適合于白鈍和蘭白鈍化的堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝

0. 前言

堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝具有鍍液組成簡(jiǎn)單、結(jié)晶細(xì)致、鍍層易于鈍化，鍍層的彩色鈍化膜不易變色，以及電鍍廢水處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)經(jīng)過(guò)廣大電鍍界同仁的不懈努力，該工藝的各項(xiàng)性能有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，尤其是近年來(lái)各種新型堿性鋅酸鹽光亮劑的問(wèn)世，使該工藝的深鍍能力和均鍍能力及鍍層光亮度，均比氰化物鍍鋅和老的堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝（以DPE+BPC(48%)等為添加劑的工藝）有了很大提高。我公司引進(jìn)的國(guó)際（美國(guó)）品牌LAN-2005高性能堿性鍍鋅工藝，特別適應(yīng)于白鈍和蘭白鈍化，能比較好地解決白鈍化和蘭白鈍易發(fā)黃的缺陷。

1. 堿性鋅酸鹽鍍鋅光亮劑

堿性鋅酸鹽鍍鋅的關(guān)鍵是研制開(kāi)發(fā)合適的添加劑，只有有了性能優(yōu)異的添加劑，才能有高性能的堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝。我公司最近推出的LAN-2005高性能環(huán)保鋅工藝是21世紀(jì)最新無(wú)氰鍍鋅技術(shù)之一，較好地解決了因鍍層高光亮、鍍層厚度過(guò)高造成的脆性問(wèn)題，鍍層的厚度更加均勻，鍍液的耐溫性更佳，可以在較高溫度（在48℃亦能得到光亮及裝飾性鍍層）進(jìn)行生產(chǎn)；該工藝具有優(yōu)秀的低電流區(qū)覆蓋能力及均度能力，高電流區(qū)（4A/d㎡）與低電流區(qū)（0.2 A/d㎡）鍍層厚度比在1.5-2，傳統(tǒng)的堿性鋅酸鹽鍍鋅與氰化鍍鋅比比值一般在3左右，大大地節(jié)省鋅的耗量，節(jié)約成本，對(duì)鍍液中的異金屬雜質(zhì)有良好的容忍性。

2. 工藝配方及操作條件

LAN-2005工藝

參數(shù) 范 圍 標(biāo) 準(zhǔn)

金屬鋅（g/L） 8-14 10

氫氧化鈉（g/L） 100-140 120

LAN-2005開(kāi)缸劑（ml/L） 12-14 14

LAN-2005光亮劑（ml/L） 3-6 4

LAN-2005凈化劑（ml/L） 2-4 3

LAN-2005調(diào)節(jié)劑（ml/L） 2-4 3

溫度(℃) 10-50 25

Dk(A/d㎡) 0.5-8 4

3. 堿性鋅酸鹽鍍鋅溶液中雜質(zhì)的控制

氫氧化鈉最好選用精制級(jí)，工業(yè)級(jí)的要求純白無(wú)雜色，略帶黃色或淡紅色的氫氧化鈉最好不用。鋅陽(yáng)極應(yīng)選用高純度的鋅錠，一般為0#鋅錠，W（Zn）≥99.95%，低純度的鋅陽(yáng)極雜質(zhì)含量較高，會(huì)產(chǎn)生各種各樣的電鍍故障，特別是蘭白鈍化或白鈍更會(huì)帶來(lái)致命的影響。氧化鋅的純度要求99.9%，其中W（Pb）≤0.002%，W(Ca)≤0.005%。

配制鍍液可采用溶鋅法，水質(zhì)最好是去離子水，井水等高硬度水源是不能使用的。鍍液最好采用連續(xù)過(guò)濾，采用連續(xù)過(guò)濾不僅能大大減小光亮劑，開(kāi)缸劑的消耗量，同時(shí)對(duì)保證鍍層獲得良好的蘭白鈍化外觀和白鈍化外觀是至關(guān)重要的。

4．幾種鍍鋅溶液的鍍液和鍍層性能比較

我們對(duì)氰化物鍍鋅，以DPE+BPC（48%）等為添加劑的堿性鍍鋅及本工藝就鍍液性能，鍍層性能力等幾個(gè)方面進(jìn)行了簡(jiǎn)單比較，見(jiàn)表1和表2。

表1 鍍層性能比較表

鍍層種類

試驗(yàn)項(xiàng)目 DPE+BPC（48%）等

堿性鋅酸鹽工藝 氰化物鍍鋅 本工藝

表面狀態(tài) 光亮細(xì)致 光亮細(xì)致 光亮細(xì)致

金相結(jié)構(gòu) 柱狀結(jié)晶 纖維柱狀結(jié)晶 柱狀結(jié)晶

顯微硬度HV 82—105 70—91 80—95

含氫量ml/1000g 4.0 2.5 3.0

含碳量% 0.45 0.25 0.85

與基體結(jié)合力 25um 200℃加熱2小時(shí)冷卻無(wú)起泡脫皮開(kāi)裂 25um 200℃加熱2小時(shí)冷卻無(wú)起泡脫皮開(kāi)裂 25um 200℃加熱2小時(shí)冷卻無(wú)起泡脫皮開(kāi)裂

鍍層脆性 彎曲90° 無(wú)裂紋 無(wú)裂紋 無(wú)裂紋

反復(fù)彎曲90° 無(wú)裂紋 無(wú)裂紋 無(wú)裂紋

反復(fù)彎曲多次直至斷裂 不脫落 不脫落 不脫落

耐磨性能 5%鹽霧試驗(yàn)24小時(shí) 5%鹽霧試驗(yàn)24小時(shí) 5%鹽霧試驗(yàn)24小時(shí)

白鈍化性能 評(píng)為1—2級(jí) 評(píng)為1—2級(jí) 評(píng)為1—2級(jí)

白鈍后發(fā)黃 好 好

蘭白鈍外孔 易發(fā)黃 好 好

實(shí)踐表明，新型堿性鋅酸鹽工藝不論其鍍液和鍍層性能都已達(dá)到或部份已超過(guò)了氰化物鍍鋅，LAN—2005堿性鋅酸鹽鍍鋅，宜于接受各種鈍化，需要特別指出的是本工藝所獲鍍導(dǎo)層十分適合于進(jìn)行蘭白鈍化和白鈍化，蘭白鈍化和白鈍化的外觀已非常接近氰化物鍍鋅。

工藝流程：化學(xué)除油→水洗→水洗→水洗→酸洗→水洗→水洗→電解除油→水洗→水洗→活化→水洗→水洗→堿性鋅酸鹽鍍鋅→水洗→水洗→出光→水洗→蘭白鈍化或白鈍化→水洗→水洗→80℃熱水燙干→快速干燥

三價(jià)鉻蘭白鈍化：BW—38A 15g/L ； BW—38B 1g/L

HNO3 2.5—3.5 ml/L ； PH 1.8-2.5

溫度 10—35℃ ； T 10—20s

白鈍化: BDJ白鈍劑 40—50 g/L ； PH 3.5—4.5

溫度 10—35℃ ； T 5—15s

要使堿性鍍鋅的蘭白鈍化或白鈍化外觀感良好，必須保持鍍液本身干凈（最好連續(xù)過(guò)濾），同時(shí)注意鍍層的光亮一般即可，通過(guò)良好的出光來(lái)保證鍍層潔白外觀，清潔水的硬度不能過(guò)高，熱水燙后快速干燥。當(dāng)然配制鈍化液最好用純水（去離子水），井水等高硬度水源是絕對(duì)不允許使用的，否則會(huì)大大影響鍍層的外觀色調(diào)。

表2 鍍液性能比較

鍍液種類

電鍍液性能 DPE+BPC（48%）等的鍍液 氰化物鍍鋅液 本工藝鍍液

Dk范圍(A/d㎡) 0.5-5 0.5-5 0.5-8

溫度范圍（℃） 10-45 10-40 10-50

分散能力（以高低區(qū)鍍層比值計(jì)） 2.5-3 3-3.5 1.5-2

深鍍能力 35 34 40

hk0.5-5A/d㎡ 65 81 75

沉積速度um/小時(shí) 25-35 30-38 30-35

溶液成本元/L 0.8-0.9 1.2-1.5 0.9-1.2

電鍍液維護(hù)要求 較高 一般 較高

對(duì)前處理要求 嚴(yán)格 一般 嚴(yán)格

電鍍液的穩(wěn)定性 穩(wěn)定 穩(wěn)定 穩(wěn)定

廢水處理 調(diào)節(jié)pH沉淀 困難 調(diào)節(jié)pH沉淀

鍍液毒性 基本無(wú)毒 劇毒 基本無(wú)毒

對(duì)環(huán)境的影響 很小 很大 很小

在測(cè)定高電流區(qū)（4 A/d㎡）與低電流區(qū)（0.2 A/d㎡）鍍層厚度比值時(shí)，影響比值的因素很多，例如，氫氧化鈉含量，鋅離子含量，異金屬和有機(jī)雜質(zhì)，鍍液溫度均有影響，對(duì)其影響最大的是開(kāi)缸劑，光亮劑的配比及含量，因此可以通過(guò)測(cè)此比值來(lái)確定鍍液中的開(kāi)缸劑，光亮劑等添加劑的增減。

5. 結(jié)論

（1）LAN-2005工藝具有優(yōu)異性能，各項(xiàng)指標(biāo)幾乎全部達(dá)到或超過(guò)了氰化物鍍鋅。

（2）LAN-2005工藝適合于進(jìn)行白鈍化和蘭白鈍化，較好地解決了白鈍化和蘭白鈍膜易發(fā)黃的毛病，為更好地推廣堿性環(huán)保鋅，提供了可靠保障。