高耐腐蚀性镀锌层蓝白钝化工艺(2)
5.2.4硝酸镁 14
5.3工艺条件的影响 15
5.3.1 pH值 15
5.3.2温度 15
5.3.3钝化时间 15
5.4工艺性能 16
5.4.1钝化膜的性能 16
6结论 17
7谢辞 19
参考文献 20
附录 22
1引言
1.1镀锌蓝白钝化研究的概况及意义
近年来，氯化钾镀锌发展很快，特别是在国家发改委40号令颁布，立即淘汰氰化镀锌工艺以后，氯化钾镀锌镀液的容量大大增加。钢铁基体上镀锌属阳极镀层，据粗略估计，锌在电镀总量中占据份额要占电镀总量的1/3左右，可以说是一种量最大，面积最广的一种镀种。由于镀层结构不同，氯化钾镀锌的抗蚀性能比锌酸盐镀锌差些，但是镀锌层经铬酸盐处理后非但能得到漂亮的外观，还能大大提高其抗腐蚀能力。因此对该镀层多做一些工艺改进性研究是非常有意义的。镀锌层钝化膜的性能随着钝化液成分及工艺条件的改变，钝化膜的外观和抗腐蚀性能也都尽不相同。汽车、摩托车配件及家用电器等要求镀锌层蓝白色钝化，但得到的蓝白色钝化膜性能较低，难以满足普通家电及五金件对钝化膜的要求。为此，对其钝化液组分及工艺条件进行优化，确保高质量、高环保生产是势在必行的任务，这不仅能够使我们获得性能良好的蓝白钝化膜，还能尽可能地减少生产过程中的有毒化学物质和试剂对人体和设备的危害，使得电镀过程中产生的废水、废渣和废气在回收处理时更加简便，大大地减少对环境的污染[1,2]，从而更好地贯彻清洁生产、环保生产的宗旨。
1.2镀锌蓝白钝化的研究内容及目的
由于锌资源丰富，价格低廉，另外锌的电极电位较铁而言为负，对钢铁基体来说是阳极性镀层，它对基体镀层能起到电化学保护作用。
镀锌层经过钝化后，其防护性能会得到大大地提高。钝化可提高镀锌层的耐蚀性，改善其装饰性，提高与金属基体的结合力。一般来说，对于相同厚度的镀层，其防腐蚀能力可提高5~8倍。白色和蓝白色钝化膜由于自身钝化膜的特性，耐蚀性比较差，在所有的钝化膜中它的膜层最薄，防护能力最差[3,4]。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，家用电器等。传统吹冰价铬的钝化膜是通过锌的溶解，铬酸根的还原以及三价铬凝胶的析出而形成，膜层中含有吹冰价铬，因此，钝化膜有自我修复能力，亦被称为自愈能力。吹冰价铬钝化其性能较其它钝化方法而言是最好的。但是吹冰价铬有毒对环境和人类的身体健康的危害性很大。
为了能够获得与镀锌蓝白钝化膜相同的外观及工艺性能，人们一方面在不断地开发新的镀种来代替镀锌吹冰价铬钝化，降低吹冰价铬（铬酸）对人体及环境的影响，一方面在不断地探索镀锌蓝白钝化溶液中各成分对钝化膜耐腐蚀性能的影响，也通过探索如何提高膜层的厚度和改善钝化膜的结构来优化钝化膜的性能。故而此次研究的目的为要在保持传统的吹冰价铬低铬浓度钝化方法的前提下，结合教学与工业生产的需求与改进，通过加入硝酸镁，并通过单因素实验的方法来研究硝酸镁含量对于高耐腐蚀性镀锌层蓝白钝化膜性能的种种影响。
1.3镀锌蓝白钝化工艺在国内外研究的情况及发展趋势
1.4本课题要解决的问题
本课题基于所查阅的镀锌蓝白钝化工艺相关文献与论文资料，确定了通过加入硝酸镁来研究其对于镀锌层耐腐蚀性能的影响的试验方向。其中需要先进行单组份实验，确定每个组分的最佳含量，之后通过确定工艺成分含量改变实验工艺条件如钝化温度、pH值、钝化时间等，得到最佳的实验配方条件。最后进行补充探索实验，通过保证硝酸根离子含量保持恒定值，以减少一定量硝酸镁中硝酸根离子的含量，增加相等量硝酸钠中硝酸根离子的含量来分离研究金属镁离子对于镀锌蓝白钝化膜的耐腐蚀性能的影响程度。