熱鍍鋅表面鈰鹽鈍化問題及對(duì)策研究

張保利，李秀峰

（河北省冶金研究院，河北 石家莊 050031）

伴隨著時(shí)代的發(fā)展，熱鍍鋅作為行之有效的金屬防腐手段，在當(dāng)下鋼產(chǎn)品制造加工過程中應(yīng)用頗多，在致密氧化膜及電化學(xué)保護(hù)下，鍍鋅層可以從兩方面充分保障鋼鐵免受大氣腐蝕，但由于鍍鋅層可以在水汽、氧氣等相互作用產(chǎn)生的原電池的影響下，會(huì)產(chǎn)生白銹，鍍鋅層會(huì)被漸進(jìn)破壞，因而，有必要在鍍鋅層增加鈍化膜，延長鍍鋅制品的儲(chǔ)運(yùn)能力，先前鈍化工藝以六價(jià)鉻酸鹽為主，后在毒性影響下，包括三價(jià)鉻酸鹽在內(nèi)在，逐漸被鈰鹽、鈦鹽、有機(jī)物等代替，本文正是介于鈰鹽鈍化工藝展開探究，以便于鈰鹽鈍化的工業(yè)生產(chǎn)及現(xiàn)實(shí)應(yīng)用提供輔助。

1 熱鍍鋅表面鈰鹽鈍化制約影響因素

熱鍍鋅表面鈰鹽鈍化制約影響因素可以從鈍化膜的形成及整體操作來看，介于鈍化膜的形成，影響因素包括鈍化液配比、鈍化時(shí)間、鈍化溫度，整體操作上包括操作能力、操作風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控及其他主觀偏差風(fēng)險(xiǎn)。

（1）鈍化膜的形成。在展開鈰鹽鈍化過程中，由于未能充分把握鈍化液的組成、性質(zhì)，及鈍化時(shí)間、溫度，導(dǎo)致鈰鹽鈍化存在性能不穩(wěn)定，或是未能充分產(chǎn)生鈍化膜等。從鈍化液構(gòu)成來看，首先可以采用硝酸鈰作為鈍化膜的基本來源，為促使膜能夠均勻附著在鍍鋅層表面，可以借助過氧化氫、高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑作為促進(jìn)劑，但高錳酸鉀易產(chǎn)生紅褐色沉淀，過氧化氫會(huì)導(dǎo)致鈍化膜品控難度較高，除了使用兩者作為促進(jìn)劑外，還可以使用六偏磷酸鈉、偏釩酸銨等；其次，從PH值來看，一般需要將鈍化液的pH值控制在一定范圍內(nèi)，pH值太低，鈍化液對(duì)鍍鋅層的腐蝕效果會(huì)更加劇烈，在鈍化膜未形成之前，便造成鍍鋅層被大量溶解，呈現(xiàn)發(fā)黑發(fā)暗的特點(diǎn)，pH值過高，鈍化液對(duì)鍍鋅層的酸蝕效果不佳，無法有效促進(jìn)鈍化膜的形成，造成反應(yīng)時(shí)間過長，析出鈰鹽的同時(shí)，鈍化膜未充分形成；鈍化時(shí)間來看，鈍化時(shí)間不可過長，也不可過短，過長的情況下，會(huì)導(dǎo)致鈍化膜過厚，表面分布不均勻，同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致鈍化膜的溶解失重，過短的情況下，會(huì)導(dǎo)致鈍化膜過薄、不充分，耐蝕效果不佳；從鈍化溫度來看，鈍化溫度應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)，一般來說，在達(dá)到峰值之前，伴隨著鈍化溫度的上升，鈍化膜耐蝕性越強(qiáng)，但在達(dá)到峰值之后，伴隨著溫度的上升，鈍化膜的耐蝕性逐漸下降，主要是低溫及高溫下，鈍化膜均勻度不佳，導(dǎo)致其他鈍化條件相同下，鈍化膜受短板效應(yīng)制約[1]。

（2）整體操作。整體操作制約因素主要是產(chǎn)生于主觀偏差風(fēng)險(xiǎn)，包括操作能力、操作風(fēng)險(xiǎn)及預(yù)控、其他風(fēng)險(xiǎn)等，從操作能力上來看，需要操作人員善于觀察、善于總結(jié)、善于有條不紊的展開工序等，從除油、水洗、堿洗、水洗、酸洗、鈍化、水洗等工序，漸進(jìn)平穩(wěn)完成鈰鹽鈍化工作；從操作風(fēng)險(xiǎn)及預(yù)控下，可從清除雜質(zhì)，及觀察溫度、PH值、計(jì)時(shí)表等，來預(yù)防鈍化膜成色不佳、性能不佳、無法鈍化等風(fēng)險(xiǎn)；從其他風(fēng)險(xiǎn)上來看，主要是包括實(shí)驗(yàn)器械準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)環(huán)境有序化、實(shí)驗(yàn)步驟確定化、實(shí)驗(yàn)突發(fā)意外積極應(yīng)對(duì)等，介于此，來充分保障鈰鹽鈍化的完成。

2 應(yīng)對(duì)人鍍鋅表面鈰鹽鈍化制約影響因素的策略

在應(yīng)對(duì)鍍鋅表面鈰鹽鈍化問題上，可以從鈍化膜形成把握、整體操作把握兩方面切入。

（1）鈍化膜形成把握。鈍化膜的形成是鈰鹽鈍化的關(guān)鍵所在，與之前的酸洗、堿洗及之后的老化、鹽霧測試等不同，該環(huán)節(jié)是確保鈍化膜能夠發(fā)揮耐蝕效果的關(guān)鍵步驟，應(yīng)當(dāng)對(duì)其重點(diǎn)把握，鈰鹽鈍化過程需要綜合考量鈍化液的組成、pH值，及鈍化時(shí)間、溫度。有鑒于此，首先從鈍化液組成來看，結(jié)膜劑一般選用硝酸鈰，在促進(jìn)劑的選擇上，可以根據(jù)自身需求、操作能力，自主裁量，在此過程中，需要注意促進(jìn)劑的氧化性，且促進(jìn)劑本身不應(yīng)對(duì)鈍化溫度、鈍化液pH值產(chǎn)生負(fù)面影響，以此更好的促進(jìn)鈰鹽鈍化工作；從pH值來看，鈍化液的pH值不應(yīng)過低，也不應(yīng)過高，對(duì)最佳反應(yīng)pH值，可以在實(shí)驗(yàn)前，借助鹽霧測試及條件變量等，確定促進(jìn)鈍化膜形成、且表面均勻的最佳pH值大小；從鈍化時(shí)間來看，對(duì)鈍化時(shí)間的掌握和對(duì)pH值的掌握類似，是通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)或直接查找資料的方式，來確定最佳反應(yīng)時(shí)間；從鈍化溫度上來看，同樣可以反復(fù)實(shí)驗(yàn)、查找資料等形式，確定峰值轉(zhuǎn)化溫度，促進(jìn)鈍化膜高效、均勻完成[2]。

例如，實(shí)驗(yàn)開始前，首先根據(jù)需求確定轉(zhuǎn)化液構(gòu)成，比方說六偏磷酸鈉結(jié)合偏釩酸鈉，會(huì)增強(qiáng)轉(zhuǎn)化液的穩(wěn)定性，但鈍化膜結(jié)成時(shí)間較長，鍍鋅層被溶解較多，鈍化膜成色不佳，過氧化氫參與的轉(zhuǎn)化液穩(wěn)定性相對(duì)不佳，但鈍化膜結(jié)成時(shí)間相對(duì)短，鈍化膜結(jié)成效果較好，在選定過氧化氫下，通過反復(fù)鈍化、鹽霧測試，確定峰值pH值、溫度、時(shí)間，以此展開實(shí)驗(yàn)，在此過程中，可以用硼酸調(diào)節(jié)pH值，以溫度計(jì)、計(jì)時(shí)表作為溫度控制、時(shí)間控制手段。

（2）整體操作把握。整體操作把握包括操作能力、操作風(fēng)險(xiǎn)及預(yù)控、其他風(fēng)險(xiǎn)等，首先，制定實(shí)驗(yàn)室或生產(chǎn)車間管理?xiàng)l例、操作規(guī)范、鈍化風(fēng)險(xiǎn)類別及成因防范舉措等，以此用于規(guī)避環(huán)境因素、人為偏差等引起的鈰鹽鈍化失敗問題；其次，充分增強(qiáng)操作人員的操作素養(yǎng)，除了要求操作人員掌握基本操作工序、風(fēng)險(xiǎn)偏差因素、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控措施等，還要讓操作人員善于把握操作契機(jī)、善于觀察及總結(jié)發(fā)現(xiàn)、善于漸進(jìn)程式化完成操作工序等，以此在確保操作人員不會(huì)過于參照理論數(shù)值，而在觀察能力上有所欠缺，無法透過顏色變化、沉淀物析出、鈍化膜龜裂等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鈍化問題；最后，督促操作人員善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，制作鈰鹽鈍化操作筆記，可以進(jìn)一步的加強(qiáng)操作人員鈰鹽鈍化的熟練度，有效規(guī)避鈰鹽鈍化過程中的主觀偏差風(fēng)險(xiǎn)。例如，借助制度規(guī)范，操作人員對(duì)鈰鹽鈍化具備進(jìn)一步認(rèn)知，對(duì)于如何正當(dāng)展開鈰鹽鈍化及預(yù)控鈍化過程風(fēng)險(xiǎn)，具備一定程度的了解，可客觀保障鈰鹽鈍化工作的圓滿完成，增強(qiáng)操作人員操作素養(yǎng)，可、透過一絲不茍等，規(guī)避主觀偏差風(fēng)險(xiǎn)，操作人員也可在筆記記錄中，對(duì)操作要點(diǎn)具備深層次的把握。

3 總結(jié)

總體來看，鈰鹽鈍化在鈍化膜的形成中，受鈍化液的組成、pH值及鈍化溫度、時(shí)間影響，在操作工序上，受操作能力、操作風(fēng)險(xiǎn)及預(yù)控、其他風(fēng)險(xiǎn)等因素影響，為充分保障鈰鹽鈍化的妥善完成，需要操作人員對(duì)以上問題來源有效應(yīng)對(duì)。