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如果遇到镀锌层黑色钝化的这些故障,我们教你怎么处理

放大字体  缩小字体发布日期:2019-06-22  浏览次数:463
核心提示:1前言锌的电极电位为0.76V,对钢铁而言镀锌层为阳极性镀层,它易溶于酸和碱两类物质。未经钝化处理的锌层,在空气潮湿的环境里,

1前言

锌的电极电位为0.76V,对钢铁而言镀锌层为阳极性镀层,它易溶于酸和碱两类物质。未经钝化处理的锌层,在空气潮湿的环境里,易腐蚀成白色疏松的白霜。

当镀锌层经钝化处理后,其耐蚀性能会提高6~8倍。镀锌层黑色钝化在电子工业、测量仪表、光学仪器及汽车部件等领域已广泛使用。

黑色钝化是低铬钝化中的一种,钝化膜的组成大致为三价铬化合物[CrO3·Cr(OH)·CrO4·Cr2CrO4·ZnCrO4·Zn2(OH)2·CrO4·Zn(CrO2)x·xH2O]。

钝化液中六价格将AgNO3氧化成AgO的同时,通过其吸附力及化学键的作用,将黑色AgO夹杂到三价铬化合物中去,形成组织结构细密的黑色钝化膜。这层钝化膜不溶于水,有较高的化学稳定性及高强度,以此保护和美化镀锌层。但在钝化过程中会出现各种不同的故障,须及时排除,以确保生产正常进行。

目前,市场上采用的黑色钝化,基本上有醋酸型和磷酸型两大类,由于醋酸型钝化膜优于磷酸型钝化膜,故在此仅介绍醋酸型黑色钝化膜系列情况。

2镀锌层银盐黑色钝化

1。工艺流程

镀锌─清洗─出光─清洗─黑色钝化─清洗─快速干燥─包装。

2。工艺说明

(1)出光用的硝酸为w=3%的分析纯HNO3,用去离子水配制,在室温下浸3~5s。

(2)每道清洗要彻底,尤其出光后的清洗,以免HNO3带入钝化液中,造成钝化液报废。

(3)钝化前后的清洗,都要增加一道去离子水清洗,确保钝化件质量。

(4)快速干燥可在60°C的热水中浸一下,立即用电风吹掉零件边缘的水迹,最后将钝化件挂在烘箱中烘干,烘箱门不必关闭,其温度控制在60°C之内,干燥时间为3~5min。

3。配方及工艺规范

 



 

4.钝化液中各组分的作用

① 铬酐(CrO3)

铬酐是强氧化剂,将钝化液中AgNO3氧化成AgO进入钝化膜中,使钝化膜呈黑色,自身被还原成三价铬,并由其组成三价铬化合物,从而提高钝化膜的抗蚀性及硬度。

② 硫酸(H2SO4)

硫酸在钝化过程中为催化剂,使黑色钝化膜加快形成,同时又是钝化液pH调节剂,将pH调定在1~2范围内。硫酸不可过量,否则,已形成的钝化膜会被硫酸溶解变薄。

③ 醋酸(CH3COOH)

醋酸是钝化液中的缓冲剂,起到稳定pH的作用,又可抑制铬酸银的生成速度,延长钝化液使用寿命,增加钝化膜的结合力。醋酸不但能提供和稳定氢离子,还会影响到钝化膜的黑度及光泽度。

④硝酸银(AgNO3)

硝酸银在钝化液中为发黑剂,在钝化过程中被强氧化剂(铬酸)氧化成AgO夹杂到三价铬化合物内层,使钝化膜呈现黑色。

3钝化时的常见故障及排除方法

1。钝化液使用不久变成铬黄色

产生原因:钝化液中银离子含量过低,而铬酸盐(如Ag2CrO4)过多,致使钝化液呈铬黄色。

排除方法:补充AgNO3,调至钝化液色泽转变成较深时为止。

2.钝化膜结合力差,呈疏松粉末状,钝化液呈黑褐色

产生原因:钝化时发现钝化膜不够黑,片面地补充AgNO3,造成钝化液中AgO含量过多。由于AgO是由AgNO3经铬酸氧化所获,过量的AgNO3会消耗大量的铬酸,致使钝化液中铬酸含量下降,生成三价铬化合物的功能降低,黑色AgO进入钝化膜中的几率相应减弱。未进入钝化膜而吸附在其表面上的AgO,外观呈黑色,但却疏松,结合力差。钝化液中过多的黑色AgO与少量的铬酸共存,致使钝化液呈现黑褐色。

排除方法:用去离子水稀释钝化液,同时补充铬酐。按补充水量添加CH3COOH,最后滴加H2SO4至pH在1~2的范围内。

3。大钝化件中心呈微黄色或彩虹色,四周呈黑色

产生原因:H2SO4是钝化膜生成的催化剂,大件在钝化过程中,硫酸分子来不及扩散到大件中心区域,致使大件中心硫酸含量低,pH上升,钝化膜出现微黄或彩虹色。

大件周围的钝化液,其H2SO4含量仍在工艺范围内,故大件周围的钝化膜应为光泽性很好的黑色膜。

排除方法:加强钝化液的流动性或将大件在移动的条件下钝化。适当地调节pH在1~1。5内。

4.钝化膜光泽性差

产生原因:钝化液内缺少醋酸时,液内的氢离子浓度失去控制,造成银离子与铬酸作用,生成不溶于水的深红色铬酸银晶体混合在钝化膜内,致使钝化膜无光泽性。

排除方法:补充CH3COOH,滴加H2SO4,满足工艺要求。

5.钝化膜呈光泽性的黑色,但膜层上有水迹印状

产生原因:CH3COOH是钝化液中的缓冲剂,稳定钝化液中的氢离子浓度,影响钝化膜的黑度和光泽度。

但是,当钝化液中的CH3COOH含量过低时,钝化液中的pH失控,造成膜层不均,光泽性差,肉眼看上去呈水迹印状,实际是CH3COOH不足造成的。

排除方法:补充CH3COOH至钝化膜黑而光泽时为止。

6.钝化膜黑而发雾

产生原因:钝化液中H2SO4太少时,pH就会上升,促使钝化膜快速形成的功能下降。若钝化液中AgNO3含量不足,黑色AgO无来源。在这两种原料不足的情况下,形成的钝化膜看上去呈黑色,但其表面上有一层似白非白的薄膜感,实际上是钝化膜黑而浅的后果。

排除方法:适当地补充AgNO3,并用H2SO4调节pH至1~1.5之间。

7。钝化膜呈灰褐色

产生原因:AgNO3是钝化液中的发黑剂,而CrO3是氧化AgNO3成AgO的氧化剂,AgO夹杂在三价铬化合物中致使钝化膜呈黑色。

由于钝化膜中CrO3含量过低,无法氧化AgO,黑色的AgO少了,造成钝化膜呈褐色。

排除方法:适量补充CrO3。

8。钝化膜很薄,呈灰褐色

产生原因:钝化膜是在H2SO4调节pH,CH3COOH稳定pH的条件下,由三价铬化合物及AgO组成的不溶于水、稳定性好的产物。这种未固化的钝化膜在H2SO4过量的钝化液中,也会发生溶解,太薄的钝化膜就呈灰褐色。

排除方法:稀释钝化液至pH达1~2时,再按照稀释时用去的水量来补充CrO3、AgNO3及CH3COOH。

9.钝化液不稳定,钝化膜呈微黄色

产生原因:钝化液中缺少H2SO4时,其pH就会上升,当pH升到一定值时,微量的H2SO4就失去催化剂的作用,无法催化钝化膜的生成。

锌层上无完整的钝化膜,又受到钝化液中CrO3的作用,致使膜层出现微黄色。

排除方法:用H2SO4调节钝化液至工艺规范,然后补充CH3COOH来稳定钝化液的pH。

4钝化时应注意的事项

(1)镀锌层要均匀。若镀液走位不好,低位区镀层薄,钝化后就出现低位区钝化膜不黑而泛黄。

(2)零件在钝化时,应用手工缓慢移动,增强钝化膜的结合力及其细腻度。

(3)清洗钝化件时,不允许用急水冲洗,否则,钝化膜会因受到冲击而发花。

(4)黑色钝化件经清洗后应立即干燥,而且干燥速度越快越好。干燥时间长或者干燥温度超过60°C,会造成钝化膜发黄发花。清洗及干燥速度太慢,会使钝化膜出现彩虹色。

(5)钝化液中严防Cl–、NO3−混入。Cl–混入后会使银离子沉淀,致使钝化液失效。NO3−混入,会使钝化膜产生不连续性的赤红色。

(6)钝化液中不允许有铁、铜杂质存在,否则,易使钝化膜出现茶色。

(7)钝化后的清洗,其水质不宜用pH大于7的微碱性水,否则,易使黑色钝化膜产生白斑,且失去光泽性。

(8)湿润状态的钝化膜很软,零件在清洗等情况下严防相互碰撞,以免伤害钝化膜,造成返工。

(9)经氯化锌镀液得到的镀锌层,不宜采用银盐黑色钝化。

5结语

镀锌层银盐黑色钝化液中各组分含量,目前仍无完整的分析手段,造成操作者无法定量定时地补充某些成分,只能参照各自经验及各组成在钝化液中所起的作用来推断。

镀锌层银盐黑色钝化,其镀层不但乌黑实用,而且质地坚硬,抗腐蚀性好,在某些特定条件下,其适用性超过镀镍层。

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