堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝適合于白鈍和蘭白鈍化

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)(0.2A/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)8-1410

氫氧化鈉(g/L)100-140120

LAN-2005開(kāi)缸劑(ml/L)12-1414

LAN-2005光亮劑(ml/L)3-64

LAN-2005凈化劑(ml/L)2-43

LAN-2005調(diào)節(jié)劑(ml/L)2-43

溫度(℃)10-5025

Dk(A/d㎡)0.5-84

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(lèi)

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HV82-10570-9180-95

含氫量ml/1000g4.02.53.0

含碳量%0.450.250.85

與基體結(jié)合力25um200℃加熱2小時(shí)冷卻無(wú)起泡脫皮開(kāi)裂25um200℃加熱2小時(shí)冷卻無(wú)起泡脫皮開(kāi)裂25um200℃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-38A15g/L；BW-38B1g/L

HNO32.5-3.5ml/L；PH1.8-2.5

溫度10-35℃；T10-20s

白鈍化:BDJ白鈍劑40-50g/L；PH3.5-4.5

溫度10-35℃；T5-15s

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(lèi)

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㎡)0.5-50.5-50.5-8

溫度范圍(℃)10-4510-4010-50

分散能力(以高低區(qū)鍍層比值計(jì))2.5-33-3.51.5-2

深鍍能力353440

hk0.5-5A/d㎡658175

沉積速度um/小時(shí)25-3530-3830-35

溶液成本元/L0.8-0.91.2-1.50.9-1.2

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)(4A/d㎡)與低電流區(qū)(0.2A/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。