高耐蝕鋅合金電鍍工藝鋅合金是指以鋅為主要成分并含有少量其它金屬的合金。目前已用于生產(chǎn)的二元鋅合金有:Zn-Ni,Zn-Co,Zn-Fe,Sn-Zn。Zn-Ti,Zn-Cr,Zn-P,Zn-Mn等還在開發(fā)研制試應(yīng)用中,鋅合金具有良好的防護(hù)性能,故常稱之為高耐蝕合金鍍層,其中研究的比較多,且應(yīng)用比較廣泛的主要是鋅和鐵族金屬形成的合金,即鋅-鎳、鋅-鈷和鋅-鐵。鐵族金屬的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相近,它們與鋅形成合金的共沉積特性也很相似。從電極電位來(lái)看,鐵族金屬的電位比鋅正的多,但在共沉積時(shí),鋅比鐵族金屬容易沉積而優(yōu)先沉積,這種沉積稱為異常共沉積。其原因是當(dāng)鋅與鐵族金屬在陰極表面共沉積時(shí),隨著陰極表面H2的析出,使表面pH升高,在陰極表面生成了氫氧化鋅膠體薄膜,致使鐵族金屬離子在陰極表面受到抑制而難以沉積,于是鋅在陰極表面優(yōu)先析出。3.1.1 電鍍鋅-鐵合金工藝及鈍化處理已獲得工業(yè)應(yīng)用的鋅-鐵合金有兩種:一種是含鐵量高的(10%~25%或更高)合金,該鍍層不易鈍化,易磷化處理,對(duì)油漆有良好的結(jié)合力,多用于鋼板和鋼帶的表面處理,作為電泳漆的底層;另一種是含微量鐵的鋅-鐵合金,鍍層易鈍化,耐蝕性能優(yōu)良,特別經(jīng)過(guò)黑色鈍化,其耐蝕性有很大提高。鋅-鐵合金工藝也可分為酸性和堿性兩種類型,合金鍍層含鐵量一般在0.2%~0.7%之間,鍍液中三價(jià)鐵離子不能含量過(guò)高,否則會(huì)降低陰極電流效率,結(jié)晶粗大。以下僅介紹低鐵含量電鍍工藝。
合金電鍍
1高耐蝕鋅合金電鍍工藝
2 電鍍鋅-鎳合金工藝及鈍化處理
堿性鋅鎳合金的工藝特點(diǎn):
1) 鎳含量穩(wěn)定,鍍層中鎳含量一般為8-10%。
2) 合金鍍層光亮,可直接鈍化。
3) 耐蝕性優(yōu)異,8μm的鋅鎳合金鍍層,經(jīng)彩色鈍化后能耐NSS試驗(yàn)1000小時(shí),不生白銹,2000小時(shí)未見紅銹。
4) 經(jīng)100°C烘烤一小時(shí)后,在NSS試驗(yàn)中出現(xiàn)白銹時(shí)間在300小時(shí)以上。
**堿性鋅鎳合金工藝
組 成 含 量 工 藝 條 件
氧化鋅(g/L)
氫氧化鈉(g/L)
硫酸鎳(g/L)
絡(luò)合劑(NZ-918C)g/L
添加劑(NZ-918A)ml/L
光亮劑(NZ-918B)ml/L 8—12
50—120
6—10
50—100
4—6
4—6 溫度 15~35°C
陰極電流密度:
DK=0.5~5.0A/dm2
陽(yáng)極:鋅、鍍厚鎳鋼板、鎳板
陰、陽(yáng)極面積比:=1:1.5~2
** 堿性鋅鎳合金鈍化工藝
白色鈍化 彩色鈍化
白色鈍化劑(NZ-918F)75g/L 彩色鈍化劑(NZ-918E)25~35ml/L
鈍化時(shí)間性 30~60秒 30~60秒
pH值 1.1~1.5 1.9~2.3
溫度 25~35°C 55~65°C
攪拌 工件移動(dòng)或無(wú)油壓縮空氣攪拌
**系武漢材保電鍍技術(shù)生產(chǎn)力促進(jìn)中心工藝
堿性鋅鎳合金及鈍化工藝多年來(lái)一直在汽車工業(yè),煤礦井下支架,軍用野戰(zhàn)輸油管線、電子產(chǎn)品(磁性材料)、電力輸變電支撐架等產(chǎn)品上獲得應(yīng)用.
3.2 代鉻工藝採(cǎi)用錫鈷鋅合金電鍍作代鉻鍍層,近幾年來(lái)在廣東地區(qū)獲得廣泛應(yīng)用。代鉻電鍍工藝, 鍍層色澤和耐蝕性可與鉻媲美, 能源消耗比鍍鉻低,鍍液的深鍍能力遠(yuǎn)勝于鍍鉻, 用于小零件的常規(guī)滾鍍生產(chǎn),經(jīng)濟(jì)效益顯著。代鉻電鍍工藝的工藝流程通常為:已鍍好底層的鍍件(包括酸性光亮銅、光亮鎳、鎳鐵、銅錫合金或鋅銅合金等 等)→水洗→弱酸活化→水洗→代鉻電鍍→水洗→鈍化→水洗→干燥→檢驗(yàn)→成品。典型的工藝配方和操作條件:代鉻開缸劑 320 毫升/升代鉻補(bǔ)給1號(hào) 90 毫升/升代鉻穩(wěn)定劑 50 毫升/升 代鉻補(bǔ)給3號(hào) 10 毫升/升(需更藍(lán)亮鍍層時(shí)才加入)pH值(可用磷酸或氫氧化鈉調(diào)整) 11.5~12.0溫 度 40~50℃陽(yáng) 極 1Cr18Ni9 Ti少量純鋅板(約占陽(yáng)極總面積1/5)電流密度 掛鍍時(shí) 0.5~2 A/dm2 滾鍍時(shí) 60~100 A/桶陰極移動(dòng) 25~30 次/分滾桶轉(zhuǎn)速 4~6 轉(zhuǎn)/分代鉻電鍍?nèi)芤汉卸喾N金屬鹽、絡(luò)合劑、緩沖劑和光亮劑。代鉻添加劑系列中每個(gè)品種的pH值都不相同,例如:代鉻補(bǔ)給1號(hào)pH值12~13,代鉻補(bǔ)給2號(hào)pH值2~3,代鉻開缸劑pH值7~8,代鉻穩(wěn)定劑pH值8~9,所以把多種金屬鹽、多種絡(luò)合劑等,不同的pH值溶液混合在一起,極容易引起鍍液混濁沉淀。配制時(shí)必須注意加料順序。在生產(chǎn)過(guò)程中鍍液輕微混濁是正常現(xiàn)象,對(duì)鍍液光亮度影響不大。但是,當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重混濁,鍍液變成乳白色狀,則鍍層易變成灰白色或暗色,即使再添加其它補(bǔ)給劑,也難以鍍出蘭白光亮的代鉻鍍層。必須及時(shí)處理。產(chǎn)生混濁的原因,主要是錫鹽水解或生成氫氧化鈷沉淀。當(dāng)穩(wěn)定劑含量不足或金屬離子濃度過(guò)高,或者pH值不當(dāng)和溫度過(guò)高都會(huì)加快鍍液混濁。另外,加入2號(hào)補(bǔ)給劑過(guò)多,鈷鹽濃度升高,絡(luò)合劑濃度不足,亦會(huì)出現(xiàn)氫氧化鈷沉淀,同時(shí)觸發(fā)錫鹽水解,導(dǎo)致出現(xiàn)粉紅色氫氧化鈷和白色的偏錫酸沉淀物。工藝條件控制和常見故障鍍液的溫度對(duì)鍍層外觀影響較大,在38~45℃鍍層呈光亮鉻白色,溫度低,色澤偏暗,類似不銹鋼色;溫度高,鍍層有霧狀或亞白色,同時(shí)也加速錫鹽水解,產(chǎn)生混濁,故溫度不宜超過(guò)55℃。代鉻電鍍滾桶轉(zhuǎn)速宜在3~4轉(zhuǎn)/分左右。較慢的轉(zhuǎn)速有利于增加鍍液的分散能力和深鍍能力,鍍出白亮鍍層;若轉(zhuǎn)速過(guò)快,代鉻層質(zhì)量變差,有漏鍍和鍍層發(fā)黃等毛病。代鉻電鍍要用正式的1鉻18鎳9鈦不銹鋼板作陽(yáng)極,如果用不銹鐵或鐵板,陽(yáng)極會(huì)發(fā)生溶解,鍍層容易發(fā)黃。3.3 玫瑰金電鍍工藝玫瑰金電鍍工藝:是九十年代末流行的電鍍工藝。 玫瑰金工藝可以獲得流行的玫瑰金色,色澤鮮艷、均勻,具有極好的裝飾效果。成熟的玫瑰金電鍍工藝應(yīng)工藝穩(wěn)定,操作簡(jiǎn)單,溶液的深鍍能力和均鍍能力優(yōu)異,成本較低。常見的玫瑰金電鍍工藝的配方和工藝條件:玫瑰金鹽 50克/升氰 化 鈉 50克/升溫 度 45℃~55℃ 時(shí) 間 40秒~2分鐘電 流 密 度 0.5~5A/d㎡陽(yáng) 極 不銹鋼板工藝流程除用鍍玫瑰金代替鍍仿金外,其余工藝與鍍仿金完全相同。玫瑰金中各主要成份和輔助成份均有嚴(yán)格比例,生產(chǎn)時(shí)不要加入任何金屬鹽或懸掛可溶性陽(yáng)極,只要按消耗量添加補(bǔ)給劑,在工藝范圍內(nèi)便可獲得穩(wěn)定的色調(diào)。進(jìn)入玫瑰金槽的工件和掛具必須清洗干凈。帶入其它鍍液會(huì)嚴(yán)重影響玫瑰金效果。嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成玫瑰金液報(bào)廢。