镀锌层是钢铁基体最廉价的保护层，而钝化则是镀锌所必经的处理过程。钝化可高镀锌层的耐蚀性，改善其装饰性，提高与涂料的结合力。传统的钝化溶液含有六价铬、硫酸根、硝酸根等，尽管有许多研究人员开展了无铬钝化的研究工作，但是，因无铬钝化膜的耐蚀性等问题，这种钝化溶液短时间内仍难以工业化生产应用。 标签： 镀锌；钝化；无铬；耐蚀性
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镀锌是钢铁领域重要的防腐技术之一，镀锌钢板因其具有良好的防腐蚀性能而被广泛地用于汽车、家电、建筑和航空等领域.但镀锌钢板在潮湿的环境中易被腐蚀，产生白的腐蚀产物，严重影响镀锌钢板的防腐蚀能力.在镀锌钢板表面采用铬酸盐钝化技术可以大大提高镀锌钢板的防腐蚀能力，并且铬酸盐钝化技术工艺简单、成本低廉.但铬有剧毒，对人体健康和环境造成了严重的危害.协同钝化技术是无铬、环境友好型钝化技术，2003年Ferreira等[1]利用稀土铈及镧离子与硅烷之间的协同作用在镀锌钢板表面制备稀土-硅烷复合膜，结果发现协同钝化技术产生的复合膜的耐腐蚀性比单一膜层要优良得多.随后有大量的研究者将协同钝化技术应用于镀锌钢板防腐蚀领域，本文主要阐述无机-有机缓蚀剂的协同钝化效应在镀锌钢板表 面的应用。
1、钝化机理哈尔滨军事工程学院>兰迪教授
铁、铝在稀HNO3或稀H2SO4中能很快溶解，但在浓HNO3或浓H2SO4中溶解现象几乎完全停止了，碳钢通常很容易生锈，若在钢中加入适量的Ni、Cr，就成为不锈钢了。金属或合金受一些因素影响，化学稳定性明显增强的现象，称为钝化。由某些钝化剂（化学药品）所引起的金属钝化现象，称为化学钝化。如浓HNO3、浓H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4等氧化剂都可使金属钝化。金属钝化后，其电极电势向正方向移动，使其失去了原有的特性，如钝化了的铁在铜盐中不能将铜置换出。此外，用电化学方法也可使金属钝化，如将Fe置于H2SO4溶液中作为阳极，用外加电流使阳极极化，采用一定仪器使铁电位升高一定程度，Fe就钝化了。由阳极极化引起的金属钝化现象，叫阳极钝化或电化学钝化。
镀锌钝化的发展及各种方法的评价：
2、白和蓝白钝化
白和蓝白钝化在所有的钝化膜中，膜层最薄，防护能力最差。它们主要用于有一定装饰性要求的零部件上，如日用五金、建材、轻工产品、家用电器、输变电金具等。
通常情况下，这种钝化溶液中含有铬酐、氟化物、三价铬和硝酸等。目前，也有直接采用三价铬、氟化物来进行钝化的，特别是一些进口材料，有的在钝化溶液中加人氨基磺酸及其衍生物、有机羧酸及其盐类，以提高其装饰性效果。近年来发展的具有一定使用价值的白和蓝白钝化溶液的组成和操作条件见表1。
比较表1中所列的配方不难看出，白钝化和蓝白钝化溶液属性酸性，每种溶液中都含有三价铬化合物，工件在溶液中处理的时间都很短。配方1、3为无六价铬的钝化剂；配方2、4、5中含有不同的六价铬。由上述溶液中可得到浅蓝的钝化膜。
3、彩钝化
彩钝化是镀锌层最常见的钝化之一。通常使用的低铬彩钝化液含3～59/L铬酐、1～3ml/L硝酸和0.3--lml/L硫酸以及少量的醋酸或高锰酸钾或其他成分。得到的钝化膜颜较淡，膜层较薄，在中性盐雾加速腐蚀试验中，出白锈时间在48～96h之间，且有时工件在存放期即出现变，难以满足汽车、家用电器等行业越来越高的要求。
采用表2所列的溶液，在规定的操作条件下，均可获得彩艳丽的钝化膜，但钝化膜的耐蚀性却大不相同。在中性盐雾加速腐蚀实验中，采用配方1、3、5得到的钝化膜在96～144h间即出现镀层腐蚀（白锈），而采用配方2、4得到的钝化膜。一般在200h内不会出现白锈。特别是采用配方4得到的钝化膜，彩浓厚，出白锈时间最长可达400h。配方4的钝化溶液中不含常用的阴离子，如：硝酸根、硫酸根、高锰酸根、村酸根等，而采用特别的成膜剂，使得膜层的厚度和膜层中六价铬的含量均有了较大的提高。
4、黑钝化
为了满足某些特殊行业如电子工业、测量仪表、光学器械、汽车零部件等的要求，镀锌黑钝化在近几年得到了越来越多的应用。在市售的黑钝化剂中，发黑剂主要是银盐，以铜盐作发黑剂的已廖廖无几。有人通过比较几种配方的成膜机理和实际考察，认为使用银盐得到的钝化膜，无论是外观，还是耐蚀性都比使用铜盐或银盐和铜盐的好。使用银盐的黑钝化剂，又分为醋酸型和磷酸型两种。比较而言，醋酸型的钝化膜外观较好，但耐久性较差；磷酸型的钝化膜外观不如醋酸型，但耐蚀性和抗老化性较好。
使用银盐的黑钝化剂，又分为醋酸型和磷酸型两种。比较而言，醋酸型的钝化膜外观较好，
但耐用性较差；磷酸型的钝化膜外观不如醋酸型，但耐腐蚀性和抗老化性较好。几种黑钝化溶液的组成和操作条件见表3。
在表3所列的配方中，既有醋酸型，也有磷酸型。实验证明，在中性盐雾加速腐蚀试验中，醋酸型钝化膜在200h内出现白锈，而磷酸型钝化膜出白锈的时间却大于200h。ZB-90为混合酸型黑钝化剂，由此得到的钝化膜在NSS试验中出白锈的时间大于250h，钝化膜又黑又亮，具有较高的使用价值。
5、改造后效果
喷淋钝化对涂膜厚度的控制主要通过调节钝化液浓度和挤干辊压力来实现，控制方式比较简单，辊涂钝化对涂膜厚度的控制通过调节钝化液浓度、汲料辊速度、涂覆辊速度、汲料辊和涂覆辊间压力等多个参数来实现，可以更精确的控制膜厚和表面质量。钝化液浓度与膜厚成正比关系，浓度越高，膜层越厚；汲料辊和涂覆辊的转速与膜厚成正比关系，汲料辊的作用是通过辊子旋转从料盘中把钝化液带到涂覆辊上，转速越高，带上的钝化液就越多，涂覆辊的作用是通过辊子旋转把辊身上的钝化液涂到钢带表面，转速越高膜层越厚；涂覆辊和汲料辊间的压力与膜厚成反比关系，压力越大，膜层越薄，反之膜层越厚；涂覆
辊与带钢间的压力对膜厚的影响较小，压力太大会影响涂覆辊的使用寿命。当钝化膜偏厚时，可适当降低涂覆辊和汲料辊转速，增大汲料辊和涂覆辊辊间压力进行调节；反之可适当提高涂覆辊和汲料辊转速，减小两辊间压力进行调节。
辊涂机还可以实现顺涂、逆涂两种方式，辊涂机涂覆辊的旋转方向与带钢运行方向相同称为顺涂，辊涂机涂覆辊的旋转方向与带钢运行方向相反称为逆涂，采用逆涂方式，涂膜的均匀性要优于顺涂方式，但逆涂对涂辊的损伤较大，通常对于表面质量要求高的产品，采用逆涂的方式进行控制。生产中若光整机投入使用，由于光整机工作辊是毛化辊，光整后的带钢表面比较粗糙，容易黏附钝化液，通常选用顺涂方式，若光整机未投入使用，带钢表面比较光滑，不容易黏附钝化液，通常选用逆涂方式。
软弱下卧层两套辊涂机的投入实现了Cr6+、Cr3+和耐指纹液不同系统的快速切换，实现了带钢无缝对接，减少了因为后处理溶液更换而导致的停车；点检、检修较之喷淋系统更方便、快捷，同时辊涂技术比喷涂技术更清洁，对环境污染和人身伤害小，符合国家治污減排、节能降耗的大原则。改造后消除了镀锌板带钝化缺陷，提高了产品质量，得到了客户的高度评价认可。
6、无铬钝化
早期三价铬钝化技术的开发是基于环保对废水排放的限制而生，其性能相对于六价铬钝化而言，尚有很大差距，特别是耐蚀性能，同时外观带有明显的雾状，因此，并未应用于工业化生产。开发的三价铬钝化技术在许多方面的性能引起研究者的重视。随着人们对钝化膜形成机理的不断研究，该项技术已经开始应用于工业化生产。近年来，随着稳定性和耐蚀性能的进一步提高，三价铬钝化技术越来越可能成为六价铬钝化的替代工艺。
局面的理解与判断7、结论
当前，各类无铬钝化工艺的研究较多，已有部分经无铬钝化后得到的膜层，其耐蚀性接近甚至在某些方面已经超过了铬酸盐钝化，很有发展前途，但由于成本较高和不能适应大规模工业化生产而限制了其推广使用。因此，研发出一种价格低廉、能适应大规模钢铁零部件生产的无铬钝化技术是未来无铬钝化研究的方向。
参考文献：
1、《镀锌管用的钝化液配方 工艺 方法 参数》、《镀锌黑钝化工艺研究》、《钢带热镀锌
技术问答》
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