镀锌低铬彩色钝化工艺研究(6)
由于SiO2胶核表面吸附的是SiO32-，因此存在于溶液中的部分带负电的SiO2胶粒与Zn2+形成吸附化合物ZnSiO3。另一方面，溶胶中的硅酸单体有较多-OH基，这些-OH基也可以与锌发生反应形成饱和的硅酸锌聚合物。
4）钛盐体系钝化 当低铬酸钝化液中添加适量钛IV盐时，由于这种化合物在酸性溶液中（PH<2）发生水解，部分生成TiOSO4沉淀，另一部分以水合氢氧配离子[Ti(OH)2•(H2O)4]2+形式存在。随着钝化过程中镀锌层, 溶液界面出现“碱化”现象，这种钛的配合物将会析出难溶于水的二氧化钛水合物沉淀。其化学反应式如下：
[Ti(OH)2•(H2O)4]2+→[Ti(OH)4•(H2O)2]+2H+ (14)
显而易见，[Ti(OH)4•(H2O)2]相当于TiO2•4H2O这种胶体粒子与铬的化合物齐聚沉积于镀锌层表面。
2.1.2 钝化成膜理论
钝化理论与钝化现象的定义有密切关系。如果钝化现象是因为金属与钝化剂直接作用而产生的，那么称为“化学钝化”或者“自动钝化”。比如铬、铝、钛等金属在空气中和含氧溶液中都很容易被氧所钝化，被称为自钝化金属。如果金属的钝化是由阳极极化引起的，那么就叫做“阳极钝化”或者“电化学钝化”。铁、镍、钼等在稀硫酸溶液中均可发生电化学钝化。这两类钝化本质上是一致的，可以用相同的理论来解释。还有一种所谓的“机械钝化”，指的是在一定环境中，金属表面沉淀出一层较厚的、但又比较疏松的盐层，把金属基体和腐蚀介质机械地隔离开。钝化理论主要是用来解释前两种钝化现象的，广为接受的有两种：成相膜理论和吸附理论。
成相膜理论和吸附理论都可以较好的解释大部分实验事实，但也有各自缺陷。如果将两种理论联系起来，可以将金属钝化分成两个步骤：第一步，OH-在金属表面吸附，或者H2O在金属表面的定向吸附；吸附分子或离子参与电化学反应，直接形成“第一层氧层”后，金属的溶解速度即开始大幅下降。第二步，由于在第一步过程中生成的吸附膜并不可能完全阻止金属的溶解，一定条件下这种氧层会继续生长变厚而形成成相的氧化物膜。与吸附膜相比，较厚的膜对金属的溶解过程的阻化效应更好一些，阳极电流应该进一步下降。如果某种金属在腐蚀介质中只发生上述第一步反应，或者金属腐蚀速度的降低主要由第一步过程中产生的吸附层所贡献，那么用吸附理论就可以比较好地解释这种体系的钝化现象。如果某种金属腐蚀速率的降低主要由第二步过程中产生的成相氧化膜所贡献，则用成相膜理论来解释钝化现象较合适。但不论采用哪一种理论，在大多数情况下，只要有合适的条件，还是会形成有一定厚度的氧化物膜的，而且这一层氧化物膜对金属的阳极溶解速度有很大影响。因此，对钝化膜结构进行微观研究，具有一定的实际意义[7]。
2.1.3 低铬彩钝的一些工艺因素
2.1.3.1 在钝化液中的浸渍时间
低铬钝化属于液相成膜，一般认为只须掌握钝化液中的浸入时间，而不必像高铬钝化那样去掌握空气中停留时间。实际上空停时间也是很重要的，零件刚离开钝化液颜色较浅，空停几秒钟，钝化膜颜色就会加深，说明钝化膜变厚了，免水清洗工艺曾做过推广，但因影响钝化膜外观，所以停止了推广。不是说不清洗了，而是空停几秒以提高钝化膜的携带吹冰价铬的量和厚度，提高抗蚀能力。
2.1.3.2 钝化时间
当硫酸含量高、温度高、pH低时钝化时间取下限，反之取上限。可以从钝化膜的色泽来判断钝化膜的厚度，如果零件离开钝化液时钝化膜呈浅绿色，说明浸渍时间刚好，经过空停后颜色自然加深。不可将颜色钝化得过深，如果零件离开钝化液时钝化膜已呈深绿色，说明钝化膜已太厚。钝化时间太长，往往出现掉膜事故，本配方提供的钝化时间可做参考，具体时间要现场摸索，即使1s之差，钝化膜颜色都有差别。
上一篇：渗碳凸轮轴热处理工艺设计