黃銅制品鈍化處理新工藝
鄭仕遠(yuǎn) 卿立述 胡春平
摘要:黃銅制品極易變色，須進(jìn)行鈍化處理。由于傳統(tǒng)鉻酸鹽鈍化工藝存
在鈍化膜色澤不均勻及紅斑等缺陷，采用二步鈍化工藝，消除了傳統(tǒng)鈍
化工藝的缺點(diǎn)。進(jìn)一步提高了鈍化膜的抗變色性能。
關(guān)鍵詞:黃銅； 鈍化； 重鉻酸鹽；
文章編號(hào)： 1001-227X(2000)02-0024-03
A new process for the passivation of brass products
ZHENG Shi-yuan, QING Li-shu, HU Chun-ping
Abstract:Brass products are usually passivated for their
susceptibility to tarnishing. In view of the weaknesses of
traditional chromating process such as heterogeneous color and red
spots when exposed to the air, two-step-passivating process was
adopted using potassium dichromate. Defects of the traditional
chromating process have been eliminated, and passivating films are
further improved in antitarnishing.
Keywords:brass; passivation; dichromate
黃銅制品鈍化處理新工藝
1 前言
黃銅是一種銅鋅合金材料，因其優(yōu)異的性能被廣泛地應(yīng)用于儀器儀
表、醫(yī)療設(shè)備、輕工制品、小五金及電子等領(lǐng)域。由于外環(huán)境的影響，
黃銅件極易變色，為此，黃銅制品必須經(jīng)過(guò)表面防腐處理方可使用。對(duì)
黃銅件而言，比較有效的表面防腐處理方法是重鉻酸鹽鈍化處理。為了
豐富鈍化膜的外觀色澤，獲取抗變色性能更好的鈍化膜，我們探討了鈍
化工藝對(duì)外觀色澤及抗變色性能的影響。
2 實(shí)驗(yàn)
2.1 原料
濃硫酸(CP)、濃硝酸(CP)、濃鹽酸(CP)、碳酸鈉(CP)、磷酸鈉(CP)、
硅酸鈉(CP)、OP乳化劑(工業(yè)級(jí))、重鉻酸鉀(CP)、氯化鈉(CP)、黃銅(含
Cu 60%)
2.2 鈍化工藝
一步鈍化工藝：
化學(xué)除油→水洗→預(yù)酸洗液→水洗→混酸浸蝕→水洗→鈍化(鈍化液1號(hào))→水洗→干燥
二步鈍化工藝：
化學(xué)除油→水洗→預(yù)酸洗液→水洗→混酸浸蝕→水洗→鈍化(鈍化
液1號(hào))→鈍化(鈍化液2號(hào))→水洗→干燥
2.3 配方及工藝條件
化學(xué)除油：碳酸鈉10～20 g/L，磷酸鈉10～20 g/L，硅酸鈉10～
20 g/L，OP乳化劑2～3 g/L，溫度70～80℃。
預(yù)酸洗液：硫酸100～150 ml/L，鹽酸30～50 ml/L，溫度20～30℃，
時(shí)間30～60 s。
混酸浸蝕液：硫酸25%～30%，硝酸12%～15%，鹽酸0.5%～1.0%，
食鹽5%，余量為水，溫度為20～30℃。
注意：如鹽酸不足，浸蝕后的基體泛白，鈍化膜色澤不均勻，有彩
虹：如鹽酸過(guò)量，浸蝕后的基體呈紫紅色，鈍化膜發(fā)黑。加入食鹽的目
的是消除基體表面的纖維狀條紋。
鈍化液1號(hào)：硫酸(25%)1000 g，重鉻酸鉀65 g，溫度20～30℃。
鈍化液2號(hào)：硫酸(10%)1000 g，重鉻酸鉀65 g，溫度20～30℃。
3 結(jié)果與分析
3.1 黃銅件鈍化前的酸蝕處理
金屬基體的表面性質(zhì)對(duì)鈍化效果產(chǎn)生極大的影響，只有在活性高的
表面上才能得到性能優(yōu)異的鈍化膜。混酸浸蝕的目的是均勻地溶掉一層
金屬，以使基體露出新鮮的、活性更高的表面，有利于后續(xù)的鈍化處理。
黃銅件的酸蝕結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 浸蝕時(shí)間對(duì)黃銅基體的影響
浸蝕時(shí)間(s)外觀特色
1～2 露出光亮黃銅表面
2～5 表面有棕黃色透明薄膜
5～8 表面有一層黑色膜
由表1可見(jiàn)，1～2 s的酸蝕剛好將黃銅件表面的金屬溶解一層，露
出新鮮的表面；2～5 s的酸蝕，腐蝕程度增大，在基體溶解的同時(shí)產(chǎn)生
了一層薄膜，筆者認(rèn)為這層薄膜可能由CuO構(gòu)成；5～8 s的酸蝕，膜的
生成速度大于基體溶解速度，表面的薄膜增厚。
3.2 一步鈍化工藝對(duì)鈍化膜外觀及抗變色性能的影響。
將不同腐蝕程度的試樣按一步鈍化工藝進(jìn)行鈍化處理，觀察其鈍化
膜，并測(cè)試其抗變色性能。其結(jié)果見(jiàn)表2、3。
表2 鈍化時(shí)間對(duì)鈍化膜外觀的影響
鈍化時(shí)間 光亮黃銅面樣棕黃薄膜面樣黑色薄膜面樣
8～15 s 光亮度下降，高光亮金黃色高光亮金黃色 暗金黃色
1～3 min
光亮度下降，
暗金黃色
光亮度下降，
黃色加深
光亮度下降，
黃色加深
6～8 min
光亮度下降，
暗金黃色
半光亮油菜花
黃色
半光亮油菜花
黃色
＞8 min 黑花斑 黑花斑 黑花斑
表3 不同色澤鈍化膜的抗變色結(jié)果
鈍化試樣類型 抗變色結(jié)果
暗金黃色膜樣 色澤均勻，1～2年不變色
高光亮金黃色膜樣
半小時(shí)后，色澤不均勻，有紅斑出現(xiàn)，除紅斑外，其余部分
2～3年不變色
半光亮油菜花黃色
膜樣
半小時(shí)后，色澤不均勻，有紅斑出現(xiàn)，除紅斑外，其余部分
3～4年不變色
抗變色實(shí)驗(yàn)是將試樣暴露在空氣中進(jìn)行
由表2、3可見(jiàn)，對(duì)不同酸蝕試樣，按一步鈍化工藝進(jìn)行處理，在適
當(dāng)?shù)墓に嚄l件下，可獲得暗金黃色和高光亮金黃色→半光亮油菜花黃色
的鈍化膜。對(duì)比這幾種鈍化膜的抗變色性發(fā)現(xiàn)，雖然高光亮金黃色→半
光亮油菜花黃色鈍化膜的抗變色性能優(yōu)于暗金黃色鈍化膜，但試樣鈍化
膜不均勻，有紅斑出現(xiàn)。
筆者認(rèn)為，出現(xiàn)紅斑的可能性有兩個(gè)：一是黃銅試樣材料的缺陷使
得高價(jià)鉻滲入晶界內(nèi)部無(wú)法徹底而導(dǎo)致的。二是鈍化工藝存在問(wèn)題。至
于材料的缺陷問(wèn)題不屬于本文研究的范圍， 本文只對(duì)鈍化工藝進(jìn)行研究，
為此我們采用二步鈍化工藝，旨在通過(guò)鈍化工藝的改進(jìn)來(lái)消除紅斑。
3.3 二步鈍化膜的外觀色澤及抗變色性能 按二步鈍化工藝對(duì)不同
酸蝕試樣進(jìn)行鈍化處理，鈍化工藝對(duì)鈍化膜外觀及抗變色性能的影響見(jiàn)
表4、5。
表4 二步鈍化工藝對(duì)黃銅外觀色澤的影響
酸蝕試樣
鈍化時(shí)間(鈍化液1
號(hào))
鈍化時(shí)間(鈍化液2號(hào))
光亮黃銅面
樣
8-15 s
1-3 min
6-8 min
12 min內(nèi)呈暗金黃色，超過(guò)12 min起黑斑
9 min內(nèi)呈暗金黃色，超過(guò)9 min起黑斑
7 min內(nèi)呈暗金黃色，超過(guò)7 min起黑斑
棕黃薄膜面
樣
8-15 s
1-3 min
6-8 min
5～30 s為高光澤金黃色；超過(guò)40 s黃色加深；
12～14 min內(nèi)為半光亮油菜花黃色；超過(guò)14 min起黑
斑
5～7 min為半光亮油菜花黃色，超過(guò)7 min起黑斑
2～3 min為半光亮油菜花黃色，超過(guò)3 min起黑斑
黑色薄膜面
樣
8-15 s
5～30 s為高光澤金黃色，超過(guò)40 s黃色加深；
12～14 min內(nèi)為半光亮油菜花黃色；超過(guò)14 min起黑1-3 min
6-8 min
斑
5～7 min為半光亮油菜花黃色；超過(guò)7 min起黑斑
2～3 min為半光亮油菜花黃色，超過(guò)3 min起黑斑
表5 二步鈍化膜的抗變色性能結(jié)果
鈍化試樣類型 抗變色結(jié)果
暗金黃色膜樣 色澤均勻，2年不變色
高光亮金黃色膜樣 色澤均勻，無(wú)紅斑出現(xiàn)，3年以上不變色
半光亮油菜花黃色膜樣 色澤均勻，無(wú)紅斑出現(xiàn)，4-5年以上不變色
由表4、5可見(jiàn)，兩種鈍化工藝均可以得到暗金黃色和高光亮金黃色
→半光亮油菜花黃色色譜的鈍化膜，而二步鈍化工藝可消除一步鈍化工
藝鈍化膜色澤不均勻，出現(xiàn)紅斑缺陷的質(zhì)量問(wèn)題，所得鈍化膜抗變色性
能更佳。
4 結(jié)論
綜上所述，我們可以得出如下結(jié)論：二步鈍化工藝可完美地獲得暗
金黃色和高光亮金黃色→半光亮油菜花黃色鈍化膜，消除了一步鈍化工
藝所存在的鈍化膜色澤不均勻及出現(xiàn)紅斑缺陷的質(zhì)量問(wèn)題，鈍化膜的抗
變色性能優(yōu)于一步鈍化工藝的鈍化膜。
應(yīng)該說(shuō)明的是，本工藝僅適用于黃銅，對(duì)紫銅、青銅的適用性等未
作探討，而對(duì)二步鈍化工藝消除一步鈍化工藝鈍化膜紅斑缺陷的機(jī)制也
未作分析，針對(duì)這些問(wèn)題的深入研究對(duì)提高銅合金的表面鈍化處理技術(shù)
水平都具有十分重要的價(jià)值，這有待今后的繼續(xù)探索。
鄭仕遠(yuǎn)(重慶師專 化學(xué)系，重慶 402168
卿立述(重慶師專 化學(xué)系，重慶 402168
胡春平(清華大學(xué) 材料系，北京 100084)
參考文獻(xiàn)：
［1］ 曾祥德.［J］.表面工程雜志，1996，3.
［2］ 唐春華.［J］.五金科技，1995，1.
［3］ 方景禮.［J］.電鍍與涂飾，1995，3.
［4］ 吳純素.化學(xué)轉(zhuǎn)化膜［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1987.