熱鍍鋅表面鈰鹽鈍化問題及對策研究

張保利，李秀峰

（河北省冶金研究院，河北 石家莊 050031）

伴隨著時代的發(fā)展，熱鍍鋅作為行之有效的金屬防腐手段，在當下鋼產(chǎn)品制造加工過程中應用頗多，在致密氧化膜及電化學保護下，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，會產(chǎn)生白銹，鍍鋅層會被漸進破壞，因而，有必要在鍍鋅層增加鈍化膜，延長鍍鋅制品的儲運能力，先前鈍化工藝以六價鉻酸鹽為主，后在毒性影響下，包括三價鉻酸鹽在內(nèi)在，逐漸被鈰鹽、鈦鹽、有機物等代替，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)實應用提供輔助。

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、鈍化時間、鈍化溫度，整體操作上包括操作能力、操作風險預控及其他主觀偏差風險。

（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)，及鈍化時間、溫度，導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、高錳酸鉀等強氧化劑作為促進劑，但高錳酸鉀易產(chǎn)生紅褐色沉淀，過氧化氫會導致鈍化膜品控難度較高，除了使用兩者作為促進劑外，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，鈍化液對鍍鋅層的腐蝕效果會更加劇烈，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，pH值過高，鈍化液對鍍鋅層的酸蝕效果不佳，無法有效促進鈍化膜的形成，造成反應時間過長，析出鈰鹽的同時，鈍化膜未充分形成；鈍化時間來看，鈍化時間不可過長，也不可過短，過長的情況下，會導致鈍化膜過厚，表面分布不均勻，同時，也會導致鈍化膜的溶解失重，過短的情況下，會導致鈍化膜過薄、不充分，耐蝕效果不佳；從鈍化溫度來看，鈍化溫度應控制在合理范圍內(nèi)，一般來說，在達到峰值之前，伴隨著鈍化溫度的上升，鈍化膜耐蝕性越強，但在達到峰值之后，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，導致其他鈍化條件相同下，鈍化膜受短板效應制約[1]。

（2）整體操作。整體操作制約因素主要是產(chǎn)生于主觀偏差風險，包括操作能力、操作風險及預控、其他風險等，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，漸進平穩(wěn)完成鈰鹽鈍化工作；從操作風險及預控下，可從清除雜質(zhì)，及觀察溫度、PH值、計時表等，來預防鈍化膜成色不佳、性能不佳、無法鈍化等風險；從其他風險上來看，主要是包括實驗器械準備、實驗環(huán)境有序化、實驗步驟確定化、實驗突發(fā)意外積極應對等，介于此，來充分保障鈰鹽鈍化的完成。

2 應對人鍍鋅表面鈰鹽鈍化制約影響因素的策略

在應對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，應當對其重點把握，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，需要注意促進劑的氧化性，且促進劑本身不應對鈍化溫度、鈍化液pH值產(chǎn)生負面影響，以此更好的促進鈰鹽鈍化工作；從pH值來看，鈍化液的pH值不應過低，也不應過高，對最佳反應pH值，可以在實驗前，借助鹽霧測試及條件變量等，確定促進鈍化膜形成、且表面均勻的最佳pH值大小；從鈍化時間來看，對鈍化時間的掌握和對pH值的掌握類似，是通過反復的實驗或直接查找資料的方式，來確定最佳反應時間；從鈍化溫度上來看，同樣可以反復實驗、查找資料等形式，確定峰值轉(zhuǎn)化溫度，促進鈍化膜高效、均勻完成[2]。

例如，實驗開始前，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，會增強轉(zhuǎn)化液的穩(wěn)定性，但鈍化膜結(jié)成時間較長，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)定性相對不佳，但鈍化膜結(jié)成時間相對短，鈍化膜結(jié)成效果較好，在選定過氧化氫下，通過反復鈍化、鹽霧測試，確定峰值pH值、溫度、時間，以此展開實驗，在此過程中，可以用硼酸調(diào)節(jié)pH值，以溫度計、計時表作為溫度控制、時間控制手段。

（2）整體操作把握。整體操作把握包括操作能力、操作風險及預控、其他風險等，首先，制定實驗室或生產(chǎn)車間管理條例、操作規(guī)范、鈍化風險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、風險偏差因素、風險預控措施等，還要讓操作人員善于把握操作契機、善于觀察及總結(jié)發(fā)現(xiàn)、善于漸進程式化完成操作工序等，以此在確保操作人員不會過于參照理論數(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，及時發(fā)現(xiàn)鈍化問題；最后，督促操作人員善于總結(jié)經(jīng)驗，制作鈰鹽鈍化操作筆記，可以進一步的加強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險。例如，借助制度規(guī)范，操作人員對鈰鹽鈍化具備進一步認知，對于如何正當展開鈰鹽鈍化及預控鈍化過程風險，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)避主觀偏差風險，操作人員也可在筆記記錄中，對操作要點具備深層次的把握。

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、時間影響，在操作工序上，受操作能力、操作風險及預控、其他風險等因素影響，為充分保障鈰鹽鈍化的妥善完成，需要操作人員對以上問題來源有效應對。