镀锡钢板的钝化与发展

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1、镀锡钢板的钝化及其研究进展镀锡层的耐蚀性钢板上的镀锡层实际上镀锡层并不完整，存在许多孔隙。这样的镀锡板若放入水果类的腐蚀溶液中，暴露的钢基体同周围的锡将形成局部电池，由于有电位差，电位较负的金属将被腐蚀。在酸性介质中，锡的电位较负而成为阳极，暴露的铁为阴极。如果孔隙较大且数量较多时，极化程度相应减小，腐蚀电流增大，锡迅速地被溶解。因此，罐头内部的镀锡板表面首先是锡发生溶解，钢则受到保护。溶解速度取决于酸度、残存氧气量、去极化剂、贮存温度等。在此期间基本上不会产生氢气。但对pH值较低的酸性水果，普通的铬酸盐钝化膜会很快脱落，防护效果并不太好。因此，包装腐蚀性食品时，必须选用镀锡层比较厚的板。镀

2、锡板经软熔、淬水处理后，在钢带锡层表面形成了一层SnO和SnO2膜。SnO是不稳定的氧化物，不具耐蚀性，需要进行钝化处理。钝化的目的一方面使氧化膜中的SnO转让为性质稳定的SnO2，另一方面也使锡层表面形成一层含铬水合氧化物的钝化膜。钝化膜不仅能有效地控制SnO的生成，而且还能提高镀锡板的抗硫性能和防止加热变色。金属表面的钝化处理作为一种重要的防腐蚀手段，普遍应用于许多金属，尤其是铝、锌、锡、镉、镁等金属及其合金材料上。钝化处理是一种化学转化膜处理工艺，其原理是将金属表面从活化状态转变为钝化状态，从而降低金属的溶解速度。金属钝化处理与金属表面的电化学反应过程有关，阳极过程为金属的溶解，阴极过

3、程为钝化液中的某些离子的还原，并在金属表面形成钝化膜。传统的钝化大多采用铬酸和铬酸盐等六价铬化合物，在钝化处理后的金属表面上形成铬酸盐转化膜，对基体金属具有良好的防护作用。通常，镀锡板钝化处理有两种方法，一是重铬酸钠浸渍处理法，另一种是重铬酸钠阴极处理法。钝化机理镀锡板钝化处理时，主要发生两个反应。将镀锡板浸入钝化液中，以镀锡板作阴极接通直流电，钢带表面发生SnO+Na2Cr2O7+H2O=SnO2十Na2Cr2O7+H2，使钢带表面的SnO转化为稳定的SnO2.在阴极电流作用下，Cr2O72-中的Cr6+被还原成Cr3+，部分生成金属铬。Cr2O72-+14H+-6e=2Cr3++7H2O

4、生成的Cr3+立即生成稳定的水合铬离子，这种水合铬离子与金属铬一起沉积于镀锡板表面。影响钝化膜耐蚀性的因素钝化膜中的铬含量越高，耐蚀性越好，特别是对抑制因锡的氧化引起的变黄、因硫化引起的变黑和贮藏过程中的生锈等效果较好。钝化液中的重铬酸盐的浓度高、钝化时间长，能增加钝化膜中的铬含量。为了提高锡层的连续性，钢板表面必须非常清洁，电镀时所用的锡的纯度也应保证。另外，镀锡层厚有利减少镀锡层上的孔隙。但随着镀锡量增大，成本也会增高，如何以较少的镀锡量得到耐蚀性高、连续性好的镀锡层一直是生产厂致力的课题。锡锭是生产镀锡板的基本原料。纯度越高，镀锡板的耐腐蚀性能越好。通常，晶粒较细的镀锡板，罐头寿命比较

5、低。产生这种现象的原因还不十分清楚。原板和锡层之间的FeSn2合金层是软熔时形成的，是影响镀锡板耐蚀性能的重要因素。改善合金层，就能使镀锡板具有更高的耐蚀性。因此，生产厂都在致力于控制合金层的连续性和致密性或数量的工作，以生产出优质的镀锡板。温度的影响钝化温度行高，钝化镀锡板耐中性溶液腐蚀的性能增加，耐硫蚀的性能也有一定的提高，但钝化温度过高于时，耐蚀性稍有所降低。pH的影响pH过低会严重影响钝化膜的质量，致使马口铁在进行涂料时出现涂层的附着力差。pH过低则H+浓度会增大，第一个反应式向左边移动，使钢带表面不稳定的SnO数量增加.不稳定的SnO不断地被氧化成SnO2，尤其发生在涂料后烘干阶段

6、，这样势必影响涂料的附着力。涂油涂油是生产马口铁的最后一道处理工序，其目的是防止马口铁表面的氧化，更主要的是增加表面的润滑性，避免板块在剪切后堆垛时相互摩擦而产生擦伤。由于涂油工艺相对软溶和钝化较为简单，且涂油过程中也没有发生物理化学变化。常规钝化缺点传统的钝化大多采用铬酸和铬酸盐等六价铬化合物，在钝化处理后的金属表面上形成铬酸盐转化膜，对基体金属具有良好的防蚀保护作用。膜层中铬主要以三价铬和六价铬形式存在，其中不溶性的三价铬构成膜的骨架，使膜具有一定的厚度、良好的机械强度和较高的稳定性，而六价铬(铬酸盐离子)很容易从钝化膜中渗出来作为缓蚀剂，具有自修复作用，故耐蚀性很好。铬酸盐钝化成本低廉

7、，使用简单，能够大大提高金属的耐蚀性，得到广泛应用。传统的钝化溶液中均含有以六价形式CrVI存在的铬。但是，铬酸盐的毒性高且致癌，如1-2g铬酸或6-8g重铬酸钾能导致肾衰竭、肝损伤、血液紊乱、甚至死亡；长期接触铬酸盐会导致丘疹、起泡和溃疡；吸入铬酸盐会导致肺癌。因此，各国严格规定了工作场合的铬酸盐浓度水平，必须告知使用者铬酸盐的危险性。由于铬酸盐的危害性很大，而且随着人们环保意识的增强，各个国家正逐步严格限