??
(貴陽華科電鍍有限公司,貴州貴陽, 550006)
摘 要：介紹堿性無氰鋅鈷合金電鍍工藝、鍍層和鍍液性能及槽液維護控制。鍍層耐蝕性高,鍍液穩(wěn)定性好,是理想的鋅合金鍍層。
關(guān)鍵詞：堿性鋅鈷合金電鍍;耐蝕性;穩(wěn)定性
1 前言
鋅合金電鍍近年來發(fā)展迅猛,由于優(yōu)異的耐腐蝕性能,應(yīng)用越來越廣泛,我們公司先后開發(fā)了鋅鎳合金(中鎳、高鎳)、鋅鐵合金、鋅鈷合金電鍍。鋅鈷合金鍍層由于鈷的作用,鍍層在腐蝕過程中,鋅優(yōu)先溶解,其腐蝕產(chǎn)物主要以氫氧化鋅形式存在,對腐蝕起阻擋作用;鈷向內(nèi)層富集,形成阻擋層,減緩了腐蝕速度;隨著鈷含量的提高,耐蝕性提高,當(dāng)鈷含量超過1%,耐蝕性隨鈷含量提高變化幅度變小,鈷含量一般控制在0·3% -1·0%,耐中性鹽霧試驗可達1000h,是同等厚度鍍鋅層的三倍以上。以前鋅鈷合金電鍍多為氯化物類型,這里介紹的是堿性鋅鈷合金電鍍及鈍化工藝。
2 鋅鈷合金電鍍工藝
2·1 工藝流程
裝掛(滾、掛鍍)→化學(xué)除油→熱水洗→化學(xué)除油→熱水洗→流動冷水洗→酸腐蝕→流動冷水洗→鋅鈷合金電鍍→流動冷水洗→出光→流動冷水洗→鈍化→流動冷水洗→封閉→干燥→檢驗。
2·2 電鍍?nèi)芤号浞郊肮に嚄l件
鋅鈷合金電鍍?nèi)芤号浞郊肮に嚄l件見表1。
2·2·1 鋅及鈷鹽
都是主鹽,鋅范圍寬,鈷控制在30ppm-120 ppm;鍍液中鈷含量增加,鍍層中鈷含量也隨著增加。要沉積0·3%的鈷,鍍液中鈷的濃度約為30ppm,沉積0·5%的鈷,鍍液中鈷含量約為50ppm,有5%的偏差,但是相當(dāng)接近;如果需要鍍層中含2%的鈷,至少需要含鈷200ppm的鍍液。該工藝最難得的是合金中鈷的含量可以很高,除特殊要求外,很少有超過1%的。在大多數(shù)情況下,只需控制鍍液中鈷的含量就能得到鍍層中所需的鈷的含量。
2·2·2 鈷鹽絡(luò)合劑
主要保持鈷鹽在鍍液中的穩(wěn)定性。如果含量太高,他會抑制所沉積合金鍍層中的含鈷量的范圍和沉積速度。
2·2·3 光亮劑及開缸劑
提高陰極極化。該鍍液具有優(yōu)良的分散能力、深鍍能力及較寬的電鍍范圍。
2·2·4 電流密度
該工藝電流密度范圍很寬,電流密度對鍍層鈷含量影響不大。
2·2·5 溫度
溫度提高,鍍層鈷含量增加。
2·3 出光
硝酸,mL/L
2-10
時間, s 3-5
2·4 鈍化
鈷含量低,便于鋅鈷合金鈍化。鍍層鈷含量一般控制在0·3% -1·0%,當(dāng)鈷含量大于2%,難以形成良好的鈍化膜。
鈍化色澤有:彩色、白色、橄欖色及黑色。三價鉻鈍化后鍍層鹽霧試驗達300h無白銹。
(1)三價鉻彩色鈍化
HK200-A,mL/L 100-150
HK200-B,mL/L 60-100
pH 1·8-2·2
溫度,℃ 20-40
時間, s 20-60
(2)三價鉻黑色鈍化
HK300-A,mL/L 60-100
HK300-B,mL/L 30-70
pH 1·8-2·3
溫度,℃ 25-35
時間, s 30-60
3·鍍液維護控制
3·1 鈷含量的控制
根據(jù)鍍層鈷含量要求,計算鈷添加劑消耗。鈷含量為0·50%的鍍層,消耗鈷添加劑400mL/kA·h,鈷含量為0·75%的鍍層,消耗鈷添加劑600mL/kA·h。補充鈷添加劑時,應(yīng)同時補加鈷鹽絡(luò)合劑,添加比例1: 1。
3·2 鐵含量的控制
鐵會與鈷在合金中共沉積,控制鐵的含量是不太可能的,因為在鍍液中鐵與鈷一樣可溶。但是可以通過工件在進入鍍槽前加強淋洗、中和,盡可能保持工件干凈,以減少鐵的帶入。
3·3 鋅雜質(zhì)含量的控制
為了減少陽極鋅錠金屬雜質(zhì)的影響,最好以溶鋅液的方式補充。
3·4 鍍液雜質(zhì)處理方法
(1)小電流通電處理金屬雜質(zhì);
(2)鋅粉加活性炭處理金屬雜質(zhì)及有機物雜質(zhì)。
4 鍍層和鍍液性能
4·1 深鍍能力
內(nèi)孔法測量,電流密度2A/d?,電鍍30min時,H/=2·5。
4·2 均鍍能力
遠近陰極法測量,電流密度2A/d?,K=5,T=[(K-M) /(K+M-2)]×100% =77%·
4·3 電流效率
庫倫法測量,電流密度2A/dm2時,電流效率=70%。
4·4 結(jié)合力
采用彎曲試驗。180°彎曲,與鋼鐵基體結(jié)合力良好,無起皮、脫落。
4·5 耐蝕性
鍍層含鈷量0·6%時,中性鹽霧試驗達300h無白銹, 1000h無紅銹。
5·鋅鈷合金電鍍故障及處理
鋅鈷合金電鍍故障及處理方法見表2。
6·結(jié)論
(1)堿性鋅鈷合金電鍍層鈷含量均勻,且鈷含量容易控制,可以得到高含量的鋅鈷合金鍍層;
(2)鍍層硬度是鍍鋅層的2·5倍;
(3)鍍液分散能力、覆蓋能力均能與堿性鍍鋅媲美,鍍層脆性小,耐蝕性優(yōu)良;
(4)槽液維護方便,穩(wěn)定性好,電流范圍寬,電流效率70%左右。
鋅合金電鍍近年來應(yīng)用越來越廣,正逐步替代電鍍鋅;鋅鈷合金鍍層對二氧化硫具有良好的耐蝕能力,中性鹽霧試驗可達1000h,在汽車、地鐵配件如管道系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等方面有廣泛的應(yīng)用,還可用于各種標(biāo)準(zhǔn)件及緊固件等。
參考文獻
[1]沈品華、屠振密..電鍍鋅及鋅合金[M].北京:機械出版社2002. 1
[2]馮輝.電鍍理論與工藝[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2008. 9
