1、锌的化学**质活泼,在大气中容易氧化变暗,最后产生“白锈”腐蚀。镀锌后经过铬酸盐处理,以便在锌上覆盖一层化学转化膜,使活泼的金属处于钝态,这就叫锌层铬酸盐钝化处理。这层厚度只有0.5μ以下的铬酸盐薄膜,能使锌的耐蚀**能提高6倍~8倍,并赋予锌以美丽的装饰外观和抗污能力。目前钝化主要有六价铬钝化与三价铬钝化。
2、铬酸盐钝化不仅作为防护层,而且在一些低档产品上经白钝化,或者白钝化经有机料着色,可作为防护-装饰用途。铬酸盐钝化液由铬酸、活化剂和无机酸组成,锌与钝化液发生作用,导致锌溶解、六价铬还原成三价铬,并在反应中消耗氢离子,当锌和溶液界面上的值上升到3以上时,产生一系列的成膜反应,凝胶状钝化膜就在锌界面上形成。关于钝化膜形成的机理和膜层的化学组成仍有争论。
3、一般认为锌层钝化膜是由碱式铬酸铬、碱式铬酸锌和水合三氧化铬等组成的水合物。经分析膜中三价铬含量占28.2%,六价铬占8.68%,水分占19.3%。其中三价铬是钝化膜的骨架,六价铬靠吸附、夹杂和化学键力填充于三价铬的骨架之中,故六价铬的含量直接影响钝化膜的耐蚀**。
4、当钝化膜受到磕、划、碰伤时,在潮湿空气中六价铬可溶于水膜内,在破损处成膜给予自动修复,这是铬酸盐膜的重要优点之一。长期以来人们认为钝化膜的彩虹色是由于化学组成决定的。三价铬呈淡绿色和绿色;六价铬呈橙红至红色;不同价态和不同量的铬相混合就出现了五颜六色。这就是化学成色学说。
5、但是它不能解释从不同角度看颜色各异;不同钝化手法可得到有层次的色阶;随钝化膜厚度增加颜色的变化规律同所见光光波所显示的颜色相同;以及干燥过程色彩变化等现象。如是我国研究者提出了物理成色即光波干涉成色的学说。根据光波干涉原理,入射光到达钝化膜表面一部分被反射,一部分透过钝化膜由锌层表面再反**,于是从外表面和从内表面反**的光产生光程差。当光层差等于某颜色的光波之半或它的奇数倍时,就会发生光波干涉而抵消一部分,我们肉眼所见只是该色的辅色。
1、例如钝化时间短,膜薄光波干涉发生在紫外区,这时的颜色取决于化合物的本色。随膜层增厚,蓝色发生光波干涉而减弱,人们看到**(蓝色的辅色),依此类推,当膜厚大于0.7μ时,钝化膜又呈现本色——棕褐色。由于工件运动,膜层厚度不均匀,各种颜色交迭一起就呈现五彩缤纷的外观。
2、尽管如此,上述两种成色学说都还不能互相替代,有待继续研究。钝化膜从外观可分白钝化、淡蓝色、彩虹色钝化、金**、黑色钝化、军绿色钝化。这些钝化膜耐蚀强弱的顺序是军绿色>黑色>彩虹色>金**>淡蓝色>白色。
3、所以凡用于耐蚀目的机械零件镀锌都必须进行彩虹色钝化。钝化液依浓度可分为高浓度、中浓度、低浓度。
4、因钝化中生产消耗铬酸不足5%,而95%被零件带出损失,造成严重的环境污染。采用低浓度钝化液可降低生产成本、减轻污染,钝化膜质量与高浓度铬酸钝化相当,故以介绍低铬钝化为主。
5、(一)铬酸盐彩色钝化铬酸盐彩色钝化工艺规范(见表3—1—15)。表3—1—15铬酸盐彩色钝化工艺规范组成铬酸钝化液的三要素。