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關(guān)于電鍍后處理工藝技術(shù)環(huán)節(jié)及操作事項(xiàng)講解
電鍍產(chǎn)品鍍后處理和鍍前處理在金屬的表面鍍工藝中占有極其重要的地位，許多采用表面鍍技術(shù)制造的產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷往往都是由前處理或后處理不當(dāng)造成的，有關(guān)前處理的知識(shí)在一般的電鍍書(shū)中都有比較詳細(xì)的敘述，但對(duì)鍍后處理還沒(méi)有文章進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)的論述，鍍后處理的目的主要是為了提高鍍層的耐腐蝕性能或者保持鍍層原有的特性，其中最主要的鍍后處理是除氫處理和鈍化處理。為了提高鍍層的抗腐蝕性能，一般都要同時(shí)進(jìn)行除氫和鈍化處理，有些還需要涂有機(jī)膜，如鍍鋅件目前一般要經(jīng)過(guò)除氫和化學(xué)鈍化處理，仿金電鍍要經(jīng)過(guò)化學(xué)鈍化和涂有機(jī)膜處理等。
除氫處理
除氫對(duì)于電鍍產(chǎn)品顯得尤為重要，因?yàn)樵陔婂凅w系中，被鍍金屬離子在陰極上得到電子，氫離子也同樣會(huì)得到電子，生成原子態(tài)的氫，滲透到金屬鍍層內(nèi)部，使鍍層產(chǎn)生疏松，當(dāng)擱置一段時(shí)間后，原子態(tài)的氫會(huì)結(jié)合生成氫氣而體積膨脹，這樣就導(dǎo)致鍍層產(chǎn)生針孔、鼓泡甚至脫落等不良缺陷，如果滲透到基體還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)構(gòu)件的氫脆現(xiàn)象，特別是對(duì)于高強(qiáng)度鋼，一旦滲氫容易導(dǎo)致構(gòu)件的脆斷。因此，電鍍后要在一定的溫度下熱處理數(shù)小時(shí)，以驅(qū)除滲透到鍍層下面或者基體金屬中的氫。
相對(duì)于鈍化處理來(lái)說(shuō)，除氫處理的方法比較單一和簡(jiǎn)單，一般都是采用熱處理的方式把原子態(tài)的氫驅(qū)逐出來(lái)，對(duì)于常用的鍍鋅構(gòu)件，一般是在帶風(fēng)機(jī)的烘箱中，220℃恒溫條件下保溫2小時(shí)，這個(gè)工序一般是在鈍化之前，這樣不會(huì)造成由于驅(qū)氫而導(dǎo)致鈍化層的破裂。不銹鋼化學(xué)鍍鎳后經(jīng)過(guò)400℃，1.5h的熱處理，可以顯著提高其硬度，降低脆性。Fe-Mn合金鍍層經(jīng)過(guò)100℃、150℃、200℃，1.5h的除氫處理后，拉伸結(jié)合強(qiáng)度分別提高了49.5%、75.5%和121.8%，可見(jiàn)，除氫處理對(duì)于提高鍍層的性能具有重要作用。
由上可見(jiàn)，除氫處理通常是選擇一個(gè)最佳的溫度區(qū)間（一般是在200～300℃之間）和時(shí)間（一般是2～3h）進(jìn)行熱處理，但是針對(duì)不同的鍍層稍有差異，而且不同的處理溫度和處理時(shí)間對(duì)鍍層的性能也有一定的影響。因此，除氫要保證即能有效的驅(qū)除滲透到鍍層或者金屬基體的原子態(tài)的氫，又不會(huì)導(dǎo)致鍍層破裂。
鈍化處理
鈍化處理是指在一定的溶液中進(jìn)行化學(xué)或電化學(xué)處理，在鍍層上形成一層堅(jiān)實(shí)致密的、穩(wěn)定性高的薄膜的表面處理方法，鈍化使鍍層的耐腐蝕性能進(jìn)一步的提高并增加表面光澤和抗污染的能力。
鈍化處理按照鈍化膜的化學(xué)成分可分為無(wú)機(jī)鹽鈍化和有機(jī)類鈍化兩類；根據(jù)鈍化膜組成成分對(duì)人體的危害性可分為鉻酸鈍化和無(wú)鉻鈍化。鉻酸鈍化是無(wú)機(jī)鹽鈍化的一個(gè)分支，目前國(guó)內(nèi)外研究較多的無(wú)鉻鈍化有：鉬酸鹽溶液、鎢酸鹽溶液、硅酸鹽溶液、鈦鹽鈍化、含鋯溶液、含鈷溶液、稀土金屬鹽溶液、三價(jià)鉻溶液、磷酸鹽鈍化（磷化處理）等無(wú)機(jī)鹽鈍化和有機(jī)類鈍化等。
無(wú)機(jī)鹽鈍化處理
無(wú)機(jī)鹽鈍化處理研究比較成熟和應(yīng)用較早的是鉻酸鹽鈍化，在含鉻鈍化膜中，Cr3+起骨骼作用，Cr6+起血肉作用，Cr6+在空氣中具有良好的自修復(fù)功能，因而對(duì)鍍層具有很好的保護(hù)作用，而且，改變Cr6+和Cr3+的不同配比，還可以得到不同色彩的鈍化膜。由于這些突出的優(yōu)點(diǎn)使得鉻酸鈍化仍然是目前應(yīng)用最廣的鈍化工藝。但是由于Cr6+具有相當(dāng)高的毒性且易致癌，隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，越來(lái)越希望尋找可以代替鉻酸鈍化的新配方和新工藝。
鉬和鉻是同族元素，因此，它與鉻具有相似的化學(xué)性質(zhì)，鉬酸鹽已經(jīng)廣泛用于鋼鐵以及有色金屬的緩蝕劑和鈍化劑。鉬酸鹽鈍化處理方法主要有陽(yáng)極極化處理、陰極極化處理和化學(xué)浸泡處理。把鍍鋅件在鉬酸鹽中進(jìn)行化學(xué)浸泡處理，測(cè)試結(jié)果表明鉬酸鹽鈍化比不上鉻酸鹽鈍化，但可以明顯提高鋅層的耐蝕性。使用鉬酸鹽/磷酸鹽體系處理鍍鋅件，腐蝕試驗(yàn)結(jié)果顯示，在中性和堿性環(huán)境中，其鈍化效果沒(méi)有鉻酸鈍化好，但是在酸性環(huán)境中卻優(yōu)于鉻酸鈍化，室外暴露試驗(yàn)結(jié)果相當(dāng)。鋅鎳合金鍍層經(jīng)過(guò)鉬酸鹽鈍化處理，其耐腐蝕性能也不如鉻酸鈍化，并且不具有自修復(fù)作用，不過(guò)還是可以明顯提高合金的耐腐蝕性能。
鎢酸鹽作為金屬的緩蝕劑同鉬酸鹽具有相似性，鋅、錫合金的經(jīng)鎢酸鹽鈍化形成的鈍化膜，鹽霧試驗(yàn)顯示其耐腐蝕性能要遜于鉻酸。用于鈍化Sn-Zn合金時(shí)，其抗鹽霧性能和抗?jié)駸嵫h(huán)試驗(yàn)性能比鉻酸鹽和鉬酸鹽都要差。
硅酸鹽鈍化處理具有價(jià)格低廉，無(wú)毒、無(wú)污染，化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。但是其耐腐蝕性能比較差，日本的有關(guān)實(shí)驗(yàn)室正進(jìn)行著硅酸鈉為主體的電解液中陽(yáng)極極化鍍鋅鋼板形成高耐腐蝕的氧化膜研究，不過(guò)，仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。
含鋯溶液已經(jīng)代替鉻酸鹽用于鋁基表面的預(yù)處理，但很少用在鋅基金屬的處理，一般可以用來(lái)作為鍍鋅件涂漆的前處理，而不作為鋅基表面的后處理。此外，含鋯溶液還存在成本較貴問(wèn)題。
含鈷溶液一般應(yīng)用較多還是鋁及鋁合金表面的鈍化處理，對(duì)于鋅基金屬表面的研究不多。
稀土金屬如含有鈰、鑭等的鹽類是鋁合金在含氯溶液中有效的緩蝕劑，研究表明鈰的氧化物和氫氧化物能對(duì)鍍鋅層起到很好的保護(hù)作用。
對(duì)于三價(jià)鉻溶液，雖然其毒性只有六價(jià)鉻的1%，對(duì)三價(jià)鉻的鈍化研究也有不少，不過(guò)其耐腐蝕性能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求，再者使用三價(jià)鉻也沒(méi)有從根本上解決鉻的污染問(wèn)題，因此很難普及。
有機(jī)類鈍化
有機(jī)類鈍化是很有希望代替鉻酸鈍化的一種無(wú)鉻鈍化工藝。主要提到了二氨基三氮雜茂（BAT4）及其衍生物的鈍化，丙烯酸樹(shù)脂鈍化、環(huán)氧樹(shù)脂鈍化、單寧酸鈍化、植酸鈍化和有機(jī)鉬酸鹽鈍化等。
Z.W.Chen等學(xué)者認(rèn)為，對(duì)鍍鋅層最有希望代替鉻酸鹽鈍化的是一些特別的鋅的有機(jī)螯合處理，它能在鋅表面形成一層不溶性有機(jī)復(fù)合物薄膜，膜內(nèi)分子以配位形式與基體金屬相結(jié)合，形成屏蔽層，增強(qiáng)了膜的抗蝕性。研究表面，BAT4及其衍生物對(duì)鋅具有較好的抗腐蝕效率。
美國(guó)專利5662967提到的一種金屬基表面鍍鋅處理的鈍化方法，其鈍化液中含有烷基甲基丙烯酸酯聚合物，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為在總體上用這種含有烷基甲基丙烯酸酯聚合物所配置成的鈍化液浸鍍Zn或Zn-Al合金后，耐腐蝕性能接近甚至某些方面超過(guò)了鉻酸鹽鈍化，很有發(fā)展前途，不過(guò)目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有見(jiàn)到其使用。
單寧酸是一種多元苯酚的復(fù)雜化合物，水解后溶液呈現(xiàn)酸性，可以用于鍍鋅層的鈍化處理，成膜過(guò)程中，單寧酸提供膜中所需要的羥基和羧基，一般來(lái)說(shuō)，濃度高對(duì)成膜有利，隨膜層變厚，顏色變深，耐蝕性能增強(qiáng)，但是濃度超過(guò)40%，雖然膜層顏色加深，但是對(duì)耐腐蝕性能影響不大。不過(guò)單寧酸存在價(jià)格較貴，與規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用還存在一定距離。
以歐洲鋼鐵企業(yè)為中心的研究機(jī)構(gòu)正在致力于電解聚合法研制有機(jī)防銹膜如有機(jī)硅烷、硫醇等來(lái)代替鉻酸鹽表面處理方法，不過(guò)，目前僅處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。植酸可以在金屬表層形成堅(jiān)固致密的單分子保護(hù)膜，抑制金屬的氧化腐蝕。從而是一種理想的鈍化液。
通過(guò)以上的分析來(lái)總結(jié)：鍍后處理的重要性和鍍前處理一樣，如果處理不恰當(dāng)，同樣會(huì)造成巨大損失，鍍后處理主要包括除氫處理和鈍化處理，除氫為了除去滲透到鍍層甚至金屬基體中的原子氫，以防止鍍層鼓泡、針孔、麻點(diǎn)等缺陷。鈍化處理主要是為了提高鍍層的耐腐蝕性能，目前主要還是采用鉻酸鹽鈍化，由于其對(duì)環(huán)境以及人體的危害，人們正在積極尋求一種價(jià)格經(jīng)濟(jì)、性能優(yōu)良的替代工藝。有關(guān)無(wú)鉻鈍化的配方工藝已經(jīng)有很多，但是由于從性能、成本以及廢水處理難度等綜合角度考慮，還沒(méi)有一種工藝可以完全替代鉻酸鹽鈍化。一種新型的無(wú)色透明、無(wú)污染、耐蝕性能優(yōu)良的水溶性有機(jī)乳液已經(jīng)通過(guò)性能檢測(cè)，目前已在企業(yè)試用，其工藝正在進(jìn)一步的研究中。隨著科技的發(fā)展，相信在不久的將來(lái)一定會(huì)有更好的鈍化配方和工藝出現(xiàn)。
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