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酸性鍍缽由于歷史較短，其工藝中存在的問(wèn)題 還沒(méi)有得到很好的解決。電鍍添加劑供應(yīng)商的研究 成果能夠解決掛鍍生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，但還不能夠 解決滾鍍生產(chǎn)中存在的問(wèn)題。為此，本文總結(jié)了維護(hù)酸性滾鍍辭鍍液的經(jīng)驗(yàn)，探討了影響產(chǎn)品質(zhì)量和 生產(chǎn)成本的一些因素，并制定了溫度范圍較寬的酸 性滾鍍缽工藝。
1 光亮劑的選擇
對(duì)于酸性滾鍍辭而言，光亮劑是影響產(chǎn)品質(zhì)量 和生產(chǎn)成本的重要因素。首先，光亮劑要具有抗雙 氧水氧化的能力，否則用雙氧水處理鐵雜質(zhì)時(shí)會(huì)消 耗大量的光亮劑。例如:某公司的酸性鍍辭光亮劑 做赫爾槽試驗(yàn)效果很好，在掛鍍生產(chǎn)線上表現(xiàn)出了較好的性能，但在滾鍍生產(chǎn)線上的三次試生產(chǎn)都以 失敗而告終。其原因?yàn)?酸性掛鍍辭受鐵雜質(zhì)污染 較輕，一般不用雙氧水處理;酸性滾鍍鑄受鐵雜質(zhì)污 染較重，用雙氧水處理時(shí)光亮劑遭到了嚴(yán)重的破壞。
通過(guò)赫爾槽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):試片在低電流密度區(qū)鍍 層有 10 mm 呈現(xiàn)灰白色時(shí)，酸性滾鍍鑄的出光速率就會(huì)明顯下降。因此，選擇深鍍能力好和在低電流 密度區(qū)出光速率快的光亮劑特別重要。目前，一些電鍍廠在酸性滾鍍輯時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)出光速率變慢的問(wèn) 題，光亮劑過(guò)量又會(huì)出現(xiàn)彩色鈍化脫膜、藍(lán)白鈍化變 色等問(wèn)題。
提高酸性滾鍍缽鍍液的性能，選擇光亮劑是前 提條件，只有選擇適合滾鍍的光亮劑，才能夠在提高 產(chǎn)品質(zhì)量和降低生長(zhǎng)成本上獲得雙贏。
2 鐵雜質(zhì)對(duì)鍍液的影晌及處理方法
2.1 鐵雜質(zhì)的來(lái)源和增長(zhǎng)速率
鐵雜質(zhì)的來(lái)源有以下三個(gè)途徑:(1)從活化工序帶入鍍槽 ;(2) 電鍍開(kāi)始后，滾桶中包夾在內(nèi)部的 鐵件在鍍液中溶解 ;(3) 工件和一些鐵屑掉入鍍槽 中被腐蝕。其中，第二個(gè)途徑是鍍液中鐵雜質(zhì)的主 要來(lái)源。
從四條酸性滾鍍錚鍍槽取樣，用鐵鐵試劑光度 法測(cè)定鐵雜質(zhì)的質(zhì)量濃度[1] 。在開(kāi)工前用雙氧水處 理鐵雜質(zhì)，同時(shí)向鍍液中加入活性炭吸附新生成的 氫氧化鐵懸浮物，過(guò)濾鍍液。開(kāi)工后連續(xù)測(cè)定 6 h ，鍍液溫度控制在 26 30 oc 范圍內(nèi)。結(jié)果表明:鍍槽中鐵雜質(zhì)每 h 增長(zhǎng) 3. 74. 8 mg/ L。鐵雜質(zhì)按此速率增長(zhǎng)，每生產(chǎn)兩個(gè)班次就需要處理一次。本次測(cè)定是在冬季，夏季鍍槽溫度較高，鐵雜質(zhì)的增長(zhǎng)速率 會(huì)相應(yīng)地加快。
2.2 鐵雜質(zhì)對(duì)赫爾槽試片的影響
從四條酸性滾鍍缽鍍槽取樣做 250 mL 赫爾槽試驗(yàn)，用 1 A 電流施鍍 10 min; 另取鍍液分別加入 一定量的硫酸亞鐵，在相同條件下做赫爾槽試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果，如表 l所示。其中，d。表示原液試片近陰 極端燒焦長(zhǎng)度 ;d J 表示加入鐵雜質(zhì)后試片近陰極端 燒焦長(zhǎng)度。結(jié)果表明:鐵雜質(zhì)使試片高電流密度區(qū) 鍍層燒焦面積增大。在高電流密度區(qū)，水電解產(chǎn)生 氫氧根，使試片表面附近鍍液的 pH 值升高，鐵雜質(zhì) 以氫氧化物的形式夾雜在鍍層中，鍍層便會(huì)出現(xiàn)燒 焦現(xiàn)象。
表 1 鐵雜質(zhì)對(duì)赫爾槽試片的影晌
2.3 pH 值對(duì)處理鐵雜質(zhì)的影響
處理酸性鍍缽溶液中的鐵雜質(zhì)一般采用雙氧水 氧化法[巧。取酸性鍍餌溶液 5 L ，經(jīng)分析，鍍液中鐵 雜質(zhì)的質(zhì)量濃度為 46 .4 mg/ L。將鍍液分成五份， 每份 1 L，用鹽酸和氫氧化鈾溶液將五份鍍液調(diào)至 不同的 pH 值。分別向五份鍍液中加入雙氧水0.05 mL ，同時(shí)攪拌鍍液;再分別向五份鍍液中加入活性炭 0.1 g ，用定量濾紙過(guò)濾后分析鍍液中鐵雜質(zhì) 的質(zhì)量濃度，試驗(yàn)結(jié)果，如表 2 所示。結(jié)果表明:pH 值在 4. 5 5. 3 的范圍內(nèi)，大部分雙氧水與鍍液中的 光亮劑發(fā)生了副反應(yīng);在 pH 值較低的條件下，雙氧 水的有效利用率較高。因此，在用雙氧水處理鐵雜質(zhì)時(shí)，應(yīng)向鍍液中加入鹽酸將 pH值調(diào)至工藝下限。
這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，可能是光亮劑中的某些中間體的還原性隨 pH 值的升高而迅速增加，與氧化 Fe2+ 相 比，雙氧水氧化這些中間體的速率提高得更快。
2.4 處理方法
由上述試驗(yàn)結(jié)果可知:向酸性鍍缽溶液中加入雙氧水 O. 05 mL/ L ，pH 值在 4.5 5.3 范圍內(nèi)，鐵 雜質(zhì)的質(zhì)量濃度降低 10. 2 17. 3 mg/ L。分析鐵雜 質(zhì)的質(zhì)量濃度，計(jì)算雙氧水的用量，將鐵雜質(zhì)的質(zhì)量 濃度降至一個(gè)合適的范圍內(nèi)(如 20 30 mg / L)，避 免雙氧水的過(guò)量加入。加入稀鹽酸降低鍍液的 pH 值，向鍍液中準(zhǔn)確加入雙氧水井?dāng)嚢桢円海円褐猩?成氫氧化鐵沉淀，可加入 O. 1 0. 2 g/ L 活性炭吸附 氫氧化鐵，過(guò)濾鍍液。處理鐵雜質(zhì)在電鍍過(guò)程中進(jìn) 行，對(duì)酸性滾鍍缽無(wú)影響。每天兩班生產(chǎn)，需要處理 一次。
用雙氧水處理鐵雜質(zhì)后，在過(guò)去的電鍍專著 中[刀 ，一般要求將鍍液的 pH 值調(diào)至 6 ，然后過(guò)濾鍍 液。試驗(yàn)表明，這個(gè)步驟不是必要的。有關(guān)資料表 明[3J :在 pH 值為 4. 1 時(shí)，鐵雜質(zhì)已完全沉淀。酸性 鍍缽溶液中含有棚酸，對(duì)鍍液的 pH 值起緩沖作用。 將鍍液的 pH 值調(diào)至 6 ，過(guò)濾后再將 pH 值降至工藝 范圍內(nèi)，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，在實(shí)際生產(chǎn)中不便于操作。
3 鍍液中各組分的影晌
3.1 硼酸
從四條酸性滾鍍辭鍍槽取樣做 250 mL 赫爾槽 試驗(yàn)，用 1 A 電流施鍍 10 min; 另取鍍液分別加入 棚酸 5 g/ L 和 10 g/ L ，用氫氧化鈾溶液調(diào)節(jié) pH 值 與原鍍液的相同，在相同條件下做赫爾槽試驗(yàn)，試驗(yàn) 結(jié)果，如表 3 所示。結(jié)果表明:隨著棚酸的質(zhì)量濃度 的增加，試片高電流密度區(qū)鍍層燒焦面積減小。
表 3 硼酸對(duì)赫爾槽試片的影晌
酸性鍍缽層出現(xiàn)滾桶眼子印本質(zhì)上是鍍層產(chǎn)生 燒焦現(xiàn)象，大體上有兩種原因:(1)當(dāng)平面鍍件貼在 滾桶壁上時(shí)，滾桶眼處的電流密度很高，水的電解反 應(yīng)導(dǎo)致鐵的氫氧化物沉淀夾雜在鍍層中，使鍍層燒 焦 ;(2) 光亮劑被雙氧水破壞后，鍍液能承受的電流密度降低，即便鐵雜質(zhì)的質(zhì)量濃度很低，滾桶眼處鍍層也容易燒焦。其中，第一種原因起主導(dǎo)作用。生 產(chǎn)實(shí)踐表明:采用質(zhì)量濃度較高的棚酸，可以抑制滾 桶眼子印的產(chǎn)生。目前，酸性鍍缽工藝一般規(guī)定跚 酸的質(zhì)量濃度為 25 35 g / L，個(gè)別供應(yīng)商規(guī)定棚酸 的質(zhì)量濃度為 30 40 g / L。
3.2 氯化鋅和氧化鉀
氧化鋅是酸性鍍缽溶液的主鹽，增加氯化鎳的質(zhì)量濃度，高電流密度區(qū)鍍層不易燒焦，可以提高電流密度的上限。但氯化鎊的質(zhì)量濃度較高時(shí)，鍍層 的光亮度下降，尤其對(duì)于酸性滾鍍辭而言，氯化鑄的 質(zhì)量濃度對(duì)鍍層光亮度的影響特別明顯。做赫爾槽試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn):降低氯化辭的質(zhì)量濃度，可以明顯提 高試片低電流密度區(qū)鍍層的光亮度。某公司在生產(chǎn) 中發(fā)現(xiàn):酸性滾鍍缽鍍液中氯化鎊的質(zhì)量濃度偏高 時(shí)，鍍層容易變得粗糙，將氧化鎊的質(zhì)量濃度控制在45 55 g / L 比較適宜。 氧化梆是酸性鍍鑄溶液的導(dǎo)電鹽，同時(shí)其可以提高鍍液的均鍍能力。赫爾槽試驗(yàn)表明:隨著氯 化棚的質(zhì)量濃度的增加，試片低電流密度區(qū)鍍層的 光亮度增加。
4 漂洗水的回收
一些鈕類產(chǎn)品和木螺絲藏水量大，每天兩班生 產(chǎn)，一條滾鍍槽每月能帶出三條鍍槽的鍍液，損失很 大。采用創(chuàng)新技術(shù)回收酸性滾鍍辭帶出液，即:在滾 鍍線上設(shè)置一個(gè)回收槽，鍍件電鍍前先經(jīng)過(guò)回收槽 漂洗，把清水帶入回收槽;然后進(jìn)入鍍槽電鍍，把回 收液帶入鍍槽;鍍件鍍完出槽時(shí)經(jīng)過(guò)回收槽漂洗，把 鍍液帶入回收槽。實(shí)踐表明，采用這種回收方法可 回收約 36 %的帶出液歸。
5 生產(chǎn)實(shí)踐
某公司酸性滾鍍鑄生產(chǎn)線出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題較 多，長(zhǎng)期得不到妥善的解決。其主要原因?yàn)?雙氧水 破壞主光亮劑和輔助光亮劑，使鍍液的出光速率變慢;雙氧水破壞載體光亮劑，使主光亮劑(書叉丙酣和鄰氯苯甲醒)的溶解性變差，同樣導(dǎo)致鍍液的出光速率變慢，同時(shí)還導(dǎo)致鍍層燒焦;雙氧水破壞光亮劑 中具有還原性的中間體，當(dāng)鍍液中光亮劑的中間體比例失衡時(shí)，向鍍液中補(bǔ)加光亮劑可以提高出光速率，但鍍液中添加劑的質(zhì)量濃度過(guò)高時(shí)，會(huì)出現(xiàn)影色 鈍化脫膜、藍(lán)白鈍化變色等問(wèn)題。
鍍缽車間原材料消耗和返電率連續(xù)幾個(gè)月一直 超標(biāo)，跟進(jìn)車間調(diào)查發(fā)現(xiàn):在處理鐵雜質(zhì)時(shí)，車間過(guò) 量使用雙氧水，造成鍍液性能下降，車間效益下滑。 采取糾正措施后，原材料消耗和返電率全部達(dá)標(biāo)，車 間恢復(fù)了正常狀態(tài)。
6 寬溫酸性滾鍍鑄工藝
根據(jù)長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐和對(duì)酸性鍍缽光亮劑的研 究，制定了 401 酸性滾鍍辭工藝:氯化辭 455g / L，氯化餌 200 230 g / L，棚酸 30 35 g / L，401主光劑 1 mL/ L，401 輔光劑 30 mL/ L，pH 值 4.55.5 ，5.56 . 5 V ，15 45 oC ，40 120 min，采用全 浸式滾鍍，連續(xù)過(guò)濾。
401 酸性滾鍍缽工藝具有鍍液穩(wěn)定、出光速率 快、均鍍能力和深鍍能力好、彩色鈍化不脫膜、藍(lán)白 鈍化不易變色等優(yōu)點(diǎn)。試驗(yàn)表明:401 主光劑和 401 輔光劑都具有較好的抗雙氧水氧化能力，用雙氧水 處理鐵雜質(zhì)時(shí)對(duì)鍍液的副作用較小。從電鍍廠家取 樣做赫爾槽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):試片全光亮，不存在高電流密 度區(qū)鍍層燒焦和低電流密度區(qū)鍍層不光亮的問(wèn)題。 該工藝的溫度范圍較寬，在 45 oC 的條件下做 250 mL 赫爾槽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，試片全光亮。采用 401 酸性 滾鍍缽工藝可以用自來(lái)水冷卻鍍液，降低生產(chǎn)成本; 而采用常溫酸性滾鍍缽工藝則需要使用冷凍機(jī)降低 鍍液的溫度，在南方地區(qū)夏季耗電很高。
