ ０ １
为 室温 。
实验二 实验三 实验 四
１ 性wenku.baidu.com检测 ． ５
１ ． 外观 ．１ ５
采用 目测法 ，以钝化后样 品呈蓝色 、光亮无明显发雾 、颜色均匀为 实验五
・ 通讯作者 ：李卫东 （ ９３ ，男 ，副教授 ，研究方 向：应用 电化学 １６ 一） 基金 项 目：纺织 工业 协会 指导 性项 目（０７ ２） ２ ０ １１．
钝化 效 果最 好 。
图 ２ 阻抗谱分析
３ 结 论
通过正交实验对锌铁合金蓝 白钝化液 中配位剂 的浓度及配 比进行研究 ，当配位剂浓度为 ４ ６／时能得 －ｇ １ 到美观 、耐蚀性好的钝化层。
参 考 文献 ：
［ 刘烈炜 ， １ 】 林恒 ， 洲． 赵 三价铬钝化 的研究进 展［． Ｊ材料保护 ， ０６ ３（ ： ６４ ． 】 ２０ ， ９ ） ４— ８ ９ ［］ 邹锦光 ，刘建平 ． ２ ２ 镀锌层 的三 价铬钝化 ［． Ｊ 电镀与涂饰 ，２ ０ ，２ （） ６ ４． 】 ０ ５ ４８：４ ＿ ８