1、簡介

鋅、鎘、銅、銀等金屬鍍層，在含有強氧化劑(如鉻酐)的溶液中進行化學(xué)或電化學(xué)處理，使其表面生成一層組織致密的薄膜的過程，叫做鈍化處理。

用適當(dāng)?shù)娜芤簩﹀冧\層進行化學(xué)處理，能在鍍層上形成一層堅實致密的薄膜。可以大大提高其抗腐蝕性能。鍍鋅層鈍化后，抗腐蝕能力一般可以提高5倍以上。此外，鈍化處理還能使鍍層美觀光亮，提高工件的裝飾效果。

鍍層的鈍化處理方法主要有以下幾種：

以鉻酸、硫酸、硝酸組成的彩虹色鈍化；

以鉻酸、磷酸、硫酸、硝酸和鹽酸組成的草綠色鈍化；

近年來發(fā)展起來的污染小的低鉻酸鈍化。

其中彩虹色鈍化應(yīng)用最為廣泛。以前一直使用鉻酸酐濃度較高的鈍化液，稱高鉻鈍化。其鈍化液穩(wěn)定，鈍化膜質(zhì)量好。其缺點是鉻酸酐消耗大，且大多數(shù)在清洗中帶出，增加廢水處理的負(fù)擔(dān)。為解決這個問題，可采用鉻酸酐濃度很低的低鉻鈍化工藝，大大減少廢水中六價格的含量，缺點是鈍化液要經(jīng)常調(diào)整，化學(xué)拋光性較差。

2、原理

在彩色鈍化的配方中，鈍化液總是帶酸性的。在酸性介質(zhì)中，鋅層會與之起化學(xué)反應(yīng)。這里主要反應(yīng)是金屬鋅鍍層與鈍化液中鉻酸之間的氧化和還原反應(yīng)。鋅作為還原劑，將作為氧化劑的鉻酸還原成三價鉻。鈍化膜其實是三價鉻和六價鉻與鋅發(fā)生氧化還原反應(yīng)后的化合物。其中三價鉻與鋅的化合物呈藍綠色，六價鉻與鋅的化合物呈橙紅色或棕黃色。由于不同色素的組合和相互干擾的結(jié)果，形成了鋅彩色鈍化膜絢麗多彩、具有彩虹色的美麗色調(diào)。

六價鉻酸為什么能成為鍍鋅板最好的鈍化劑，是因為鉻有多種化合價，在鈍化時能形成不同的氧化物和水解化合物。

最早使用的鈍化劑是直接使用鉻酐CrO₃的水溶液，對鍍鋅板表面進行噴淋處理。這種工藝的原理是，鉻酐CrO₃在水中溶解成鉻酸H₂CrO₄，氧化性極強的鉻酸噴淋到鍍鋅板表面以后，會與鋅發(fā)生反應(yīng)，使部分六價鉻還原三價鉻，而鋅被氧化成鋅離子。

水解反應(yīng)：CrO₃+H₂O→H₂CrO₄→2H⁺+CrO₄^2-

鈍化反應(yīng)：溶液中:  CrO₄^2-+8H⁺+3e→Cr³⁺+4H₂O

          鍍鋅層:  Zn→Zn²⁺+2e

當(dāng)鍍鋅板與鈍化液接觸時發(fā)生上述反應(yīng)，隨著反應(yīng)的不斷進行，反應(yīng)界面的H⁺不斷被消耗掉，pH值迅速上升，當(dāng)pH值上升到成膜pH值范圍時，一些難溶的金屬鹽、氫氧化物開始析出，沉積于鍍鋅層表面，形成鈍化膜。鈍化反應(yīng)在形成了鈍化膜組成物Zn²⁺和Cr³⁺的同時，又創(chuàng)造了一個形成鈍化膜的適合的pH值范圍。所以說六價鉻的還原反應(yīng)是六價鉻鈍化的一大特點，也是其鈍化效果最好的原因所在。

經(jīng)過鈍化反應(yīng)以后，便在鍍鋅板表面形成了一層極薄而又致密的氧化膜，這層氧化膜能將鋅與環(huán)境隔離開來，使鋅的腐蝕反應(yīng)無法進行，即使鈍化膜有細微的孔洞，腐蝕反應(yīng)也只能在孔洞中進行，受到阻礙，這樣就使鍍鋅層表面處于鈍化狀態(tài)。

3、自我修復(fù)功能

彩色鈍化膜還有自我修復(fù)的功能，當(dāng)鈍化膜受到損傷時，在有一定濕度的空氣中，六價鉻化合物溶于水生成鉻酸，它能繼續(xù)與鋅層起氧化還原反應(yīng)，再次形成鈍化膜。這就是彩色鈍化膜能自動修復(fù)的原因。由于彩色鈍化膜層具有這一自修復(fù)的功能，所以鈍化膜即使有些擦傷，也不會太影響抗腐蝕性能。這就是鍍鋅層經(jīng)過彩色鈍化處理后，為什么具有良好的抗腐蝕性能的原因。