电镀锌钢件黑变机理及过程控制措施探讨
李前会／文
钢件镀锌防腐处理技术，在军工产品生产中被普遍采用。所以，探讨镀锌钢件产生黑变的机理及控制措施，对提高产品的防腐性能，保证产品生产、使用和贮存寿命的质量具有非常重要的意义。
根据国内外科研院所权威资料表明， 电镀锌钢件在高温高湿的环境条件下贮存一段时间后， 表面生成一层连续且略带金属光泽的黑色或茶褐色膜层的现象即为电镀锌钢件的黑变现象。黑变现象实质是电镀锌钢件的一种初期腐蚀现象，是锌的外层在高温高湿环境中，生成了欠氧型氧化锌导致黑变现象产生［１］；它严重影响了产品的外观，降低了与涂漆层的结合力；镀液中 Ｐｂ２＋是黑变现象产生的关键因素。本文结合某厂镀锌钢件产生黑变现象，利用 ＂镀液中 Ｐｂ２＋是导致黑变发生的关键因素＂这一黑变机理，探讨防止黑变的控制措施。
试验验证
试样 取没有黑变的试样和经高温高湿模拟加速试验的黑变试样各两块， 实际生产中使用的溶液两瓶， 经北京某材料研究院和厦门大学分别用扫描电镜（ＳＥＭ）观察镀层的形貌；Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）分析镀层的结晶状况； 用 Ｘ光电子能谱仪（ＸＰＳ）浓度剖析黑变表面膜层的组织结构； 并分析了镀液中 Ｐｂ２＋ 含量。
试验结果
１） 黑变的试样与没有黑变的试样相比，ＸＰＳ分析结果：黑变膜位于钝化膜的最外表层约 １００－ ２００ｎｍ； 黑变膜中锌大以氧化态存在，铅的氧化态有＋２价、＋３价和＋４ 价，但大多以＋２价形式存在。
２） ＳＥＭ分析结果： 黑变后表面层内含氧量成倍增加。
３） 镀液检测结果为： Ｐｂ２＋ 含量 ４．５９×１０－ ４％。
实际镀液 Ｐｂ２＋ 含量的理论值
按某厂实际镀锌工艺主要溶液组成为：氧化锌１０－ １５ｇ／Ｌ， 氢氧化钠 １００－ １５０ｇ／Ｌ， ＤＥ 添加剂 ４－ ６ｍｌ／Ｌ，ＥＤＴＡ０．５－ １ｇ／Ｌ， 香兰素 ０．０５－ １ｇ／Ｌ。钝化工艺溶液组成为：铬酐
２００－ ２５０ｇ／Ｌ，硫酸 ２０－３０ｇ／Ｌ，硝酸１０－２０ｇ／Ｌ。
