镀锌层彩色钝化常见问题及对策

镀锌层彩色钝化常见问题及对策

来源：文章发表时间：2008-10-28

镀锌层在以铬酐、硫酸、硝酸等组成的溶液中进行化学处理，使其表面形成一层铬酸盐薄膜，这一过程简称钝化。钝化膜具有下列功能：

(1)提高了锌镀层的抗大气、二氧化碳、水蒸气腐蚀的作用；

(2)改善外观色彩，有一定的装饰效果。

目前钝化多采用低铬钝化工艺，按工艺配方浓度只占原配方浓度的l/30～1/50，大大减轻了环境污染和原材料的消耗，但对熟练掌握技巧、维护溶液正常进行也提出了新的要求，操作稍有不慎极易出现差错，应予以高度重视。

1、钝化膜易脱落

除了钝化溶液中硫酸浓度失调和镀件表面附有残留的添加剂未彻底剔除干净之外，操作不当也会造成钝化膜脱落，例如：

(1)钝化后在未经干燥之前触碰物体；

(2)钝化后未经吹、晾干之前直接进入烘箱烘烤；

(3)在高湿度条件下未能及时晾干；

(4)晾晒时镀件的下端及孔眼等处的积水未能及时除去

(5)二次钝化件，即钝化后自认膜层色泽欠佳再经补钝化的零件发生脱膜；

(6)经钝化并冲洗干净后，有时工件虽经晾干，但又受到挂具上

流下的水所润湿而发生部分膜层脱落；

(7)钝化溶液温度过高，钝化时间过长而引起的膜层过厚，影响到膜层的结合力。

对于氯化钾光亮镀锌件，若钝化之前未经预处理而脱膜，则必须先经预处理，这是因为氯化钾光亮镀锌件表面附有添加剂，若添加剂未能彻底清洗干净，钝化后必然会引起脱膜，为此，钝化前尚需在沸水中煮3～4min，经冷却后再钝化，这一脱膜问题就能得到解决。

为减少因脱膜而造成返修，在镀件钝化后尚未烘烤之前应做一次检查，当发现有脱膜的应当立即在稀盐酸中退除，用流动水冲洗后重新钝化，这样可以大大简化返修工序。

2、根据钝化溶液温度调节钝化时间

溶液温度偏低时成膜速度缓慢，所获的膜层薄，光泽性差，有雾状，需要延长钝化时间，尤其是延长空气中的停留时间才能有所改善，但仍难免“地图”形的花纹出现。

溶液温度偏高时所获钝化膜虽较光亮，色彩自然，但钝化膜结合力差，要防止因钝化时间过长而引起膜层脱落。

钝化溶液温度过高时工件离开液面极易快速干燥，从而影响膜层的结合强度，为此不宜在高温下操作。

3、不同形状工件的钝化实例

(1)长串件的钝化。长串件钝化时镀件的上、下端进出钝化溶液中的时间有先后，同时工件在溶液中摆动时，镀件的下端摆动幅度比上端大得多；另一方面钝化后在空气中停留时，溶液由上端往下流，

下端镀件表面要比上端镀件附有更多的溶液，下端与溶液有更多的化学反应时间。这些都使得下端钝化膜的颜色深于上端。为减轻色差，这类零件进、出钝化溶液时建议横向出、入(下端用一挂钩钩起来)，并防止使用的阳极过长。

(2)长条零件钝化。长条零件钝化时如钝化槽容纳不下，可采取临时措施，利用砖块或木条加工一个能容下镀件的框，框内衬以塑料布，注入钝化溶液后即可使用，采用此法既方便又可避免膜层不均匀或产生衔接印痕等质量问题。

(3)平面件钝化。一般平面件钝化时由于在钝化槽中摆动时边缘部位与钝化溶液接触会比中间部位剧烈，而引起此部位钝化膜的色泽过深或不均匀的现象，此问题可采取压缩空气搅拌来解决，效果很好。

为提高钝化膜的均匀性还需注意镀锌过程中的电流分布均匀性，必要时镀件的边缘予以屏蔽，以防该部位因电流过大而出现镀层粗糙，影响钝化膜的色泽。

(4)表面光洁件的钝化。表面光洁件钝化后，由于表面光滑，钝化溶液在其表面较难吸附，很快流失，故钝化时在溶液中和空气中的停留时间都要适当延长，否则该工件的钝化膜显得较淡。

(5)易兜水件钝化。要避免兜出溶液，以免引起钝化溶液过多损耗、污染环境，也可以保证该部位钝化膜的质量。

(6)小件钝化。可把整串所绑扎的工件放在塑料篮筐内钝化，以免钝化时因抖动而脱离群体，掉入槽内造成返修。

4、钝化溶液简便有效维护

溶液经一年左右使用后所获钝化膜的颜色会逐渐陈旧，呈暗绿色，这是溶液中积聚的金属杂质或三价铬浓度超过允许值而引起的；需采取必要的措施予以调整，具体方法如下。

取转为H+型的“732”强酸性阳树脂5kg左右，装在耐酸的布袋内，直接浸泡在钝化溶液中，隔一定时间提一下布袋，使布袋内、外的溶液时时得到交替更新。当发现袋内树脂的颜色变深时，说明树脂已吸附饱和，再无交换能力，需要再生，此时可将布袋由溶液中取出。经清洗后在硫酸溶液中再生，再生后可继续使用，一般在1～2天内即能使300l左右的钝化溶液中的有害杂质吸附干净，使溶液恢复透明的鲜红色，所获的钝化膜也即由原来的陈旧暗绿色变为鲜艳的彩虹色。使用过的树脂经硫酸再生后浸泡在清水中下次仍可继续使用。

采取上述方法处理低铬钝化溶液无需停产，无需专用设备，不损耗溶液，从而既能避免对环境的污染，又能节省添置设备所需的费用。

5、钝化溶液的调整和材料补充

低铬钝化过程中由于溶液对基体锌层无抛光作用，钝化前镀层的抛光依靠浸稀硝酸来完成。硝酸出光有利于除去锌层表面添加剂分解后黏附于工件表面的有机物质，镀件进入钝化槽后钝化液直接与光亮的锌层表面发生化学反应，产生钝化膜，钝化对溶液中各组分的消耗是甚微的。由于铬酐含量低，溶液在镀件表面黏性小，随镀件带出的量也很少。因而溶液中有机、无机杂质的带入也大大少于高铬钝化工艺，相对来说溶液比较稳定，无需像高铬钝化那样须经常调整。

经一定时间使用后如发现成膜速度逐渐减缓，所获得的钝化膜色

彩慢慢变得浅淡，说明溶液中的成分有较大消耗，需要补充材料，此时可按如下方法补充。

补充事先配制好的母液，每次加10ml/l左右。母液中铬酐和硝酸的浓度按工艺配方20倍，硫酸按工艺配方22倍配制，这是因为低铬钝化是液相成膜。经验证明，作为活化剂的硫酸其消耗量略大于其他成分，又硫酸具有维持溶液中pH值的功能，在保证必需的pH值条件下能促使钝化膜光亮细密，呈鲜艳的彩虹色调。但硫酸也不能过量，否则将会影响膜层的结合力。

每加入10ml/l母液相当于提高原工艺配方浓度的20％，在一般情况下，材料补充后溶液即能恢复初期配制时相同的使用效果，如溶液浓度有较大变化，适量增添甚至整槽重新配制时，均可采用此法。采用此法可避免临时计算、领料、配制、溶解等忙乱事情的发生。

6、由锌层出光溶液老化引起的质量故障

某厂镀锌钝化工作量较大，钝化前的硝酸出光溶液很少更换。错误地认为出光溶液效果差是硝酸浓度低引起的，只要加点硝酸就可以了，结果浸出来的工件表面出现灰雾色，误认为是镀锌溶液有问题。实际上这一现象是硝酸出光溶液中锌离子浓度过高引起的，更换新溶液之后钝化膜灰雾问题随即得到解决。

为摸清出光溶液中锌离子的允许浓度与浸亮件质量的关系，经小试得出锌离子约达4g/h浸出，工件经钝化即有灰雾状。

在洁净的出光溶液中浸亮还能验证镀锌溶液被污染原因：出光后工件表面出现褐色膜，这是镀锌溶液被重金属杂质污染的现象；出光