以Cr⁶⁺为基础的铬酸盐钝化由于具有毒性,不利于环保,其应用在国内外已逐渐受到限制。目前国内外还没有一种无铬钝化工艺能完全替代铬酸盐钝化,因此寻找一种可以代替铬酸盐钝化的绿色钝化工艺已成当务之急。研究比较了不同无铬钝化体系的钝化效果,发现植酸、硅酸钠复合体系比其它体系更接近铬酸盐钝化的效果。详细研究了各种辅助成分对钝化膜性能的影响,通过正交实验最终选定了钝化体系配方:植酸10g/L、硅酸钠30g/L、双氧水40ml/L、硫酸10ml/L、磷酸8ml/L、硝酸5ml/L、硫脲衍生物A4g/L。通过对钝化液pH值、温度、钝化时间等对钝化膜耐蚀性有影响的因素进行研究,确定最佳工艺条件:钝化时间:20～30s,钝化温度:30～50℃,烘干温度:50～60℃,烘干时间:10min,空停时间:20～30s,钝化液pH:2～4。研究发现,植酸、硅酸钠体系生成的钝化膜经硅烷处理后,其耐蚀性已接近铬酸盐水平。进一步研究了不同钝化体系得到的钝化膜的耐蚀性和钝化机理。经植酸、硅酸钠和硅烷DB-560处理后的锌试样在3.5%NaCl溶液浸泡试验7天未见白斑出现。通过电化学测试等手段研究了不同体系钝化和未钝化镀锌板在3.5%NaCl溶液中的极化曲线和交流阻抗谱,并运用计算机解析和拟合方法求解腐蚀电化学参数和阻抗谱。通过I_corr、E_corr、R_po和R_d等参数来分析比较钝化膜耐蚀性能。结果表明:经植酸、硅酸钠和硅烷DB-560处理后的锌试样的腐蚀电流密度最小,其阻抗R_d值比空白试样的R_d值大120倍,耐蚀性最好。塔菲尔曲线和交流阻抗谱显示,钝化膜与电镀锌基体有不同的腐蚀机理和较高的耐蚀性;结合扫描电子显微镜照片,解释了不同体系对钝化膜结构形态、耐蚀性能的影响。