鍍鋅層在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域中的作用

由于鋅的電位比鐵低,當(dāng)鍍鋅的鋼鐵件受到腐蝕介質(zhì)浸蝕時(shí),鋅首先腐蝕而保護(hù)了鐵。特別是鍍鋅層經(jīng)過鉻酸鈍化處理生成一層光亮而美麗的鈍化膜后,不僅顯著提高了鍍鋅層的防護(hù)性能,而且提高了鍍鋅零件的外觀裝飾性。因此鍍鋅層廣泛地應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)、電子工業(yè)、儀表工業(yè)和輕工業(yè)等許多領(lǐng)域中。

鋅鍍層在大氣條件下對(duì)鋼鐵零件為陽極性鍍層，經(jīng)彩色鈍化后，明顯地提高了鍍層的保護(hù)性能并改善了外觀。主要用于防止鋼鐵零件的腐蝕，其鍍層價(jià)格低廉，耐腐蝕性能優(yōu)良，應(yīng)用量大面廣。

鋅是兩性金屬,比較活潑,在干燥少雨的大氣中鋅的腐蝕速度較慢,約為0.3微米/年;在潮濕的工業(yè)大氣中它能與二氧化硫、二氧化碳、氧氣、水等發(fā)生電化學(xué)腐蝕作用,其腐蝕速度可達(dá)5.3微米/年。人們通常看到的鋅層表面的“白霜”或“白毛”就是鍍鋅層的腐蝕產(chǎn)物。

鍍鋅層若與能揮發(fā)出某些腐蝕性有機(jī)氣體的有機(jī)材料相接觸時(shí)更將加速它的腐蝕。經(jīng)研究，多種涂料、塑料、橡膠材料、絕緣材料、木材類、紙類、粘合劑和部分樹脂等有機(jī)材料能釋放出對(duì)鋅、鎘鍍層腐蝕性很強(qiáng)的甲酸與乙酸。試驗(yàn)表明,當(dāng)甲酸氣氛濃度>2.5ppm,乙酸氣氛>0.5ppm時(shí)對(duì)鋅有明顯的腐蝕。當(dāng)甲酸與乙酸混合時(shí)，對(duì)鋅的腐蝕將更大。

鍍鋅層遭到腐蝕后不斷變薄,這不僅使鍍層外觀受到破壞,甚至失去對(duì)鋼鐵基體的保護(hù)能力。若將鍍鋅層在一定組成的鉻酸溶液中進(jìn)行鈍化處理,使鍍鋅層表面形成一層組織細(xì)密、抗蝕性較高的鉻酸鹽膜(即鈍化膜)后,則可顯著地提高鍍鋅層的抗腐蝕能力。這是因?yàn)殂t酸鹽鈍化膜牢固地粘附在鍍鋅層表面,一方面使鋅層與大氣隔絕,減緩了大氣中有害氣體對(duì)鍍層的腐蝕起著良好的機(jī)械保護(hù)作用;另一方面一旦鍍鋅層鈍化膜局部受到破壞或裂縫處受大氣腐蝕時(shí)，鈍化膜中的六價(jià)鉻能使鋅層再鈍化而自動(dòng)修補(bǔ)鈍化膜，同時(shí)鉻酸根作為腐蝕原電池的陽極阻化劑阻礙了陽極反應(yīng)的進(jìn)行，從而大大減緩了鋅層的腐蝕。故厚度相同,質(zhì)量相似的鋅鍍層，鈍化處理后的抗蝕能力可提高7～10倍。廣州電器科學(xué)研究所海南試驗(yàn)站對(duì)鍍鋅件大氣暴曬試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為,經(jīng)鈍化處理的1～2年才有灰白點(diǎn)出現(xiàn),未經(jīng)鈍化處理的2～3個(gè)月便有灰白點(diǎn)產(chǎn)生,而且鍍層變黑,底層金屬腐蝕也比未鈍化處理的為快。此外，鈍化處理后還可以防止鍍鋅層沾污手印和作為油漆的底層。

目前主要采用高濃度或中等濃度的鉻酸鹽溶液進(jìn)行鈍化，處理后可在金屬表面形成鉻/基體金屬混合氧化物膜層，經(jīng)X射線衍射測(cè)知鈍化膜的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜(三價(jià)鉻為骨架組成網(wǎng)絡(luò)，六價(jià)鉻分散在其中和凝膠物形成薄膜)。其中三價(jià)鉻具有較高的穩(wěn)定性，使鈍化膜層具有一定的厚度和良好的機(jī)械強(qiáng)度，六價(jià)鉻具有自修復(fù)作用，故其耐蝕性較好，一般六價(jià)鉻鈍化可通過96h的NSS中性鹽霧試驗(yàn)。近年來，為了避免六價(jià)鉻對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人體的危害，鍍鋅層鈍化朝著無鉻鈍化的方向發(fā)展。

ISO3768金屬覆蓋層―中性鹽霧試驗(yàn)(NSS試驗(yàn))

ISO3769金屬覆蓋層―醋酸鹽霧試驗(yàn)(ASS試驗(yàn))

ISO3770金屬覆蓋層―銅加速醋酸鹽霧試驗(yàn)(CASS試驗(yàn))，CASS腐蝕速率是NSS的約8倍