電鍍後處理注意事項

   一、序

 電鍍(dù)後處理和鍍前處理在生産中占有極其重要的地位，許(xǔ)多采用表面電鍍技(jì)術制造出的産品，出現不良決大多數都是因為前處理和鍍後處理不當造(zào)成的，有關(guān)前處理的知識(shí)大家從各種渠道(dào)都有所了解，但對鍍後處理還沒有文章進行過系統的論述，今天我們(men)平台就與大家探讨一下電鍍後處理。

    由于各種鍍層的(de)性能(néng)及(jí)用途不同，鍍後處理的目的和(hé)方法有較大的(de)差别，但是鍍件經過(guò)鍍後處理以後，應該達到以下幾點的要求，才能保證鍍後處(chù)理工程的質量。

①經過鍍後(hòu)處理的鍍(dù)層(céng)表面不應有鍍液遺留(liú)，不污染鍍層，使鍍層呈現其金屬本色。

②對(duì)于裝飾性鍍層，經鍍後處理後要保持原來的光(guāng)澤與色彩，并(bìng)且要能維持永久不脫色、變色，以滿足用(yòng)戶的觀賞(shǎng)需要。

③對于防護性鍍層既(jì)要滿(mǎn)足防護性能的要(yào)求(qiú)，也要保持其金屬光澤，即在保護其外觀的情(qíng)況(kuàng)下，要能達到鹽霧(wù)試驗、濕熱試驗(yàn)及日照試驗(yàn)等的(de)要(yào)求。

④對于要求有良好導電性能并用(yòng)于電(diàn)器設備的鍍層應符合産品對接觸電阻的技(jì)術要(yào)求，并且還(hái)要具有良好的(de)抗色(sè)變能力。

⑤對于焊接鍍(dù)層(如鉛—錫合金(jīn)、鋅—錫合金等)要保(bǎo)證鍍層表面不受(shòu)氧化(huà)，并滿(mǎn)足産品的可焊性要求。

⑥對(duì)于以高強度鋼為基體材料的鍍件或對滲氫敏感的(de)鍍層，鍍後應進行(háng)除氫處理，防止氫脆出現。

其實，鍍後處理的主要目是為了提高鍍(dù)層的耐腐蝕性能；保持鍍層原有(yǒu)的特性不變化。其中最(zuì)主(zhǔ)要的鍍後處理方(fāng)式是除氫處理和鈍(dùn)化保護處理。為(wéi)了提高鍍層的抗腐蝕與耐鹽霧性(xìng)能，一般都要同時進行除氫和鈍化(huà)處理，有些還需(xū)要塗有機膜（光(guāng)油，電(diàn)泳(yǒng)柒），如鍍鋅件目前一般要經過除(chú)氫和化學(xué)鈍化處理，仿金電鍍(dù)要經過化(huà)學鈍化和塗有機膜處理等。

二、電(diàn)鍍後處理的種類

1．除氫處理

除氫對于電(diàn)鍍産品是非(fēi)常重要的，因為(wéi)在電鍍體系中，被鍍金屬離子(zǐ)在陰極上得到電子，氫離子也同樣會得到電子，生成原子态的氫，滲透到金屬鍍層内(nèi)部，使鍍(dù)層産生疏松，當放置一段時間後，原子态的(de)氫會結合生成氫氣而體積膨脹，這樣就導緻鍍層産生針孔、鼓泡甚至脫落(luò)等不良缺陷，如(rú)果滲透到基體還會導緻整個構件的氫脆現象，特别是對于高強度(dù)鋼，一旦滲氫容易導緻構件的脆斷(duàn)。因此，電鍍後(hòu)要在一定的溫度下熱處理數小時，以驅(qū)除滲透到鍍層下面或者基體(tǐ)金屬中的氫。 

相(xiàng)對于鈍化保護處理來說，除氫處理(lǐ)的方法比較單一和簡單，一般都是(shì)采用熱處理的方式把原子态的氫驅逐出來(lái)，對于常用的鍍鋅構件，一般是在帶(dài)循環(huán)送風的烘箱中，220℃恒溫(wēn)條件下(xià)保溫2小時(shí)，這個工序一(yī)般是(shì)在鈍(dùn)化之前，這(zhè)樣(yàng)不會造成由于驅氫而導緻(zhì)鈍化層的破裂。不鏽(xiù)鋼化學鍍鎳後經過400℃，1.5h的熱處理，可以顯著(zhe)提高其硬度，降低脆性。Fe-Mn合(hé)金鍍層經過100℃、150℃、200℃，1.5h的(de)除氫處理後，拉伸結合強度分别提高了49.5%、75.5%和121.8%，可見(jiàn)，除氫處理對于提高鍍層的性能(néng)具有重要作用。

1、1一般(bān)除氫方法

（1）将需除氫(qīng)的鍍件放(fàng)在烘箱内（最好放在真(zhēn)空爐内），或在熱油中（适用于(yú)鍍硬鉻件），在200~250℃下處理(lǐ)3H以上。

（2）熱油中除氫能獲得與在烘箱中除氫具有同樣的效果，由(yóu)于其受熱均勻(yún)，對鍍層還具有填充孔(kǒng)隙的作用，有利于提高鍍層的防護功能，對設備要求也(yě)簡單。

1、2根據工件要求提出(chū)除氫方法

比如鍍硬(yìng)鉻，在鍍硬鉻時由于(yú)電流效率(lǜ)過低(dī)，隻有13%~18%，大部分電流消耗(hào)在氫的析出上，氫容易(yì)擴散到鍍層和基體(tǐ)金屬的晶格中，滲氫較為嚴重，從而引起疲勞強度的降低，影響動、靜負載強度，故(gù)在設計中(zhōng)應提出鍍鉻後除氫處理的要(yào)求。經除氫(qīng)處理之(zhī)後可(kě)去除滲入鍍層和(hé)基體中60%~70%的氫，從而大大減輕了(le)脆性而不會降(jiàng)低其硬度。

1、3熱油(yóu)代替在烘箱内除氫(qīng)

     鍍鉻的電流效(xiào)率很低，因(yīn)而鍍層孔隙率(lǜ)較高，且鍍層極易鈍化，同時由于(yú)鋼鐵件表面的鉻層優勢陰(yīn)極性(xìng)鍍層，當鍍層厚(hòu)度較薄時極易引起鏽蝕。為改善這一缺(quē)陷環節，可采取熱油除氫代替在同樣工藝條件下的烘箱中除氫工藝。實踐(jiàn)證明，該工藝方法既可保持工件各部分的溫(wēn)度均勻，達到完整的除氫效果，又可有效(xiào)想鉻(gè)層的孔(kǒng)隙、裂縫(féng)中填充油脂，從而提高了鉻層的防護能力。

1、4除氫溫度(dù)不能太高

    比如，鍍鋅後，除氫是采用加熱的方法将氫(qīng)從金屬中趕(gǎn)走的。除氫的功效與除(chú)氫的溫度、保溫時間的長短有關。除氫的(de)溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，除氫就越(yuè)徹底。但不能超過250攝氏度。因為在這個溫度下鍍鋅層的結晶組織會(huì)變(biàn)形(xíng)、發(fā)脆、抗蝕性能下(xià)降。

1．5除氫時還應注意以下幾點：

（1）工件的使用安全系數。安全重要性大的工件(jiàn)，應适當延長除(chú)氫時間。

（2）工(gōng)件的幾何形(xíng)狀和截(jié)面積。帶有容易産生應力集中的缺(quē)口(kǒu)、小角度等細小、較薄的工件應加強除氫。

（3）工件(jiàn)的滲氫程度。在表面處理中産生氫多、處理時(shí)間長的零件，應加強除

（4）工件使用中的受力性質。當零(líng)件受到高的(de)張應力作用時應加強除氫(qīng)，隻受壓應(yīng)力時不會産生氫脆。

（5）除氫前必須保持鍍層表面清潔，除氫(qīng)應在鈍化前處理，以保證除氫效果和鈍化層(céng)的質量。

（6）除氫應保(bǎo)證時間連續，不可中間停止。盡可能(néng)等烘箱降至室溫時，再開烘箱取出(chū)零件。

（7）零件電鍍後盡量不要返(fǎn)工。如不得已要(yào)電鍍，可(kě)用堿性(xìng)溶液退掉鍍層，并在電鍍(dù)後延(yán)長除(chú)氫時間。

（8）除氫處理應在電鍍後3小時内進行。 

通(tōng)過上面的介紹可(kě)見，除氫處理通常(cháng)是選擇一個最佳的溫度區間（一般(bān)是在200～300℃之間）和時間（一般是2～3h）進行(háng)熱處理，但是針對不(bú)同的鍍(dù)層(céng)稍有差異，而且不同的處理溫度和處理時間對鍍層的性能也(yě)有一定的影響。因此，除氫工(gōng)藝要保證：能有效的(de)驅除(chú)滲透到鍍層或者金屬基體的原子(zǐ)态的氫，又不會導緻鍍層破裂。

2.鈍(dùn)化保護處理

鈍化處理是指(zhǐ)在一(yī)定的溶液中進行化學或電化學處理，在鍍層上形成一(yī)層堅實緻密的、穩定性高的薄膜的表面(miàn)處理(lǐ)方法，鈍化使鍍層的耐腐(fǔ)蝕性能進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)成分可分為無機鹽鈍化和有機類鈍(dùn)化兩類(lèi)；根據鈍(dùn)化膜組成成分對人體的危害性可分為鉻酸鈍化和無(wú)鉻鈍化。鉻酸鈍化是無機鹽鈍化的一個分支，目前國内外研究較(jiào)多的無鉻鈍化有：钼酸鹽溶液、鎢酸鹽溶液、矽酸鹽溶液、钛(tài)鹽鈍化、含锆溶液、含钴溶液、稀土金屬鹽溶液、三價鉻(gè)溶液、磷酸鹽鈍化(huà)（磷化處理）等無機鹽鈍化和有機類鈍(dùn)化等。

2.1無機鹽鈍化保護處(chù)理

無機鹽鈍化處理研究比較成熟和應用較早的是鉻酸鹽(yán)鈍化，在含鉻鈍(dùn)化膜(mó)中，Cr3+起骨骼作用，Cr6+起血肉作用，Cr6+在(zài)空氣中具(jù)有良好的自修複功(gōng)能，因而對鍍層具有很好的保護作用，而且，改變Cr6+和Cr3+的不同配(pèi)比，還可以得到不同色彩(cǎi)的鈍化膜[3]。由于這些突出的優點使得鉻酸鈍化仍(réng)然是目前應(yīng)用最廣的鈍(dùn)化工藝。但是由于Cr6+具有相當高的毒(dú)性且(qiě)易緻癌，随着人們環境(jìng)保護意識的增強，越來越希望尋找可以代替鉻酸鈍化(huà)的新配方和新工藝。

钼和鉻是同族元素，因此，它與鉻具有相似(sì)的化學性質(zhì)，钼酸鹽(yán)已經廣泛用于鋼鐵以及有(yǒu)色金屬的緩蝕劑和鈍(dùn)化劑。钼酸鹽鈍化處理方法主要有(yǒu)陽極極化處理、陰極極化處理和化(huà)學浸(jìn)泡處理。把鍍鋅件在钼酸(suān)鹽中進行化學浸泡處(chù)理，測試結果表明钼酸鹽鈍化比不上鉻酸鹽鈍化，但(dàn)可以明顯提高鋅層的耐蝕性。使用(yòng)钼酸鹽/磷酸鹽(yán)體系處理鍍鋅件，腐蝕試驗結果顯示，在中性和堿性環(huán)境中，其鈍化效果沒有(yǒu)鉻酸鈍化好，但是在酸性環境中卻優于鉻酸鈍(dùn)化，室外暴露試驗結(jié)果相當。鋅鎳合金鍍層經過钼酸鹽鈍化處理，其耐腐蝕性能也不(bú)如鉻酸鈍化，并且不具有自修複作用(yòng)，不過還是可以明(míng)顯提高合金的耐腐蝕性能。

鎢酸鹽作為(wéi)金屬的緩蝕(shí)劑同钼酸鹽(yán)具有(yǒu)相似(sì)性，鋅、錫合金的經鎢酸鹽鈍化形(xíng)成(chéng)的鈍化膜(mó)，鹽霧試驗顯示其耐腐蝕性能要差于鉻酸。用于鈍化Sn-Zn合(hé)金時，其抗鹽霧性能和抗濕熱循環試驗性能(néng)比鉻酸鹽和钼酸(suān)鹽都要差。

矽酸鹽鈍(dùn)化處(chù)理具有價格低廉，無毒、無污染，化學穩定性好等優點。但是其耐腐蝕性能比較差，在日本的有關實(shí)驗室正(zhèng)進行着矽酸鈉為主體的電解液中陽極極化鍍鋅鋼闆形成高耐腐蝕的氧化膜研(yán)究，不(bú)過，仍處于實驗室(shì)研究階段。

含锆溶液已經(jīng)代(dài)替鉻(gè)酸鹽用于鋁基表面的預處理，但很少用在鋅基金屬的(de)處理，一般可以用(yòng)來作為鍍鋅件塗(tú)漆的前處理，而不(bú)作為鋅基表面的(de)後處理[8]。此外，含锆溶液還存在(zài)成本較貴問題。

含钴溶液一般(bān)應用較多(duō)還是鋁及(jí)鋁合金表面的鈍化處理，對于鋅基金屬表面的研究不多。稀土金屬如含有铈、镧(lán)等的鹽類是(shì)鋁合金在含氯溶液中有效的緩蝕劑(jì)，研究表明铈的氧化(huà)物和氫氧化物(wù)能對(duì)鍍鋅層起到很好的(de)保護作用。

對于三價鉻溶液，雖然其毒性隻有六價鉻的1%，對三價鉻的鈍化研究也有不少，不過其耐腐蝕性能還(hái)遠遠達不(bú)到要求，再者使用三(sān)價鉻也沒(méi)有從根本上解決(jué)鉻的污染問題(tí)，因此很難普及。

2.2有機類鈍化保護

有機類鈍化是很有希望(wàng)代替鉻酸鈍化(huà)的一種無鉻鈍化工藝。許多行業專(zhuān)家對鍍鋅(xīn)層的有機物無鉻鈍化進行了詳細的報道, 主要提到了二氨(ān)基三氮雜茂（BAT4）及其衍生物的鈍化，丙(bǐng)烯酸樹(shù)脂鈍化、環氧樹脂(zhī)鈍化、單甯酸鈍化、植酸鈍化(huà)和有機钼酸(suān)鹽鈍(dùn)化等。

對鍍鋅層最有希望代替鉻酸鹽鈍化的(de)是一些特别的鋅的有機螯合處理，它能在鋅表面形成一層(céng)不溶性有機複(fú)合物薄膜，膜内分子(zǐ)以配位形式與基(jī)體金屬相結合，形成屏蔽層，增強了膜的抗蝕(shí)性。研究表面，BAT4及其衍生(shēng)物對鋅具有較好的抗腐蝕效率。

在美國行業有專家提(tí)到一種金屬基表面鍍(dù)鋅處理的鈍(dùn)化方法，其鈍化液中含有烷基(jī)甲基(jī)丙烯酸酯聚合物(wù)，通過實(shí)驗，認為在(zài)總體上用這種含有烷基甲基丙烯(xī)酸酯聚合物所配置成的鈍化(huà)液浸鍍Zn或Zn-Al合金後，耐腐蝕性能接近甚至(zhì)某些(xiē)方面超過了(le)鉻酸鹽(yán)鈍化，很有發展(zhǎn)前途(tú)，不過目前國内還沒有見到其使用。

單甯酸是一種多元苯酚的複雜化合物，水(shuǐ)解後溶液呈現酸性，可以用于鍍鋅層的鈍化處理，成膜過程中，單甯酸提供膜中所需要(yào)的羟基和羧基，一般來說，濃度高對(duì)成膜有利，随膜層變厚，顔色變(biàn)深，耐蝕性能增強，但是濃度超(chāo)過40%，雖然膜層顔色加深，但是(shì)對耐腐蝕(shí)性能影響不大。不過單甯酸存在價格較貴，與規模的生産應用還存在一定距離。

以歐洲鋼鐵企業為中心的研究機構正在緻力于(yú)電解聚合法研制有機防鏽膜如(rú)有機矽烷、硫醇等來代替(tì)鉻酸鹽表面(miàn)處(chù)理方法，不過，目前僅處于實驗(yàn)室研(yán)究階段。

行業有(yǒu)專家對植酸在金(jīn)屬防護中的應用進行(háng)了詳細的(de)叙述，指出，植酸可以(yǐ)在金屬表層形成堅(jiān)固緻密的單分子保護膜，抑制金屬的氧(yǎng)化腐蝕。從而是一種理想的鈍化液。

2.3有機類與(yǔ)無機鹽混合鈍(dùn)化(huà)保護處理

    為了進(jìn)一步的提高無鉻鈍化膜的耐腐蝕性能，又有專家研究将有機物與無機鹽進行混合對鍍層進行鈍(dùn)化處理。使用混合鈍化(huà)液所獲得的鈍化膜其耐腐蝕性能通常要比單一的無機鹽鈍化或(huò)有機物鈍化更加優(yōu)良。

  單甯酸可以用于鍍鋅件(jiàn)的鈍化處理，但是如果在鈍化液中加入金(jīn)屬鹽類，有機或無機(jī)緩蝕劑，可以進一步增強其耐腐蝕性能(néng)。

   對經過(guò)水(shuǐ)溶性的丙烯酸樹脂加入到钼酸鹽和磷酸鹽中得到(dào)的鈍化液處理後的鍍(dù)鋅試(shì)件的耐腐蝕性能進行了測試(shì)，認為其抗腐蝕性能接近了鉻(gè)酸鈍化。

   在(zài)歐洲(zhōu)行業有專家發(fā)明的(de)一種新型的鈍化液，用該專利的鈍化液浸泡鍍Al-Zn合金或(huò)Al後可在鍍層上(shàng)形成一層由無(wú)鉻塗層混合(hé)物形成的塗層，這層混合物包括凍膠凝膠相和分散相，凍(dòng)膠凝膠是一種有機(jī)聚合物，包括水溶性聚合物和那些(xiē)可以溶解在無水溶劑中的聚合物(wù)，聚合(hé)物一般選擇環氧樹脂，也可以選擇丙烯酸聚合物、聚亞胺酯等，連續相一般是無鉻鹽(yán)類，一種是(shì)稀有金屬酯以及堿和堿土金屬的釩酸(suān)鹽，另一種是堿(jiǎn)金屬的硼酸鹽。根據(jù)其配置的鈍化液（有機聚合物加入硼酸鈣及亞釩酸鈉(nà)）進行試驗并于鉻酸鹽(yán)做比較，3000小時的鹽霧試驗顯(xiǎn)示其抗腐蝕性能可以同鉻酸(suān)相匹(pǐ)敵。

  無(wú)機钼酸鹽鈍化大多數是采(cǎi)用(yòng)單一的鈍化液(yè)試劑(jì)處理金屬表層(céng)，所獲得的塗層的耐腐蝕性能(néng)相對(duì)于鉻酸鈍化(huà)還不是很好。采用钼酸鹽與多種組分複合配方，借分(fèn)子間協同緩蝕作用可以(yǐ)提高耐腐蝕效率。

  由于有機物能在鋅表面形成一(yī)層不溶性的複合物薄膜，當加入适(shì)量的無機緩蝕(shí)劑(jì)時有機膜内的分子與無機金屬鹽及金屬基體相結合，構成屏蔽層(céng)，使膜比起單獨使用無機物緩(huǎn)蝕劑或有機物所形(xíng)成的膜層緻密的多(duō)，從(cóng)而增強了膜的抗(kàng)腐蝕性能，由于采(cǎi)用的無機物及加入的各種無機緩(huǎn)蝕劑都(dōu)是無毒的，所以用來(lái)代替有毒的鉻酸鹽(yán)鈍化是有希望的。

2.4無(wú)鉻鈍化存在的(de)主要問題及最(zuì)新研究

無鉻鈍化對塗鍍鋼闆(pǎn)生産廠家的(de)環保有利，但是無(wú)鉻鈍化處理的工藝設備投資(zī)和生産成本會上升，而(ér)且(qiě)無鉻鈍化工藝(yì)對市場和産品的适應能力差，一般來說(shuō)，鉻酸鈍化的鋼(gāng)闆的耐腐蝕(shí)性，布耐鹽霧(wù)要比無(wú)鉻鈍化(huà)鋼闆的好。對于(yú)汽車塗裝來說，使用鉻酸鈍化(huà)處理的汽車車身鍍鋅鋼闆塗裝時可(kě)以(yǐ)使用無鉛或低鉛油(yóu)漆，而采用無鉻鈍化處理的汽車車身鍍鋅鋼闆塗裝時必須使用含鉛電泳油漆，即為了保證一定的耐腐蝕能力，鈍化液和底漆二者之間必須有一個(gè)是有毒的，由于單位(wèi)面積使用的含(hán)鉛電泳油(yóu)漆比鈍(dùn)化膜要(yào)多，而鉻酸鹽鈍化處理的鍍鋅闆耐腐蝕性能更加好，使用技術更加成熟，因(yīn)此，目(mù)前還是被更多的用戶青睐。

盡管已(yǐ)經有(yǒu)各種不同的無鉻鈍化工藝，但(dàn)是還沒有一種無鉻鈍化工藝能夠完全取代鉻酸鹽(yán)鈍化(huà)，雖然有些無鉻鈍化性能已經接近鉻酸鈍(dùn)化，不過其市場前景(jǐng)，應用範圍以及環保效果還有待進一步的研究。随着人們對環保意識的日益增加，對于使(shǐ)用最廣(guǎng)泛的鍍鋅行業，有希望(wàng)代替其鉻(gè)酸鈍化的無鉻鈍化工藝是钼(mù)酸鹽(yán)鈍化和有機類(lèi)鈍化。

國内對無鉻鈍(dùn)化的研究報(bào)道不是很多，至于其在生産中的應用，由于多種原因仍少見。最近(jìn)有研究也是從有機物(wù)鈍化角度出發，同時考(kǎo)慮(lǜ)到無毒以及零(líng)排放的目的，提出了一種新的配方和工藝，在鍍鋅層表面上(shàng)再塗敷一層水溶性高分子乳液(yè)，這層乳(rǔ)液幹燥後即形成一層極薄的無色透明膜，膜的(de)厚度大約在微米級，由于無色透明，即防止了鍍鋅層的(de)腐(fǔ)蝕，又保持了原有(yǒu)的外觀(guān)，目前在這(zhè)方面的應用國内尚處于空白。

針對這層有機(jī)膜進行了耐腐蝕實驗。主要包括室(shì)外暴曬實驗、鹽霧實驗和(hé)浸泡鹽水實驗(yàn)。有機(jī)膜層的耐腐蝕(shí)性能(néng)已經通過檢驗，并且超出(chū)了預(yù)期的結果，耐腐蝕性能優良。目前，這種乳液已經在一家鋼管廠試用，由于工(gōng)藝上還有(yǒu)一些正待解決的問(wèn)題。仍在進一步的(de)研究中，但是，由于其用量少、價格低廉、設備投資少等(děng)優點，相信不久可以(yǐ)推廣使用。

三、結語

鍍後處(chù)理的重(zhòng)要性和鍍前處理(lǐ)一樣，如果鍍後處理(lǐ)不恰(qià)當，會造成更大損(sǔn)失，鍍後處理主要包括除氫處理和鈍化保護處理，除氫為了除去滲透到鍍層甚至産品基體中的氫原子，以防止鍍層、鏽斑鼓泡、針孔、麻點(diǎn)等缺陷。鈍化處理主要是為了(le)提高鍍層的耐腐蝕(shí)性能，目前主要還是采(cǎi)用鉻酸鹽鈍化(huà)，由于其對環(huán)境以及人(rén)體的危害，大家正在積(jī)極(jí)尋求一種價格經濟、性能優良的替(tì)代工藝。

有關無鉻鈍化的配方(fāng)工藝已經有很多，但(dàn)是由于從性能、成本以及廢水處理難度等綜合(hé)角度考慮，還沒有一種工藝可以完全替代鉻酸鹽鈍化。我們樂将平台希望各個化學品供應商能往這個方向多(duō)研究：開發新型的(de)無色透明、無污染、耐蝕性能優良的水(shuǐ)溶性或者有機乳液的鈍化配方(fāng)和(hé)工藝。這其中有很大的經濟價值與環保節能意義(yì)。