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金属表面处理剂:镀锌层及锌合金镀层的钝化和着色-镀锌层和锌合金的钝化处理配方

放大字体  缩小字体发布日期:2012-05-02  浏览次数:1583

镀锌层和锌合金的钝化处理

 

配方l镀锌染色过程中的钝化液

铬酐

200一250g/L

硫酸

l0—15mg

硝酸

l5—30mg

加至1L 

本液使用温度低于30℃,处理时间为15—30s。

   镀锌染色的关键在于“化学处理”工序,若经化学处理使表面形成一个带离子的、有强烈吸附活性的表面,则在染色液中就能吸附染料而染上颜色。“钝化”是一个化学处理的方法。一般采用白钝化作化学处理,能得到均一光亮的彩色表面。

   工艺流程:镀锌→清洗→钝化→清洗→漂白→清洗→染色→清洗→烘干→涂罩光漆→烘干。

 

配方2光亮镀锌层染前钝化处理

铬酐

5.Og/L

硝酸

3.Omg

硫酸

0.3—0.5g/L

氯化钠

3.Og/L

加至1.OL

光亮镀锌层在1%一2%硝酸溶液中出光后,在本配方(pH值为l一1.5)的溶液中钝化l0~15s。清洗后在含20g/L的硫化钠(最好稍加热)中漂洗l0~15s,彻底清洗后即可染色。

 

配方3镀锌层钝化液

铬酐

l80—250g/L

硫酸

5—10g/L

硝酸

30—35g/L

加至lL

本液使用温度为室温,处理时间为2—5s。

   铬酐浓度高时钝化膜厚,色彩深,光亮,但浓度过高会降低镀锌层的厚度。硫酸浓度高增加膜的厚度,但浓度过高,膜层疏松发雾;过低,钝化膜的色彩不好。硝酸起抛光作用,浓度过低时,光亮度差;过高,导致膜层结合力差。

 

配方4无铬镀锌钝化液   

钝化液

硅酸钠(40%)

40g/L

硫酸(98%)

3g/L

过氧化氢(38%)

40g/L

硝酸(10%)

5g/L

工艺条件:pH值为2—3。 

缓蚀添加剂

1一羟基亚乙基二膦酸(50%)

5g/L

次氮基三甲膦酸(50%)

5g/L

乙二胺四亚甲基膦酸盐(50%)

5g/L

植酸

5g/L

钝化液的配制过程如下,先将40%的硅酸钠缓慢加入水中,边加边拌,再慢慢加入稀释的硫酸溶液,然后依次加入过氧化氢、硝酸、缓蚀添剂,制得无铬镀锌钝化液。

   对镀锌层进行钝化处理时,植酸可与锌离子螯合,形成单分子致密防膜,加强了钝化膜的抗蚀性。处理流程如下:镀锌片→冷水洗→钝化液→浸渍l0—20s→冷水洗+烘干。

 

配方5酸性氯化钾镀锌新钝化液 

酸性氯化钾镀锌液

氯化钾 

180~220g/L

氯化锌

60—80g/L

硼酸

20—30g/L

添加剂

l4—18mL

加至1L

工艺条件:pH值为4.5—6.0。

原钝化液

铬酐

3.0—5.0g/L 

硫酸

0.4mL

硝酸

4.0mL

高锰酸钾

0.2g/L

添加剂

适量

加至1.0L

工艺条件:温度室温,pH值为l.1—1.4,时间8—12s。

新钝化液(济南齿轮厂)

铬酐

4.0g/L

硫酸

0.4mL

硝酸

适量

高锰酸钾

0.2g/L

添加剂

适量

加至1.0L

   通过加强镀锌钝化前的出光工序及采用低铬和大幅降低硝酸的新钝化液配方,可显著提高镀锌件钝化膜的结合力,从而提高镀锌件的整体质量。由河南齿轮厂研制。

 

配方6含植酸的镀锌层无铬钝化液

硅酸盐

40g/L

硫酸

3g/L

过氧化氢

40g/L

硝酸

5g/L

植酸

5g/L

加至1L

本液pH值为2—3,钝化时间为l0—20s。

   钝化工艺流程:镀锌片→冷水洗→钝化液浸渍→冷水冲洗→烘干。

   过去镀锌层钝化一般采用铬酸法,价格昂贵,环境污染严重。植酸用于镀锌的无铬钝化液中,防腐蚀性能优于各种烃基膦酸。钝化后钝化膜白亮、均匀、细腻,经在3%氯化钠和0.005mol/L硫酸溶液中浸渍,在潮湿环境中观察,试片l%面积出现蚀点或锈斑的时间超过70h。由河北玉田康庄新资源技术研究所开发。

 

配方7能形成装饰性钝化膜的镀锌层钝化液

铬酐

200g/L 

硫酸

l0g/L

硝酸

l0g/L

加至1L

本液使用温度为室温,钝化时间为2—5s。

为了提高镀锌零件的耐蚀性和装饰性,常在镀锌层外覆盖上一层致密、稳定性高的薄膜,因而进行钝化。本钝化液具有钝化膜厚、色彩鲜艳、抗腐蚀性强、钝化液对杂质的容忍性大、管理方便等优点。但钝化液损耗大。

 

配方8能形成黑色钝化膜的镀锌层铜盐钝化液

硫酸铜

30—50g/L

铬酐

l5—30g/L

甲酸钠(活性剂,加速膜的形成和增厚)

20—30g/L

醋酸[(36%)稳定pH值,缓冲剂]

70—125mL

表面活性剂(增加膜层黑度和光泽)

少量

加至1L

本液pH值为2—3,钝化时间为2—3rain。

钝化工艺流程为:钢铁制品→前处理→电镀锌→流动水清洗2次→锌层常规出光→流动水清洗2次→黑色钝化处理→流动水清洗→压缩空气吹干→膜层老化处理→成品。

   本工艺较银盐法成本低,操作维护也较简单,尤其是用水条件宽。所获钝化膜优于钼酸盐法,与银盐法基本相似。氰化物、碱性和酸性镀锌层均可采用本法钝化。只要镀锌层自身质量良好,都能获得均匀发亮、耐蚀、耐磨、结合力好的乌黑膜层。但铜盐法钝化液含铬,需妥善处理含铬废水。

 

配方9镀锌层的黑色钝化液

铬酐

20g/L

硫酸铜 

40g/L

硫酸钠

20g/L

乙酸

50g/L

加至1L

本液pH值为2—3,使用温度为20~30℃,钝化时间为0.5—1.0min。

   硫酸铜是发黑剂,含量高时反应快,黑度好但结合力差;含量低时,黑镀不够,膜的光泽性差。本配方能提高镀锌零件的耐蚀性和装饰性。

 

配方l0镀锌层军绿色钝化液

铬酐

459/L

硫酸

l09/L

硝酸

l09/L

磷酸

239/L

盐酸

适量

加至1L

本液pH值为0.5~2.0。

   本军绿色钝化膜的防腐、耐磨、装饰性能均较优良。适量的盐酸可使钝化膜光亮,过量则会使钝化膜和锌层变薄。

 

配方ll刷镀锌层的军绿色钝化液

硫酸

5—8g/L

铬酐

30—50g/L

硝酸

5—8g/L

磷酸

l0—15g/L

盐酸

5—8g/L

加至lL

 本液使用温度为室温,钝化时间为50—100s。

 刷镀锌后用本液擦拭,可生成铬酸盐钝化膜,提高镀层的抗蚀能力和使用寿命,且外表为美观的军绿色。

 

配方l2高耐蚀镀锌军绿色钝化液

铬酐

30一35g/L

磷酸

l0—15mL

硫酸

5—8mL

硝酸

5—8mL

盐酸

5—8mL

加至1L

本液钝化温度为20—30℃,钝化时间为40一90s,空中停留时间为20s。

   氰化镀锌军绿色钝化膜有着良好外观,钝化膜均匀厚实,富有搪瓷光泽,且耐蚀和耐磨性远高于氯化钾镀锌军绿色钝化膜。

   工艺流程:氰化光亮镀锌→水洗→1%一3%硝酸出光→蒸馏水洗→钝化→水洗→吹干→老化(50℃,保温40—60min)→包装。

本工艺应用于仪器、仪表、无线电元器件等领域。

 

配方l3镀锌层的蓝白色、彩色低铬钝化液

 

蓝白

彩色

铬酐

5g/L

5.Og/L 

三氧化二铬

5~12g/L

氟化钠

2g/L

硝酸

20mL

4.0~8.OmL

硫酸

lOmL

0.5—1.OmL

乙二胺四乙酸二钠

3g/L

冰醋酸

3.0—8.OmL

高锰酸钾

0.3—0.69/L

锌粉

0.2—0.5g/L

加至1L

加至l.OL

温度

l5—35℃

室温

时间

l0—20s

5—30s

氯化物光亮镀锌层的蓝白钝化工艺:镀锌→冷水洗→冷水洗→出光→水洗→钝化→水洗→水洗→封闭(含铬酐0.05~0.10g/L,温度80~100℃)→清洗→热风吹干.

氯化物光亮镀锌层的彩色钝化工艺:镀锌→水洗→热稀碱清洗→水洗→出光→水洗→钝化→水洗→封闭(铬酐0.2—0.5g/L,温度50~60℃)→水洗→吹干v固化(温度60~65℃,时间5一lOmin)。

镀锌层经低铬钝化可使镀层稳定,提高镀层的抗蚀性和抗变色性能。

 

配方l4镀锌层可直接获得纯蓝膜的钝化液(一)

铬酐

5g/L

硫酸钠(无水)

8g/L

阴离子表面活性剂

少许

加至1L

 

配方15镀锌层可直接获得纯蓝膜的钝化液(二)

铬酐

5—10g/L

浓硫酸

10—15mg

阴离子表面活性剂

少许

加至1L

配方l4是在室温下钝化20—30s,配方15则在室温下钝化10—20s。两配方最后均用90℃以上的热水烫洗,都是光亮镀锌层在1%一2%的硝酸溶液中出光后,再在各自的钝化液中进行钝化。

   镀锌层钝化膜染色性最好的染料是媒染染料,其次是直接染料、活性染料和酸性染料等。媒染染料中以含磺基、羧基易溶于水的酸性媒染染料(如茜素红S、茜素黄R)最适合锌的染色;直接染料中为直接耐晒蓝CL;活性染料中为活性艳橙、活性艳蓝、活性紫;酸性染料中为酸性大黄、酸性大红等。染料用量为1~5g/L,依色调深浅而定,用纯水配制。先用温水调解,稀释至所需的体积后一般不必用醋酸调pH值,但酸性染料则要用醋酸调pH值至4—5。染色液温度以50—60℃为最好,时间l~5min。染色后要充分清洗干净,且不能碰撞或擦拭,也不宜用高温烘干。在50~60℃下干燥后,用透明清漆如硝基清漆、丙烯酸清漆、水溶性聚硅酸锂进行涂覆,干燥后即成。

 

配方l6锌铁合金镀层油黑色钝化液

三氧化铬

26.0~32.0g/L

五水硫酸铜(致黑剂)

25.0~30.0g/L

冰醋酸(稳定pH值)

80.0—95.0mL

甲酸(钝化反应促进剂)

10.0—15.0mL

硝酸亚铈(抗蚀剂)

0.1—0.5g/L

添加剂M(发黑促进剂)

0.1—0.2g/L

加至1.0L

   使用温度≤30℃,本液pH值为l.0—4.0,钝化时间为2—8min。

   本钝化液适合含铁0.2%一0.7%的锌铁合金镀层后处理,处理后可形成光亮、均匀、致密的油黑色钝化膜,其耐蚀性能优良,出白锈时间为270h,出红锈时间超过900h。

 

配方17镀锌黑色钝化液

硝酸银

0.8一1.2g/L

硫酸

l.5—2.Og/L

铬酐

l2.0—16.Og/L

冰醋酸

40.0—60.0g/L

锌粉

l.0—1.2g/L

加至1.0L

本液pH值为l.2—1.6,使用温度为l0~30℃,钝化时间为0.5—1.Omin。

采用银盐镀锌黑色钝化工艺是一种比较稳定也比较经济的工艺。

 

配方l8镀锌层的仿金工艺

出光液

硝酸

3.0%。5.O%

氯化钠

5.0%.l0.0%

加至于100%

钝化液(形成金黄色钝化膜)

铬酐

3.O%

硫酸

0.3mL

硝酸

0.7mL

加至1.OL

本液使用温度为室温,钝化时间为10~30s,出槽后在空气中停留时间为8一lOs。   

防锈液

聚乙烯醇

l5—25g/L

苯甲酸钠

30—50g/L

亚硝酸钠

20—30g/L

三乙醇胺

50—100g/L

乙醇(1:2)

800mL/L

配制时先在搪瓷桶内加入乙醇,并加热升温至90—95℃,搅拌下加入聚乙烯醇,充分溶解成胶状液体;冷却至40—50℃,依次加入苯甲酸钠、亚硝酸钠及三乙醇胺,搅拌均匀即成透明防锈液。

罩光涂料(或用丙烯酸清漆)

604环氧树脂

50%

丙酮

20%

丁醇

l0%

二甲苯

10%

环己酮

10%

   镀锌层仿金工艺是在镀锌层上经钝化液钝化形成金黄色钝化膜,水洗后即浸脱水防锈剂,以固定膜层得到均匀金黄色,再涂覆有机清漆进行保护的装饰性工艺。

   整个工艺流程为:钾盐镀锌→流动水清洗→碱液漂洗除杂→流动水清洗2次→镀层出光→流动水清洗2次→金黄色钝化→流动水清洗→浸防锈剂(脱去钝化膜层面水分,生成封闭层)→流动水清洗→膜层老化(40—50℃,老化15min)→涂透明清漆保护。

 

配方l9锌镍合金镀层钝化液

铬酐

l0—15g/L

氯化钠

4~50g/L

氯化镍

1~5g/L

锌粉

2-5g/L

工艺条件:温度为55—85℃,pH值为2~3。

锌镍合金镀层作为一种具有高耐蚀、低氢脆、可焊性和机械加工性能等优良特性的防护性镀层,在国内外许多领域已得到应用。通过钝化后的锌镍合金具有更高的耐蚀性,同时也具有很好的装饰性。

钝化膜的厚度随钝化温度升高而增加。本钝化液由西北工业大学航空学院研究开发。

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