摘 要:度针对镀锌层黑色钝化膜干燥之前柔软易脱落等问题，提出了一种基于硫酸盐－磷酸盐型的银盐黑色钝化工艺，采用单因素试验对黑色钝化溶液组成，操作条件进行了优化，并用SEM、NSS等方法评价了黑色钝化膜的性能，研究结果表明，改良后的黑色钝化工艺完全能够满足镀锌件（特别是滚镀件）黑色钝化的实际生产需要。
[关键词] 黑色钝化：电镀锌;附着力
[中图分类号] TQ153 1
[文献标识码] A
[文章编号] 1001 t560(2002)02 0032-02
镀锌层作为钢铁制品经济有效的阳极牺牲性镀层得到了广泛的应用但是暴露在大气中的纯锌层极不稳定.I h左右就会氧化变色.不具有实用价值.所 必须进行钝化处理 赋予镀锌层实用的抗蚀性和装饰性 目前所知的钝化处理主要有白色、蓝白色、彩色、黑色、草绿、军绿色钝化和香味钝化等，关于这儿种钝化处理的理1，亡研究和_L艺实践的阐述已经据多，较为成熟 相对而言.仅有黑色钝化处理解决得尚不够完善。同时.由于黑色钝化摸具有乌黑、油亮、膜厚、色泽均匀、美观大方和良好的耐磨性等特 使黑色钝化工艺正得到越来越广泛的应用 一。在生声实践中，黑色钝化卡要有两种体系：铜盐体系和银盐体系.其中.银盐体系一般情况 所得钝化膜层比铜盐体系亮度更高、黑度更好、与基嚏结合更加牢固.故被主要采用 然而.目前所用的银盐黑色钝化工艺主要为醋酸型工艺，钝化所得膜层在干燥之前非常柔软、抗章擦能力非常差，不易得到合格镀层.从而限制了其在工业生产实践中的应用和发展 。针对此问题.笔者对已有的硫酸盐一磷酸盐银盐黑色钝化体系进行了改良，提出了新的钝化工艺.经现场应用试验取得满意效果
1 试验
1.1 黑色钝化工艺
试验过程巾同时选用国内某典型代表的醋酸体系黑色钝化剂来处理工件.以对比验证本工艺。
1.2 钝化膜性能测试
1)附着力试验：手持无砂橡皮，用通常压力来回摩擦试样表面，井记录钝化膜磨损至露出锌基底的次数。
(2j耐蚀性(NSS)：按GB 6458~ 6标准进行.进行96 h连续喷雾后观察工件表面白锈所占面积。
(3)表面形貌观察：用KYl,P/-扫描电镜观察工件表面钝化膜
形貌。
2 结果与讨论
2.1 溶液组成及操纵条件的影响
(1)铬酐铬酐是形成钝化膜的主要物质，其含量的高低对钝化膜厚度、黑度、结台力、耐蚀眭影响颇大。当维持上述钝化液中其他物质浓度不变时，随着铬酐浓度增加，钝化膜将会从疏松的灰黑色变到侧光带彩绿色，最后变为均匀致密的油光黑色钝化膜层 且未干燥的膜层表现出良好的附着力：但铬酐含量太高时，钝化膜的颜色转黄。
(2)硫酸氢钠硫酸氢钠是钝化液中的重要成分：适当增加硫酸根离子浓度，可以得到较厚的钝化膜，但超过某一极限值时.钝化膜会变薄、变暗、甚至无光，且出现黑色雾迹;而洁度过低时 钝化膜色彩淡，易脱膜，附着力差。耐磨胜不好。
(3)磷酸二氢钠磷酸二氢钠在钝化过程中作为pH值缓冲剂，对钝化膜骨架有一定的填充作用。其含量高低会影响钝化膜的黑度及光泽，含量低时发黄 过高呈褐色。
(4 )硝酸银硝酸银是黑色钝化的发黑剂，是主要的发黑物质 含量过高时，发黑中心增多，钝化膜黑而疏桧;但含量过低时，相对增加了铬酐的古量，钝化膜呈黄绿色，黑度不够：
(5)硝酸钠和增强剂硝酸钠为活化剂，有微观整平作用，适量的 有利于形成较厚的膜层，并使钝化膜细致清亮，对于提高黑度、亮度、结合力极有好处。增强剂能够提高黑色微粒的牯接 强度和钝化膜层致密度，有助于改善膜层韧性和形成较少裂纹的钝化膜以受增强钝化膜在干燥之前的附着力。
(6)钝化温度钝化温度对钝化膜质量有显著影响。钝化液温度过低时 由于钝化反应速度慢，生成的钝化膜薄，颜色呈淡绿带彩虹色，耐蚀性差;钝化液温度过高时，钝化速度快 生成的钝化膜疏橙，色彩不均匀，耐蚀性差。钝化温度控制在20—28℃间时，钝化膜层外观质量较好=
(7)钝化时间 钝化时间过短，钝化膜较薄且带明显彩虹色 钝化时间太长，钝化膜过厚，会使膜层溶解剥落.甚至露底由丁钝化时间的长短与钝化液各成分的含量、钝化液温度、p}I值等有关，所以在钝化过程中，可以不时地将钝化工件露出液面，用肉眼判断，一般有足够的黑度就可以了 本工艺钝化时间宜控制在40 50 s间。
(8)钝化后水洗pH值当水洗液呈碱性或中性时，钝化出的工件均带彩虹色，效果不好;当水洗液呈强酸性时，钝化出的工件光泽性、耐蚀性均差.不能满足要求。一般控制钝化后水洗DH值在3—5问，钝化膜质量较好：
2.2 钝化膜表面形貌
图给出了本钝化工艺和国内某钝化工艺处理所得膜层的表面形貌=由图可见，采用硫酸盐一磷酸盐型钝化所得的膜层裂纹
数远少于醋酸型钝化工艺，在锌层厚度相同条件下，形成的钝化膜厚度也基本相当，但前者钝化膜更为致密，故耐蚀性也更好。
2.3 钝化膜层附着力与耐性
硫酸盐一磷酸盐型和醋酸型钝化T 艺所得膜层的附着力、耐蚀眭见表所示 由表可以看出 醋酸型钝化工艺在膜层干燥之前，极舄擦掉，用于滚镀件时由于相互碰撞使次品率很高 而本工艺钝化膜层即使干燥之前也有较高的附着力，大大提高 漩镀件l牛产的台格率;与醋酸型钝化工艺相比 本工艺所形成的钝化膜干燥以后附着力、耐蚀性均能满足实际生产的要求。
3 结论
采用本工艺不但解决了工件干燥之前钝化膜附着不牢的问题，而且进一步提高了产品的黑度及典雅程度、耐蚀眭;更重要的是提高了工件表面钝化膜干燥前附着力，从而提高了镀锌生产的一次合格率：目前，该工艺已在协作单位得到实际应用。
