镀锌层钝化处理有哪几种

镀锌层钝化处理有哪几种，目前国内外研究较多的有三价铬钝化、钼酸盐钝化、硅酸盐钝化和有机类钝化等体系。

三价铬钝化和低铬钝化

新型三价铬钝化液的使用周期长，溶液成分较稳定，可得到不同色泽的钝化膜。为了提高镀锌层彩色钝化膜耐蚀性和结合力，彭玉田[18]研制了镀锌层低铬钝化新工艺，钝化液组成为CrO36g/L、HN031.4ml/L、硫酸镍1g/L，采用盐雾试验测试钝化膜的耐蚀性，该低铬钝化新工艺钝化膜出现白锈时间为213h，出现红锈时间为246h，钝化膜结合力远远高于普通低铬钝化膜。

无机盐钝化

——钼酸盐钝化

钼酸盐已被广泛用作钢铁及有色金属的缓蚀剂[19]和钝化剂。英国Loughborough大学研究了钼酸盐钝化处理过程中的电化学特性，还研究了锌表面的化学浸泡处理，结果表明，尽管铝酸盐钝化的效果不如铬酸盐钝化，但可以明显提高锌、锡等金属的耐蚀性。Tang等[19，20]研究了钼酸盐-磷酸盐体系处理镀锌层表面的工艺，其钝化液中Mo2.9～9.8g/L，用磷酸调节PH，钝化膜的厚度为0.05～1.00μm(与铬酸盐钝化膜厚度为同一数量级)，结果表明，在碱性和中性环境中该膜的耐腐蚀性不如铬酸盐钝化膜，在酸性环境中该膜的耐腐蚀性优于铬酸盐钝化膜。肖鑫等人[21]采用氟化锆和钼酸盐组合，加人一种自制添加剂XZ-02A，研究成功了一种锌镀层无铬钝化工艺，所形成的钝化膜为彩虹色，色泽鲜艳，钝化膜接近铬酸盐钝化膜性能，对环境污染较小，因而具有应用价值。郑环宇等人研究了以钼酸盐为主要原料，通过加人协同缓蚀剂的方法进行钝化以提高膜层的耐蚀性，其钝化工艺是将镀锌试片浸人一定的PH、一定温度、一定量钼酸钠和氮杂环化合物的钝化液中，边钝化边抖动试片。结果表明，镀锌层经钼酸盐钝化及封闭处理后可以得到亮丽的彩虹色钝化膜，经改进后的钼酸盐钝化膜的 耐蚀性有显著提高[22]。

——硅酸盐钝化

 硅酸盐具有处理成本低、钝化液稳定性好、使用方便、无毒、无污染等优点。韩克平[20] 等在镀锌层上得到了硅酸盐化学转化膜,电化学测试结果表明其耐蚀性与铬酸盐相当。李广超采用盐雾试验测试锌镀层钝化膜的耐蚀性,研究了镀锌层硅酸盐钝化的工艺条件。实验结果表明,在PH3.0、温度30℃、钝化时间90s的条件下,硅酸盐钝化液组成为Na2Si0340g/L、98%H2SO44mL/L、30%H2O240mL/L、NH2CSHN27g/L、67%HNO32mL/L、85%H3P042mL/L时,镀锌层钝化膜具有较强的耐蚀性[23]。为了增强膜层耐蚀性,钝化液中常加人一些有机促进剂,如水溶性阴离子型丙烯酸胺、硫脉等化合物,也可以对这种硅酸盐转化膜进行染色处理。

有机类钝化

某些有机物可用于金属表面的钝化处理,能够有效地提高金属表面的耐蚀性能。如单宁酸、植酸、二氨基三氮杂茂等。

其中Lugalvan DC 以及keim-additec的E-XP-17071029等都是有机类钝化材料。

——单宁酸钝化

单宁酸水解后溶液呈现酸性,能少量溶解锌层,可用于镀锌层的钝化处理。在成膜过程中,单宁酸提供膜中所需要的经基和竣基,一般来说,浓度高对成膜有利, 随膜层变厚,颜色变深,对耐蚀性能影响不大。处理过程中常需加人一些添加剂如金属盐类、有机或无机缓蚀剂等[21]。梁启民[21]等对锌镀层采用单宁酸处理取得了较好的成膜效果,钝化膜耐盐水浸泡,但耐盐雾及潮湿腐蚀性差。另外,单宁酸价格较高,与大规模生产应用还有一定距离。

——植酸钝化

植酸是一种金属螯合剂,可在金属表面形成一层致密的单分子有机保护膜,能有效地阻止O2等进入金属界面,从而抑制金属的腐蚀,是一种理想的钝化液。利用这种特殊的性质,可用于金属防腐、常温磷化、无铬钝化等工艺中[25]。

——三氮杂茂钝化

K.wippermann等研究了锌表面各种三氮杂茂的衍生物钝化处理,其中以二氨基三氮杂茂效果较好,所需的浓度也低,具有较好的抗腐蚀效率。镀锌层上生成一层最大厚度为3nm的保护性三氮杂茂锌膜,加强了有机物三氮杂茂的缓蚀性能,三氮杂茂分子的溶解性、吸附性、排水性和Zn-三氮杂茂复合物膜层的稳定性是影响三氮杂茂衍生物抑制腐蚀效率的最重要因素。

发展趋势

无机盐钝化中钥酸盐已被广泛用作钢铁及有色金属的缓蚀剂和钝化剂,尽管钼酸盐钝化的效果不如铬酸盐钝化,但可以明显提高锌、锡等金属的耐蚀性。钼酸盐钝化以及添加缓蚀剂的有机物钝化将成为无铬钝化的主要发展方向。