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金属的着色:锌的着色

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-24  浏览次数:1498

  锌的着色有铬酸盐法、硫化法和置换法三种。以铬酸盐法应用最广,置换法质量最差,硫化物法介于两者之间。

   1.铬酸盐着色法

   镀锌层铬酸盐着色就是习惯上所说的钝化。

   为了使着色膜光亮又均匀,钝化前要先出光,即在体积分数为1%~3%的硝酸水溶液中浸一下,经清洗,然后再着色。

(1) 彩虹色(一)

配方如下:

铬酐

5g/L

醋酸

2ml/L

硫酸镍

2g/L

温度

l5~30℃

硝酸

3ml/L

时间

6~15s

(2) 彩虹色(二)

配方如下:

铬酐

3g/L

氯化钠

lg/L

硫酸钠

0.3g/L

温度

l5~30℃

盐酸

3ml/L

时间

6~15s

配方(1)和配方(2)钝化后,经清洗再在40~60℃温水中浸一下,然后干燥。

   钝化时间与钝化膜色泽变化很有关系。如在25℃室温下,钝化7s,呈黄色为主的彩虹色;钝化8s,呈杨梅红色为主的彩虹色;钝化9s,呈翠绿色为主的彩虹色;超过l0S,容易脱膜。

   除钝化时间外,钝后浸热水温度及干燥温度与时间长短也会促使色泽变化。

   彩虹色膜进一步处理也能变为白色。如把刚钝化好的彩虹色膜浸入质量分数为20~30g/L的硫化钠或10-20g/L的氢氧化钠水溶液中,彩虹色膜被逐渐溶解成为带微蓝色调的光亮外表,若浸入含质量分数为30g/L的重铬酸钾及lg/L的碳酸钡水溶液中,则工件表面呈银白色。  

(3)彩虹色(三) 

本法是三价铬彩虹色钝化。配方如下:

硝酸铬

25g/L

添加剂

适量

硝酸钠

25g/L

温度

50℃次

亚磷酸钠

15g/L

时间

50~60s

硼酸

l0g/L

 

 

(4)金黄色(一)

配方如下:

重铬酸钠

l5g/L

硝酸铜

3g/L

三氯化铁

20g/L

pH

l.2~2

要严格控制pH,当pH低于l.2时,膜层带褐色;pH高于2时,色泽不匀。钝后干燥温度为40~50℃左右,干后会隐隐出现彩虹色,涂一层罩光清漆就能使彩虹色消失。

(5)金黄色(二)

配方如下:

铬酐

3g/L

硝酸

0.3ml/L

硫酸

0.7g/L

pH

l~2

使用中随着三价铬的积累,膜层会出现很淡的彩虹色,要用浸罩光涂料消除。

(6)军绿色(一)

配方如下:

铬酐

l3g/L

硫酸

4ml/L

磷酸

lOml/L

硝酸

3ml/L

配制时先溶解铬酸,然后加入其他成分。新配液应加少量锌粉,再放置4~8h待溶液冷却至室温即可使用。

   操作时应注意,锌层厚度应大于5µm。着色时夹具或盛器可用铝、塑料或镀过锌的铜丝,不能用裸露的铜丝。着色时不得遮挡或碰撞,要轻轻晃动或缓缓来回移动。刚生成的军绿色膜很嫩,不能用手摸,清洗时间也不能太长,防止膜层中六价铬溶解。

本法不适用于滚镀小零件,以及M6以下的螺纹紧固件。军绿色膜干燥后抗蚀性极佳,在中性盐雾试验中大于96h。

(7)军绿色(二)

配方如下:

铬酐

20g/L

磷酸二氢钾

3g/L

硫酸氢钠

20g/L

硝酸钠

1.5g/L

铬酸是着色的成膜物质,含量高,膜层呈深绿色且不均匀,易脱膜;偏低则成膜能力差。

   硫酸氢钠用来代替硫酸、磷酸二氢钾来代替磷酸,硝酸钠是氧化剂,它能增加军绿色钝化膜的抗蚀性能。

   着色时工件要晃动。30s左右首先出现彩虹色,至60s左右才生成完全军绿色膜,此膜层是彩虹色膜衍生的一层复合凝胶状的三价铬难溶化合物,所以膜层较厚、强度较高、耐磨性及抗蚀性都很好。

(8)黑色(一)

配方如下:

铬酐

5~8g/L

硝酸银

0.5~1.5g/L

硫酸镍铵

l0g/L

 

 

   本法用银盐,所以必须用蒸馏水配制。钝化前也要用蒸馏水清洗一下才能浸入。着色时晃动或空气搅拌,使黑色均匀。着色后可用自来水清洗。

   (9)黑色(二)配方如下:

铬酐

20g/L

醋酸钠

20g/L

硫酸铜

40g/L

醋酸

50ml/L

本法的着色后呈黑色是硫酸铜生成氧化亚铜呈黑色。若铜离子含量偏低,膜层呈黄绿色,反之铜离子含量偏高,造成氧化亚铜微粒多,膜虽黑,但疏松且结合力差。

   铬酸起氧化作用,把二价铜氧化成氧化亚铜。若含量偏低,膜层呈灰褐色;过多又会使膜层变军绿色。铬酸不但起氧化作用,还能提高膜的抗蚀性和结合力。

   醋酸钠是活化剂,用甲酸钠也可以,能加速膜的形成。若含量偏低,黑色膜夹杂军绿色。浓度偏高,黑度也提高,厚度也增加,但膜易发花,结合力也差。

   醋酸在钝化液中起提供和稳定氢离子的作用。若含量偏低,膜呈黄色;偏高则呈黄褐色。

   着色时pH值比较稳定。当pH低于2时,膜薄呈灰褐色;若pH高于3.5时,着色液不稳定,薄膜呈黄色。

   着色时工件要缓慢晃动。若剧烈搅拌会使膜层发花;静止不动又会使膜层疏松,黑色不匀。

   着色时间短,膜薄会呈彩虹色;时间长又会使膜层部分溶解,结合力下降。所以着色时间以120~180s为宜。在清洗前应在空气中停留15s左右。

   着色并清洗后,要在l9/L铬酐溶液中浸渍封闭,提高膜的抗蚀性及减少水渍。

着色膜在未干时很软,清洗后要用热风快速吹干。吹干时间过长或温度高于l00℃均会造成发黄发花。

   着色膜干燥后可浸防锈油或涂罩光涂料,提高了膜的黑度、抗蚀性及耐磨性。

   (10)无光泽草绿色配方如下:

铬酐

20~50g/L

温度

60℃

硫酸

l0ml/L

时间

l0min

硝酸

l0ml/L

 

 

若用重铬酸钾代替铬酐,生成的膜较厚。

(11)半光亮草绿色配方如下:

重铬酸钾

50g/L

温度

40℃

磷酸

l0ml/L

时间

2min

硝酸

5ml/L

 

 

   工件经着色后只需水洗即可,用作涂饰底层。一般作涂饰底层处理时都添加磷酸,因其对表面涂料吸附力好。

   (12)绿色配方如下:

   本法采用是电解着色,工件挂在阳极上。

重铬酸钾

60g/L

阳极电流密度

0.5A/dm2

温度

l5~25℃

时间

10min

(13)无光泽黄褐色配方如下:

铬酐

250g/L

温度

40℃

硫酸

l5ml/L

 

 

取出后,水洗、干燥。

2.硫化物及其他着色法

(1)黑色(一)配方如下:

硫酸镍铵

200g/L

氯化铵

5g/L

硫氰酸钠

l00g/L

 

 

   (2)黑色(二)配方如下:

氢氧化钠

209/L

阳极电流密度

6~12A/dm2

温度

40~45℃

时间

10min

工件挂在阳极上,着色膜是带蓝色调的黑色。

   (3)黑色(三)配方如下:

硫酸镍

40g/L

硫代硫酸钠

12g/L

硫酸铵

20g/L

温度

20~25℃

硫酸锌

20g/L

时间

20~25min

醋酸铅

5g/L

 

 

   (4)黑色(四)配方如下:

醋酸铅

15~17g/L

硫氰酸铵

15~20g/L

硫酸镍

70~80g/L

氯化铵

15~17g/L

(5)黑色(五)配方如下:

钼酸铵

300g/L

温度

30~40℃

氨水

600ml/L

时间

l0~20min

此溶液要不时地补充氨水,对操作人员刺激性大。

(6)黑色(六)配方如下:

硫酸镍

100g/L

硫酸铜

2g/L

硫氰酸钠

l00g/L

 

 

本法pH在5~5.5之间,少量铜离子可使色泽鲜明。

(7)黑色(七)配方如下:

硫氰酸铵

l5g/L

镍的复盐

70g/L

氯化锌

15g/L

温度

室温

醋酸铅

15g/L

 

 

(8)黑色(八)配方如下:

氯酸钾

60g/L

温度

室温

硝酸铜

40g/L

 

 

   3.置换着色法

锌的置换着色法成分与操作条件见表11。

表11锌的置换着色法成分与操作条件

色泽

组 成

操作条件

 

硫酸l68g/L

氯酸钾80g/L

先在稀盐酸中浸演,再浸入着色液,生成带红色的黑

色膜

 

 

 

黑色

硝酸铜6.25g/L

氯化铵6.25g/L

氯化钢6.25g/L

盐酸6.25g/L

先用刷子浸液刷涂,再在40℃以下干燥,然后用力擦

拭,在70"C加热l5min,冷却后,再用刷子擦至光洁,涂

覆透明涂料

亚硒酸6.5g/L

硫酸铜12.5g/L

硝酸2g/L

在加热的溶液中,着成灰黑色膜

 

硝酸锰5g/L

必须反复浸溃

续表

色泽

组 成

操作条件

 

 

自然色

硝酸铜38g/L

碳酸钠400g/L

砂糖56g/L

 

用毛刷浸液刷涂,生成盐基性碳酸铜青绿色沉淀

 

 

铬明矾30g/L

硫酸钠30g/L

盐酸 50mg/L

 

加热至80℃,恒温浸溃

 

 

 

红色

酒石酸铜l50g/L

氢氧化钠200g/L

在40℃进行,温度低,着色慢,操作容易。若温度过高,着色快,操作难,生成黄褐色、红、蓝、紫色的不均匀膜层

硫酸铜 60g/L

酒石酸80g/L

氨水60g/L

 

用毛刷涂覆,铜析出后,干燥,然后抛光得到铜的红色

 

深红色

硫酸铜50g/L

重酒石酸钾50g/L

碳酸钠 150g/L

 

 

 

蓝色

A液:亚硫酸钠459

水500ml

B液:醋酸铅少量水

 

 

使用时把A、B两液混合煮沸

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