綠色環(huán)保電鍍技術

作者：屠振密、胡會利、劉海萍 等編著
叢書名：
出版日期：2013年1月		書號：978-7-122-15248-0
開本：16	裝幀：精	版次：1版1次	頁數：429頁

前言

本書以綠色環(huán)保電鍍技術為中心，在綜述國內外相關研究現狀的基礎上，結合編著者多年來從事電化學工程、表面處理和電鍍技術的教學、科研和生產實踐而編寫的，特別是編入了較多的科研成果及獲獎項目，其主要內容包括：環(huán)保電鍍的意義及重要性，無氰、無鎘及代鎘電鍍技術，綠色電子電鍍及化學鍍，三價鉻電鍍裝飾鉻、合金及復合鍍，代功能性鉻(Ⅵ)電鍍合金、復合鍍及化學鍍，無鉻轉化膜及三價鉻轉化膜等。本書特色鮮明、內容全面、資料新穎、簡明實用。

本書可供從事電化學工程、表面處理、腐蝕與防護和電鍍等領域的科研和生產的工程技術人員及企業(yè)管理人員參考，也可供大專院校有關專業(yè)的師生及科研人員作為該方面的教學及科研的參考資料。

電鍍技術在現代工業(yè)中的應用極其廣泛，在國民經濟中占有重要地位。自改革開放以來，隨著機械、電子、信息、航空航天、能源及國防工業(yè)等的飛速發(fā)展，我國的電鍍技術也取得了令人矚目的成就。

在電鍍生產中，常使用大量化學物質和各種貴重金屬、能源和水等資源，且資源利用率比較低，這就不可避免地會產生一定量的廢液、廢氣和廢渣，會對環(huán)境造成嚴重危害。

近年來，我國公布了一系列與電鍍有關的法規(guī)，給電鍍業(yè)提出了許多新的課題，如無氰化電鍍單金屬及合金、三價鉻電鍍、無鉻(Ⅵ)鈍化及三價鉻鈍化、代硬鉻鍍層、無鎘及代鎘鍍層、化學鍍鎳的無鉛無鎘化、功能電子電鍍的無鉛化、環(huán)保化學鍍等，這些都是對我國電鍍行業(yè)的嚴峻挑戰(zhàn)。

從根本上解決電鍍污染的措施，就是采用綠色環(huán)保電鍍技術和清潔高效的生產工藝，使污染物在產生之前就被削減或消滅在生產過程中，這樣才可能從實質上避免污染的產生，才可能實現電鍍行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

本書介紹了綠色環(huán)保電鍍的重要意義及我國有關環(huán)保電鍍的法規(guī)和政策，總結概括了國內外近年來有關電鍍行業(yè)在清潔生產方面的經驗及成果，并積極采用和推行新技術、新工藝、新材料和新設備。

本書以電鍍清潔生產技術為主線，內容全面，重點突出、選材新穎、簡明實用。可以說“一書在手，環(huán)保電鍍全有”，且參考文獻豐富廣泛，并標注引用處，查閱方便。該書的另一特點是編著者結合多年來從事電化學工程、表面處理和電鍍技術的教學、科研和生產實踐，編入了較多的科研成果及獲獎項目的內容。

本書主要包括：無氰化電鍍技術，三價鉻電鍍裝飾鉻、三價鉻電鍍合金及復合鍍，綠色電子電鍍及化學鍍，代功能性鉻(Ⅵ)電鍍合金及復合鍍，無鉻轉化膜及三價鉻轉化膜，環(huán)保化學鍍等內容。

全書由屠振密教授主編，安茂忠教授和李寧教授審稿;第一、五、十章由屠振密教授編寫;第二章由屠振密教授和高鵬老師共同編寫;第三章由劉海萍老師編寫，第四章由屠振密教授和胡會利老師共同編寫;第六章由于元春老師編寫;第七章由胡會利老師編寫;第八章由畢四富老師編寫;第九章由胡會利老師和畢四富老師編寫。

本書在編寫過程中參閱和引用了國內外大量的文獻資料，并得到了蔣宇僑教授及張立茗教授的熱情支持，還得到應用化學系曹立新教授、滕祥國副教授和朱永明副教授的積極支持和幫助，在此一并表示衷心的感謝。

由于作者水平有限，疏漏之處在所難免，誠懇地希望讀者提出寶貴意見。

編著者于哈爾濱工業(yè)大學

2012年5月

目錄

第一章綠色電鍍的意義及實施

第一節(jié)綠色電鍍概述2

一、國外清潔生產的發(fā)展3

二、我國綠色電鍍發(fā)展現狀4

第二節(jié)綠色電鍍規(guī)范與清潔生產7

一、綠色環(huán)保法規(guī)7

二、電鍍清潔生產9

三、實施電鍍清潔生產的途徑10

第三節(jié)電鍍中的安全及防護17

一、電鍍中有害物質的來源及危害性17

二、電鍍工作人員操作注意事項22

參考文獻23

第二章無氰化環(huán)保電鍍技術

第一節(jié)無氰電鍍鋅26

一、無氰電鍍鋅概述26

二、無氰堿性鋅酸鹽鍍鋅28

三、氯化物鍍鋅33

四、氯化銨鍍鋅38

五、硫酸鹽電鍍鋅42

六、鍍鋅層的鈍化處理45

第二節(jié)無氰電鍍銅45

一、堿性無氰鍍銅45

二、酸性無氰鍍銅53

三、中性無氰鍍銅等57

第三節(jié)無氰電鍍銀、金和鎘等59

一、無氰鍍銀59

二、無氰鍍金65

三、無氰鍍鎘67第四節(jié)環(huán)保型仿金鍍72

一、仿金電鍍概述72

二、無氰電鍍仿金合金工藝74

參考文獻79

第三章綠色電子電鍍和化學鍍技術

第一節(jié)概述85

第二節(jié)電子產品單金屬電鍍86

一、電子產品電鍍銅86

二、電子產品電鍍鎳/金90

三、電子產品電鍍銀96

第三節(jié)電子產品可焊性無鉛錫合金電鍍99

一、電鍍錫鈰合金101

二、電鍍錫鉍合金105

三、電鍍錫銀合金110

四、電鍍錫銅合金112

五、電鍍錫鋅合金114

六、電鍍錫銦合金116

第四節(jié)電子產品的化學鍍117

一、化學鍍銅118

二、化學鍍鎳122

三、化學鍍金125

四、化學鍍錫131

五、化學鍍銀137

六、化學鍍鈀140

七、化學鍍銠142

參考文獻143

第四章三價鉻電鍍裝飾鉻電鍍

第一節(jié)三價鉻電鍍概述151

一、三價鉻電鍍簡述151

二、三價鉻電鍍研究現狀152

三、三價鉻電鍍溶液組成及工藝條件154

四、三價鉻電沉積機理157

五、三價鉻電沉積工藝的特征160

六、三價鉻電鍍用陽極162

第二節(jié)硫酸鹽三價鉻電鍍工藝165

一、硫酸鹽三價鉻電鍍工藝概述165

二、硫酸鹽三價鉻鍍液的組分及工藝條件166

三、典型硫酸鹽電鍍工藝性能測試及結果167

四、硫酸鹽電鍍鉻陽極材料的選擇170

第三節(jié)氯化物三價鉻電鍍工藝171

一、氯化物三價鉻電鍍工藝概述171

二、氯化物三價鉻鍍液中各組分的作用173

三、氯化物三價鉻電鍍工藝條件的影響177

四、氯化物體系三價鉻電沉積特性178

第四節(jié)三價鉻電鍍的維護與調整180

一、國內已商品化三價鉻電鍍工藝180

二、三價鉻鍍液的配制方法和所需設備180

三、三價鉻鍍液中雜質的影響及去除方法182

四、故障的產生及排除方法184

五、氯化物和硫酸鹽三價鉻電鍍特性對比185

第五節(jié)三價鉻電鍍黑鉻186

一、乙酸鹽草酸三價鉻電鍍黑鉻工藝187

二、三價鉻次磷酸鹽電鍍黑鉻工藝188

三、三價鉻電鍍黑鉻用于太陽能熱收集器190

四、鋅及鋅合金上電鍍黑鉻191

五、三價鉻和六價鉻混合溶液中電沉積黑鉻鍍層191

第六節(jié)三價鉻電鍍存在的問題及今后的發(fā)展趨勢192

一、目前存在的主要問題及解決途徑192

二、三價鉻電鍍的發(fā)展195

三、展望196

參考文獻196

第五章三價鉻電鍍合金及復合鍍層

第一節(jié)三價鉻電鍍合金203

一、三價鉻電鍍二元合金203

二、三價鉻電沉積三元合金等223

第二節(jié)三價鉻電鍍復合鍍層235

一、三價鉻電鍍復合鍍層概述235

二、三價鉻電鍍Cr/SiC復合鍍層235

三、三價鉻電鍍Cr/WC復合鍍層236

四、三價鉻電鍍CrFe/ZrO2復合鍍層240

參考文獻242

第六章代功能性鉻(Ⅵ)電鍍及化學鍍合金

第一節(jié)代功能性鉻(Ⅵ)電鍍合金247

一、電鍍NiP合金247

二、電鍍NiCo、NiW和NiMo合金253

三、電鍍CoW、CoMo及CoP合金265

四、電鍍NiWP、NiWB三元合金270

第二節(jié)代功能性鉻(Ⅵ)電鍍鎳基納米合金278

一、電鍍納米NiW合金278

二、電鍍納米NiP合金279

第三節(jié)代功能性鉻(Ⅵ)化學鍍鎳基合金281

一、化學鍍NiP合金281

二、化學鍍NiB合金285

三、化學鍍鎳合金性質286參考文獻292

第七章代功能性鉻復合鍍第一節(jié)概述295

一、復合鍍工藝的特點295

二、復合鍍的基本原理296

三、微粒的凈化與分散300

第二節(jié)鎳基復合電鍍301

一、鎳基氧化物復合電鍍301

二、鎳基氮化物復合電鍍310

三、鎳基碳化物復合電鍍314

第三節(jié)鎳合金基復合電鍍320

一、鎳磷基復合電鍍320

二、鎳鈷基復合電鍍325

三、鎳鎢(磷、硼)基復合電鍍333

第四節(jié)鎳磷基和鎳硼基化學復合鍍338

一、NiP基化學復合鍍338

二、NiB基化學復合鍍344

參考文獻345

第八章三價鉻轉化膜

第一節(jié)概述351

第二節(jié)鋅及其合金三價鉻轉化膜352

一、三價鉻轉化膜的形成機理353

二、三價鉻轉化膜處理液的組成及作用355

三、三價鉻轉化膜處理工藝357

四、三價鉻轉化膜處理工藝與鍍鋅工藝的選擇369

五、三價鉻轉化膜中的六價鉻殘留問題370

第三節(jié)輕金屬三價鉻轉化膜373

一、鋁及其合金三價鉻轉化膜373

二、鎂及其合金三價鉻轉化膜378

三、鈦及其合金三價鉻轉化膜379

參考文獻380

第九章無鉻轉化膜

第一節(jié)鍍鋅層的無鉻轉化膜385

一、鉬酸鹽及其復合鈍化膜385

二、硅酸鹽及其復合鈍化膜388

三、稀土鹽及其復合轉化膜389

四、鈦鹽轉化膜393

五、硅烷及其復合轉化膜395

六、其他體系轉化膜工藝397

第二節(jié)鍍錫層的無鉻轉化膜398

一、磷酸鹽鈍化膜399

二、鉬酸鹽、鎢酸鹽鈍化膜399

三、稀土金屬鹽鈍化膜400

四、鈦鹽與鋯鹽鈍化膜400

五、有機類與無機類協(xié)同轉化膜401

第三節(jié)鎂合金表面無鉻轉化膜402

一、磷酸鹽鈍化膜403

二、高錳酸鹽等含氧酸鹽鈍化膜403

三、錫酸鹽轉化膜404

四、稀土轉化膜405

五、植酸轉化膜406

六、其他無鉻轉化膜407

第四節(jié)鋁及鋁合金表面無鉻轉化膜408

一、鉬酸鹽鈍化膜408二、鋯鈦鹽轉化膜409

三、稀土金屬鹽轉化膜410

四、高錳酸鹽鈍化膜412

五、硅烷轉化膜412

六、其他類型轉化膜414

第五節(jié)鈦合金表面無鉻轉化膜415

一、磷酸鹽鈍化膜415

二、稀土元素轉化膜416

三、硅烷轉化膜417

四、阿洛丁工藝418

參考文獻418

第十章電鍍無害化生產的途徑及展望

一、電鍍“三廢”的產生及控制426

二、電鍍無害化與清潔生產427

三、電鍍無害化與可持續(xù)發(fā)展428

參考文獻429