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鍍鋅電解液的分類(lèi)及它們的優(yōu)缺點(diǎn)
目前我國(guó)應(yīng)用的鍍鋅工藝分為堿性鍍鋅和酸性鍍鋅兩大類(lèi)。堿性鍍鋅分為氰化鍍鋅和鋅酸鹽鍍鋅(zincate bath)，氰化鍍鋅又分為高氰、中氰、低氰鍍鋅。鋅酸鹽鍍鋅就是堿性無(wú)氰鍍鋅。酸性鍍鋅目前主要是指氯化鉀鍍鋅。部分地區(qū)也有少數(shù)工廠應(yīng)用氯化銨鍍鋅。硫酸鹽鍍鋅由于應(yīng)用了高濁點(diǎn)、綜合性能好的載體光亮劑和主光亮劑，應(yīng)用量不斷擴(kuò)大，特別在我國(guó)北方地區(qū)(鍍鋅工藝的類(lèi)型和鍍液基本成分見(jiàn)表7-1)。
表7-1 鍍鋅工藝的類(lèi)型和鍍液基本成分／(g／L)
由于氰化物對(duì)環(huán)境的污染嚴(yán)重，加之許多工廠沒(méi)有完善的環(huán)保設(shè)施，排水超標(biāo)較多，在國(guó)家實(shí)施清潔工藝生產(chǎn)的今天，本章重點(diǎn)介紹氯化鉀鍍鋅、鋅酸鹽鍍鋅以及低氰鍍鋅的添加劑。
(一)氯化鉀鍍鋅工藝的優(yōu)缺點(diǎn)
1.優(yōu)點(diǎn)
①氯化鉀鍍鋅組成中無(wú)銨、無(wú)絡(luò)合劑和螯合劑。電鍍廢水處理比較簡(jiǎn)單。
②電流效率高達(dá)96％～99％，沉積速度快，約可增加25％～30％的產(chǎn)量，并可直接在難鍍的基體材料如鑄鐵、鍛鋼、高碳鋼等上鍍鋅。
③鍍液導(dǎo)電性好，槽壓低(掛鍍3～5V、滾鍍6～8V)，能源消耗比氰化鍍鋅、鋅酸鹽鍍鋅低，約可節(jié)電50％之多，而且鍍液操作溫度寬(5～65℃)，適應(yīng)性很強(qiáng)。
④鍍鋅層結(jié)晶細(xì)致，具有極佳的光亮度和整平性，類(lèi)似亮鎳、亮鉻的色澤。
⑤該工藝所得的鍍層，適合低鉻、超低鉻鈍化和三價(jià)鉻鈍化。鈍化膜色澤鮮艷，特別是白色、藍(lán)白色鈍化膜酷似裝飾鉻鍍層。
⑥鍍層延展性良好，加厚也不易龜裂和起泡，20μm厚的鋅層無(wú)明顯脆性。
⑦鍍液穩(wěn)定，操作維護(hù)簡(jiǎn)單可靠，鍍液成本費(fèi)用低廉。
2．缺點(diǎn)
①鍍液中有大量的氯離子，對(duì)設(shè)備有一定的腐蝕。
②對(duì)鍍前處理要求較高，工件入槽前脫脂、除銹要干凈，工件保持活化狀態(tài)，才能保證鋅層與基體良好的結(jié)合力。
③鍍液中鐵雜質(zhì)容易積累，如果不及時(shí)除去，沉積到鋅層中就會(huì)導(dǎo)致鈍化膜容易變色。
④鍍液添加劑中表面活性劑含量高，有機(jī)物或雜質(zhì)較多，鍍層耐蝕性不及氰化物和鋅酸鹽，排放的電鍍廢水雖容易處理重金屬，但COD含量較高。
(二)氰化鍍鋅工藝的優(yōu)缺點(diǎn)
1．優(yōu)點(diǎn)
①鍍液穩(wěn)定、可靠、分散能力與覆蓋能力都非常好，適用于電鍍幾何形狀復(fù)雜的零件。
②允許較差的前處理或不完善的前處置工藝,并能保持鍍層完好。
③鍍鋅層厚到30～40μm，仍與基體保持良好的結(jié)合力。
④鍍鋅層呈柱狀結(jié)構(gòu)，耐腐蝕性?xún)?yōu)于無(wú)氰電鍍，鍍層機(jī)械物理性能比無(wú)氰鍍鋅好。
⑤對(duì)鍍液中的金屬雜質(zhì)容許量較大。
2．缺點(diǎn)
①因含有劇毒氰化鈉，會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成公害，排放廢水較難處理，即使規(guī)范處理，成本也很高。在國(guó)家提倡保護(hù)環(huán)境；推行清潔生產(chǎn)工藝的今天，要盡量減少氰化鍍鋅工藝的應(yīng)用，即使應(yīng)用也要選用低氰和微氰工藝。
②電鍍效率較低，在難鍍的基體如鑄件、鍛件，含硫易削鋼、高碳鋼上鍍鋅時(shí)易滲氫。有的工件難以鍍上鋅。
③比氯化鉀鍍鋅耗能約高30％～40％。
(三)鋅酸鹽鍍鋅工藝的優(yōu)缺點(diǎn)
1．優(yōu)點(diǎn)
①成分簡(jiǎn)單，易于操作與維護(hù)管理。
②分散能力與覆蓋能力都好。
③容易進(jìn)行鉻酸鹽鈍化及無(wú)鉻鈍化，特別適應(yīng)三價(jià)鉻鈍化，且鈍化膜不易變色。
④鍍液不含任何絡(luò)合劑，廢水處理簡(jiǎn)單，是實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境、清潔生產(chǎn)的理想工藝之一。
2．缺點(diǎn)
①陰極電流效率較低，通常只能達(dá)到60％～80％，遠(yuǎn)低于氯化鉀鍍鋅。一般多用于掛鍍鋅。也像氰化鍍鋅工藝一樣對(duì)難鍍的基體材料如鑄鐵、鍛鋼、含硫易削鋼、高碳鋼存在滲氫的危險(xiǎn)，也不易鍍上。電鍍基體的適應(yīng)性不及氯化鉀鍍鋅。
②鍍鋅層硬度較大，韌性不及氰化鍍鋅，一般應(yīng)用厚度都控制在15μm以?xún)?nèi)。
(四)銨鹽鍍鋅工藝的優(yōu)缺點(diǎn)
1．優(yōu)點(diǎn)
①氯化銨鍍鋅工藝也是一種節(jié)能型工藝，鍍液電導(dǎo)率高、升溫慢，特別適用于滾鍍。
②鍍層細(xì)致，光亮均勻性好，易于進(jìn)行各種低鉻、超低鉻鈍化。
③分散能力、覆蓋能力好、電鍍效率高，適用于不同基材的電鍍。
2．缺點(diǎn)
①對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。
②電鍍廢水處理困難，排放廢液中殘留的銨離子與鍍液中的金屬雜質(zhì)(如銅、鎳)生成絡(luò)合物，在pH=9．5時(shí)，鋅可沉淀分離。但雜質(zhì)金屬仍殘存于水中，污染環(huán)境。
(五)硫酸鹽鍍鋅工藝的優(yōu)缺點(diǎn)
1．優(yōu)點(diǎn)
①主鹽濃度高、沉積速度快。
②鍍層細(xì)致、光亮、整平度也不錯(cuò)，除了適應(yīng)線材、卷板、型材、管材的連續(xù)電鍍之外，還可以進(jìn)行簡(jiǎn)單零件的滾鍍。
2．缺點(diǎn)
①分散能力與覆蓋能力有待提高。
②難以適應(yīng)幾何形狀復(fù)雜的零件的電鍍。
