碱性镀锌
- 格式:doc
- 大小:64.00 KB
- 文档页数:4
碱性锌酸盐镀锌工艺的特点和维护所谓碱性锌酸盐镀锌,是指以氧化锌为主盐、以氢氧化钠为络告剂的镀锌工艺,这种镀液在添加剂和光亮剂的作用下,可以镀出籍氰化物镀锌一样良好的镀锌层。
由于这一工艺主要是靠添加剂来改善锌电沉积的过程,因此正确使用添加剂是这个工艺的关键。
黔碱性锌酸盐镀锌存在的一个主要缺点是主盐浓度低和不能镀得太鬻。
随着电镀添加剂技术的进步,这个问题已经获得解决。
这种新工艺的一个典型例子是武汉风帆电镀公司开发的ZN-500镀锌工艺。
工艺配方和操作条件:氧化锌6.8~23.4(滚镀9~30)g/L氢氧化钠75~150(滚镀90~150)g/LZN一500光亮剂15~20mL/LZN-500走位剂3~5(滚镀5~10)mL/L温度l8~50℃阴极电流密度0.5~6 A/dm2阳极99.9%以上纯锌板这一新工艺的显著特点如下。
(1)主盐浓度宽。
氧化锌的含量在7~24g/L的范围都可以工作,镀液的稳定性提高。
(2)适合于滚镀。
这时的主盐浓度可以提高至9~30g/L,管理方便。
(3)镀层脆性小。
经过检测,镀层的厚度在31pm以上仍具有韧性而不发脆,经l80℃去氢也不会起泡。
(4)工作温度范围较宽。
在50℃时也能获得光亮镀层。
(5)具有良好的低区性能和高分散能力。
适合于对形状复杂的零件挂镀加工。
(6)镀后钝化性能良好。
可以兼容多种钝化工艺,且对金属杂质如钙、镁、铅、镉、铁、铬等都有很好的容忍性。
很显然,这种镀锌工艺已经克服了以往无氰镀锌存在的缺点,使这一工艺与氰化物镀锌一样可以适合多种镀锌产品的需要。
这种新工艺的优点还在于它与其他类碱性无氰镀锌光亮剂是基本兼容的,只是停止加入原来的光亮剂,然后通过霍尔槽试验来确定应该补加的ZN一500的量。
初始添加量控制在0.25mL/L,再慢慢加到正常工艺范围并补入走位剂。
在杂质较多时,还应加入ZN一500配套的镀液净化剂。
当对水质纯度不确定时,可以在新配槽时加入相应的除杂剂和水质稳定剂各1mL/L。
碱性镀锌工艺流程
《碱性镀锌工艺流程》
碱性镀锌是一种常用的金属表面防腐蚀工艺,通过在金属表面镀上一层锌,可以有效地防止金属材料因氧化而产生锈蚀。
下面将介绍碱性镀锌的工艺流程。
首先,对需要镀锌的金属材料进行表面处理,包括去除油污、锈蚀和其他杂质。
这一步是非常重要的,因为金属表面的清洁度会直接影响镀锌层的质量和附着力。
接着,将经过表面处理的金属材料浸入碱性镀锌槽中。
在这个槽中,含有碱性的镀锌溶液,可以有效地将锌层镀在金属表面上。
一般镀锌溶液中含有的主要成分为氯化锌和氯化铵。
在浸镀过程中,需要控制镀锌溶液的温度、PH值和电流密度
等参数,以确保镀锌层的厚度均匀和质量稳定。
另外,还需要定期检查镀锌槽的镀锌液浓度和成分,及时补充和调整,以保持镀锌工艺的稳定和可靠性。
最后,经过一定时间的浸镀,取出金属材料并进行清洗和干燥,即可得到一层均匀的锌镀层。
这样处理过的金属材料,便具有了优良的防腐蚀性能和美观的外观。
总的来说,碱性镀锌工艺流程是一个相对简单而有效的防腐蚀工艺,通过合理的操作和管理,可以使金属材料拥有更长的使用寿命和更好的外观效果。
第1篇一、实验目的1. 了解碱性镀锌的基本原理和工艺流程。
2. 掌握碱性镀锌溶液的配制方法和操作技巧。
3. 分析碱性镀锌镀层的性能和影响因素。
二、实验原理碱性镀锌是指在碱性溶液中,利用电解原理在金属工件表面沉积一层锌镀层。
该镀层具有良好的耐腐蚀性能、结合力和外观。
碱性镀锌溶液主要由氧化锌、氢氧化钠、光亮剂、稳定剂等组成。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:电镀槽、直流电源、搅拌器、温度计、pH计、磁力泵、阳极、阴极、工件等。
2. 试剂:氧化锌、氢氧化钠、光亮剂、稳定剂、去离子水等。
四、实验步骤1. 准备工作:将工件进行表面处理,包括清洗、除油、活化等,确保工件表面清洁、无锈、无油。
2. 配制镀液:按照以下配方配制碱性镀锌溶液(单位:g/L):- 氧化锌:150- 氢氧化钠:200- 光亮剂:1- 稳定剂:2将去离子水加入电镀槽中,加热至60-70℃,加入氧化锌,搅拌至完全溶解。
待溶液冷却至室温,加入氢氧化钠、光亮剂和稳定剂,搅拌均匀。
3. 调整pH值:用pH计测定镀液pH值,调节至10.5-11.5。
4. 电镀过程:- 阳极:选用纯锌板,阴极:工件。
- 阳极与阴极距离:5-10cm。
- 电流密度:1-2A/dm²。
- 电镀时间:30-60分钟。
- 搅拌:采用磁力搅拌器进行搅拌,确保镀液均匀。
5. 镀后处理:电镀完成后,将工件取出,用去离子水冲洗,去除表面残留的镀液。
然后进行钝化处理,提高镀层的耐腐蚀性能。
五、实验结果与分析1. 镀层外观:镀层表面光滑、均匀,无气泡、无裂纹,颜色呈银白色。
2. 镀层结合力:镀层与工件表面结合良好,无剥落现象。
3. 镀层耐腐蚀性能:经盐水浸泡试验,镀层表面无锈蚀现象。
4. 影响因素分析:- 氧化锌浓度:氧化锌浓度越高,镀层厚度越大,但耐腐蚀性能会下降。
- 氢氧化钠浓度:氢氧化钠浓度越高,镀层结晶越细,耐腐蚀性能越好,但电流效率会降低。
- 光亮剂和稳定剂:光亮剂和稳定剂可提高镀层的光亮度和耐腐蚀性能,但用量不宜过多,以免影响镀层质量。
酸性镀锌和碱性镀锌的工艺
酸性镀锌和碱性镀锌是两种不同的镀锌工艺,它们在镀锌过程中使用的化学物质和工艺条件有所不同。
酸性镀锌工艺是指在酸性条件下进行镀锌处理的工艺。
在这种工艺中,通常使用硫酸或氯化铁等酸性溶液来溶解锌盐,然后通过电化学反应将锌层沉积在金属表面上。
这种工艺通常用于镀锌薄钢板和管材。
碱性镀锌工艺则是指在碱性条件下进行镀锌处理的工艺。
在这种工艺中,通常使用氢氧化钠或氢氧化钾等碱性溶液来溶解锌盐,然后进行电化学反应将锌层沉积在金属表面上。
这种工艺通常用于镀锌重型钢材和大型零部件。
总的来说,酸性镀锌工艺更适用于细小的金属零件,而碱性镀锌工艺更适用于较大和较重的金属零件。
两种工艺都需要严格控制工艺条件和化学物质的使用,以确保镀锌层的质量和均匀性。
酸性镀锌镀液PH值在4-6(PH值越小,酸性越强;PH值越大,碱性越强。
一般从0-7属酸性,7-14属碱性。
)目前镀锌工艺主为碱性锌酸盐和酸性氯化钾镀锌。
酸性镀锌(氯化钾镀锌)
优点:1、镀层鲜艳。
2、镀覆速度快,效率高,成本较低。
缺点:1、镀锌层为片状,结合力差,易脱落。
2、防腐能力差,镀层的耐盐雾性能实验无法保证。
3、镀层脆性大,时间长钝化膜易变色。
碱性镀锌(锌酸盐镀锌)
优点:1、镀层结合力较好,镀锌层为柱状结构;
2、防腐蚀能力强,镀层的耐盐雾性能试验较好,可达到72小时以上;
3、彩色钝化膜附着能力好,不易变色。
缺点:1、镀前处理要求较高;
2、电阻率大,生产效率低;
3、电镀时碱味重,刺鼻。
4、色彩相对较暗,不如酸锌鲜艳。
根据两种不同镀锌的优缺点,酸性镀锌无法保证产品符合ROHS标和要求,质量无法保证,应采用碱性镀锌工艺。
碱性无氰镀锌工艺太原辛田精细化工有限公司是一家经营电镀添加剂的高科技企业,主营业务:化学除油剂、金属活化剂、铜保护剂、镀半光亮镍(暗镍)和亮镍添加剂、镀镍除杂剂、镀铬添加剂、镀金添加剂等。
XT-305碱性无氰镀锌技术先进、环保,可用于挂镀和滚镀。
镀出的锌层光亮、覆盖均匀、应力低、延展性好、耐腐蚀性能优异、无针孔结合力好。
镀液使用简单、维护容易、产品质量稳定、增加产品效率,可适用于多种生产线。
经过后期钝化处理可以获得兰白、彩虹、绿色及黑色的表面。
该工艺不含任何螯合剂和络合剂,对环境污染小。
所需药品:1. ZINCBRITE NCZ XT-305A 用于开缸及补充。
2.ZINCBRITE NCZ XT-305B 光亮剂促进剂。
3. ZINCBRITE NCZ XT-305C 光亮添加剂,消除无机杂质的影响。
4. ZINCBRITE NCZ XT-305D 水调整剂,处理水。
5. 金属锌6. 氢氧化钠7. 去离子水所需设备:槽子:PVC或者其他认可材料的不锈钢槽。
加热器:钢,钛或者PTFE,加热器必须有关闭阀门和低液位保护装置。
冷却器:如需要,钢,钛或者PTFE管式循环冷却系统。
挂具和滚桶:覆塑料挂具,聚丙烯滚桶。
搅拌:滚桶,阴极棒或过滤溶液(每小时至少过滤1-2次)通风:需要过滤:需要,并应连续过滤,使用10u的滤芯。
滤芯应放置在锌溶解槽的外部(每小时至少过滤1-2次)。
不能用滤纸。
阳极:中碳钢,锌在另外的槽中溶解后在添加。
锌溶解槽:使用高纯度的锌粒或者锌块,放置于钢蓝中。
溶解槽的体积相当于操作槽的10%。
溶解槽锌阳极的量一般为100kg/1000AH,如果锌溶解量低,则需增加锌与钢的接触表面积。
(如下图)电镀参数:挂镀参数:(工艺在电流密度范围内操作)滚镀参数:(工艺在电流密度范围内操作)开缸步骤:1、清洗槽子,加入2/3的水;2、缓慢的加入计算量的氢氧化钠,溶解后降温(30℃);3、将高纯锌装入钢蓝中放入槽中(在锌溶解的过程中注意通风),当溶液中锌的浓度达到14g/l时取出锌阳极,;4、加水到适量体积(注意所加添加剂的体积),搅拌均匀,冷却,过滤。
碱性镀锌问题及处理方式1. 碱性镀锌过程碱性镀锌是一种将锌层镀在钢铁表面的过程,通过在含有碱性离子的电解液中通以电流,将锌原子从阳极中迁移至阴极(钢铁表面)上,形成锌层。
该过程与酸性镀锌不同,其电解液的pH值高于7。
2. 碱性镀锌问题虽然碱性镀锌能够在一定程度上保护钢材不被氧化,但是它也存在一些问题:2.1 镀层不均匀在碱性镀锌过程中,电镀液的流动和渗透有一定的局限性。
如果电解液对于钢铁表面的覆盖不均匀,便会导致镀层的厚度不均匀,流不畅,出现空镀、缺陷等问题,从而影响镀层的质量。
2.2 镀层质量不佳碱性镀锌相对于酸性镀锌,在镀层的均匀性和牢度等方面劣于酸性镀锌。
此外,在钢铁表面有油脂、氧化皮等污染物的情况下,碱性镀锌的效果也会受到影响,无法达到镀层的要求。
2.3 镀层厚度不足镀锌后钢材表面形成的锌层的厚度可能无法达到要求,从而在使用过程中,不能达到预期的保护效果3. 处理方式在碱性镀锌过程中出现问题,需要采取相应的处理方式:3.1 控制电镀液的质量在碱性镀锌的过程中,电镀液的质量对于镀层的质量至关重要。
为了确保电镀液的质量,应该加强电镀液对镀件的覆盖,定期清理电极,保证电极的清洁和对称性,以及进行常规的检测和维护。
3.2 控制电镀过程的工艺参数在进行碱性镀锌的过程中,需要控制好电流密度、电压等工艺参数,以确保铁件上的锌层能够均匀、牢固地贴附,从而保证镀层的质量和厚度。
3.3 净化钢铁表面在镀前处理阶段,可以采用物理和化学方法来净化钢铁表面,除去表面上的油脂、污垢、氧化皮等,以保证镀层的质量。
4. 结论虽然碱性镀锌存在一定的问题,但是通过采取适当的处理方式,可以控制这些问题,从而得到优质的镀层。
在实际的镀锌生产中,应该加强对于镀锌设备和电镀液的维护,定期检查和清洗设备和电极,控制好工艺参数,以确保镀层的质量和厚度。
碱性镀锌问题及处理方式1.低电流密度区出现黑色或灰色镀层2.铸铁零件较难沉积上镀锌层3.镀层呈海绵状4.镀层结合力差的原因及解决方法5.沉积速度慢的原因及解决方法6.镀液中锌含量过快积累和阳极钝化的原因及解决方法7.镀锌层出现粗糙或粗糙发暗的原因及解决方法8.镀层钝化膜质量故障(发花、变色、变暗等)9.锌酸盐镀锌层起泡故障的分析与处理实例10.镀层有条纹和气流状11.锌酸盐滚镀锌,滚筒突然发生爆炸12.锌酸盐镀锌液中锌浓度快速下降是什么原因?如何处理?低电流密度区出现黑色或灰色镀层1.原因分析铅离子污染:当镀锌液中铅离子的含量超过15m9/L时,镀液的分散能力下降,镀层经稀硝酸出光后会出现黑色或灰色条纹。
铅离子主要是由劣质锌阳极带人的,为防止铅的污染,锌阳极需用0#锌或l#锌。
铁离子污染:镀液中铁离子含量高达50m9/L,如铁离子含量进一步提高,镀液就会出现胶体絮状物,镀层钝化后会出现紫蓝色,而且镀层容易出现气泡。
铁离子主要是由劣质氢氧化钠或工件带人。
因此,要选用白色片碱,带赤色的氢氧化钠绝对不可用,工件进入镀槽前应彻底清洗。
为调解阴、阳极面积比例,应当使用镍板或镀镍铁板作为阳极。
铜离子污染:镀液中铜离子含量高达20m9/L时,得到的镀锌层粗糙,光亮度降低,且光亮电流密度范围随铜离子含量的增加而逐渐缩小。
铜离子主要是由挂勾和洗刷导电铜杠时带入的。
2.解决方法硫化钠处理:取0.19/L~0.59/L化学纯硫化钠,溶于20倍以上的冷水中,在剧烈搅拌下,缓慢加入到镀液中,加完后继续搅拌20min,使之与镀液中的重金属离子充分反应,生成硫化物沉淀去除。
锌粉处理:取l9/L~39/L锌粉,在剧烈搅拌下缓慢加入镀液中,使之与重金属离子发生置换反应,加完后继续搅拌20min,静止2h后进行过滤,静置时间不宜过长,否则失去处理意义。
低电流电解处理:取镀镍铁板数块作阴极(面积宜大些),以0.1A/dm2~0.2A /dm2的电流密度进行电解处理,处理时间视试镀后情况而定。
新一代碱性镀锌及三价铬钝化工艺前言随着科学技术和现代工业的发展,环境污染带来的危害和影响也越来越明显,人类赖以生存的环境已受到越来越严重的威胁,近年来,人们已意识到环境保护的重要性以及保护环境意识的增强,各国都加强了对环境保护的研究,并相应采取了治理措施和建立了相应的法规。
为了实现清洁化生产,本公司研制开发了换代型的碱性无氰锌酸盐镀锌及三价铬镀锌后处理系列产品。
我国早在前 70 年代就大规模的开展了无氰电镀的研究和推广,并取得了可喜的成绩,目前氯化物镀锌和碱性锌酸盐镀锌已占主导地位,而酸性镀锌和碱性锌酸盐镀锌各有优劣。
酸性镀锌的优点在于优良的装饰性,较高的电流效率,也正是由于它的这些优点使得酸锌的均度能力较差,而且镀层显层状结构,故其耐蚀性不如锌酸盐镀锌,新一代碱性镀锌的优点是具有良好的深镀能力及分散能力,镀层显柱状,具有优良的耐蚀性,从功能性角度来看锌酸盐镀锌的耐蚀性要大于酸性氯化物镀锌。
而且从镀层的柔软性来说,新一代的锌酸盐镀锌的柔软性好于酸性镀锌 , 一般说,做高档件使用新一代锌酸盐镀锌,做中低档件使用酸性镀锌。
镀锌层的耐蚀性除了镀层本身的质量,还要依靠镀后的钝化处理 , 传统使用六价铬钝化工艺 , 由于其操作简单,质量可靠,并且钝化膜性能可满足多种要求,一直受到人们重视而沿用至今。
其致命缺点是六价铬污染环境。
为了解决六价铬公害问题,国内外电镀工作者在三价铬钝化工艺的推广应用方面做了大量工作。
本文主要讨论了本公司开发研究的新一代碱性锌酸盐镀锌及其配套三价铬钝化工艺。
传统锌酸盐镀锌与新型锌酸盐镀锌的比较HKS-308 (新型换代产品)DE , DPE (传统产品)非络合物体系,废水处理简单络合物体系,废水处理复杂分散能力和覆盖能力好,镀层均匀,镀层高低区厚度相差不大。
分散能力和覆盖能力不如 HKS-308 镀层高低区厚度相差比较大不能与氰化钠配合使用,氰化钠镀液转缸需要一个过镀阶段。
可以与氰化钠配合使用电流密度范围宽,可以承受较大电流,容许 Zn 2+ 浓度较高不易烧电流密度范围窄,承受电流及容许 Zn 2+ 浓度不如 HKS-308低应力,镀层延展性好。
碱性镀锌常见故障分析摘要:碱性镀锌工艺由于得到的镀层结晶细密,深度能力和分散能力好,镀液稳定,废水易处理而得到广泛应用,但该工艺允许温度范围窄,工作时有刺激性气体。
笔者根据几年来工作中遇到的问题,对碱性镀锌工艺中常见的故障及排除方法进行了总结。
关键词:碱性镀锌镀层结合力电流效率碱性镀锌工艺不含氰化物,废水易处理;镀层结晶细密,光泽好,分散能力和深镀能力接近于氰化镀液,适合于形状复杂的零件电镀;镀液稳定,维护方便;对设备无腐蚀性,综合经济效益好[1]。
基于以上优点该工艺得到广泛应用,笔者根据几年来工作中遇到的问题,对碱性镀锌工艺中常见的故障及排除方法进行了如下总结,希望对同行朋友们有所帮助。
1 故障现象、产生原因及排除方法1.1 镀层发暗、不光亮1)产生原因a.光亮剂不足;b.锌高碱低;c.槽液温度过高;d.金属杂质污染;e.电流过低;f.水质太差。
2)排除方法a.补加光亮剂;b.分析溶液含量,进行调整(可适当减少锌阳极面积或采用不溶性阳极);c.降低温度或加冷却装置(镀液的最佳温度为10℃~35℃,加入光亮剂可容忍45℃左右较高温度,但温度高光亮剂则消耗大,溶液稳定性变差,分散和深度能力均会降低[1]);d.加入除杂剂;小电流电解处理或加入锌粉处理(溶液中的主要金属杂质为Cu2+、Pb2+、Fe2+,一般Cu2+不得大于15mg/l,Pb2+不得大于2mg/l,Fe2+不得大于50mg/l,锌粉处理加入量为1~3g/l);e.提高电流;f.用去离子水或定期加入水质净化剂(按1%量加入)。
1.2 镀层粗糙1)产生原因a.电流太高;b.溶液中有悬浮颗粒;2)排除方法a.降低电流;b.过滤去除(溶液中的悬浮颗粒主要是阳极产生的阳极泥,所以一定要使用的阳极袋);1.3 电流效率低1)产生原因a.锌含量低;b.开缸剂不足;c.温度过低;d.阴极面积过大,装挂零件过多。
2)排除方法a.分析溶液,调整锌含量(由于ZnO在溶液中难直接溶解,可以采用增加阳极面积的方法);b.补加开缸剂;c.提高温度或加装保温装置;d.减少装挂零件数量以减少阴极面积;1.4 镀层起泡或结合力差1)产生原因a.前处理不彻底;b.光亮剂含量过高;c.溶液被有机杂质污染;d.溶液被金属杂质污染;e.温度低而阴极电流密度过高。
分析与解决碱性镀锌的常见故障(1)镀层粗糙,钝化膜不亮。
镀液温度太高;阴极电流密度过大,镀液中锌含量过高或氢氧化钠及DPE含量太低;镀液中有固体微粒或异金属杂质过多等都会引起这类故障。
分析故障时,先观察一下现象,假使镀件的向上面镀层较粗糙,可能是镀液中有固体微粒;若零件的边缘和尖端处粗糙现象较严重,可能是电流密度太大;如果镀锌层尚好,但在3%硝酸中出光时,镀层上有黑影,钝化时膜层出现棕褐色,可能是镀锌液中有铜或铅等异金属杂质。
产生这类故障时,先检查温度和电流密度,再通过镀液分析,测定并调整镀液中锌和氢氧化钠的含量,DPE含量是否偏低,可以通过赫尔槽试验来了解。
假使镀层粗糙都不是上述原因引起,那就可能是镀液中的杂质造成的,可以取少量镀液,进行过滤后做Ⅰ试验,再取少量镀液,用锌粉处理后做试验,检查故障是否是固体微粒或铜、铅等异金属杂质引起,逐项试验,故障的原因就不难找到。
(2)镀层起泡,结合力不好。
镀前处理不好;镀液温度过低;添加剂质量不好或添加剂及有机杂质过多等会造成结合力不好。
碱性锌酸盐镀锌液的除油和活化能力比氰化物镀锌液差,所以对前处理的要求比氰化物镀锌高,除油不彻底或酸腐蚀过度都会造成镀层起泡。
但是这类镀液容易起泡的主要原因是有机添加剂在镀层晶面上的吸附,使原有晶体或某些晶面不能正常生长,导致出现新晶核或某些晶面的畸形发展;或者是有机添加剂在镀层中的夹附,阻碍了晶格的正常排列,引起晶格畸变,从而增大了镀层的内应力,导致镀层起泡。
一般是添加剂用量愈多,镀液温度愈低,则添加剂在电极表面的吸附量也愈大;从而使镀层有更大的内应力而更容易起泡。
添加剂的质量对镀层起泡也有影响,有些添加剂合成时反应不完全,在长期存放期间或长期使用过程中产生继续聚合的情况,这样的添加剂,可能容易使晶格畸变而产生应力,造成镀层起泡。
当镀层起泡时,首先检查镀液温度。
假使镀液温度不低,再加强镀前除油、防止基体金属在酸中过腐蚀。
倘若注意了这些问题,起泡现象依然存在,那就应该注意添加剂的用量和质量,这时可以停止补充添加剂,用大电流电解一段时间,以降低添加剂的含量,观察起泡现象是否改善。
DF-06环保碱性镀锌添加剂系列工艺概述声明:此概述内关于本公司产品所有建议,是根据本公司信赖的实验及资料:因不能控制其它从业者的实际操作,所以本公司不能保证及负责任何不良后果。
本资料不做为任何侵犯版权的依据。
一、前言:DF-06添加剂系列是一种新型、完全无氰的环保镀锌工艺,并可用于氰化镀锌转换,转换极为方便,不影响正常生产。
镀层适合于各种后处理钝化工艺(特别适合黑锌钝化)。
适合于挂镀和滚镀。
工艺操作方便,易于维护,有助于企业提高产品合格率,减少生产维护费用。
二:设备:⒈使用聚氯乙烯或低碳钢制作镀槽,低碳钢槽必须与电路绝缘。
⒉冷却和加热设备是必要的。
(加热设备适合于寒冷地区)⒊过滤设备、过滤泵功率为每小时循环镀液2-3次为标准。
⒋不建议使用打气装置。
⒌阳极:建议使用低碳钢冷扎板。
⒍建议使用辅助溶锌槽,可提高槽液纯度,减少杂质污染。
三、前处理:前处理步骤对电镀是十分重要的,应根据制品的实际情况采取相应的对策,以求达到最佳效果。
环保碱性镀锌不象氰化镀锌那样具有内在去油能力,因此需要良好的去油和酸洗工序,建议使用以下的工艺流程:热碱超声波除油→两次流动水洗→酸洗→两次流动水洗→碱中和→电解除油→两次流动水洗→酸活化→两次流动水洗→碱中和→电镀→两次流动水洗→超声波清洗→出光→两次流动水洗→钝化→两次流动水洗→热水老化→干燥→包装四、槽液配制:⒈槽液配制可采用以下两种方式:注:可用自来水配制,但水的硬度不高于25度,不管怎样,如需较好的镀层,至少要用纯水(≤10ppm)配制新槽。
①氧化锌配制:使用氧化锌和氢氧化钠配制,但要选用高纯度的氧化锌和氢氧化钠。
配制方法:将计算用量的氧化锌用少量水调成糊状。
缓慢加入计算用量的氢氧化钠,边加边搅拌,直至呈透明状,补加所需体积的水(镀槽材质耐高温的可直接在镀槽内完成配制,否则需在镀槽外完成此工序)。
②溶锌槽配制:把锌阳极放入钢篮子中,可使用两个金属形成“电池效应”,改善锌的溶解。
DF-06环保碱性镀锌添加剂系列工艺概述声明:此概述内关于本公司产品所有建议,是根据本公司信赖的实验及资料:因不能控制其它从业者的实际操作,所以本公司不能保证及负责任何不良后果。
本资料不做为任何侵犯版权的依据。
一、前言:DF-06添加剂系列是一种新型、完全无氰的环保镀锌工艺,并可用于氰化镀锌转换,转换极为方便,不影响正常生产。
镀层适合于各种后处理钝化工艺(特别适合黑锌钝化)。
适合于挂镀和滚镀。
工艺操作方便,易于维护,有助于企业提高产品合格率,减少生产维护费用。
二:设备:⒈使用聚氯乙烯或低碳钢制作镀槽,低碳钢槽必须与电路绝缘。
⒉冷却和加热设备是必要的。
(加热设备适合于寒冷地区)⒊过滤设备、过滤泵功率为每小时循环镀液2-3次为标准。
⒋不建议使用打气装置。
⒌阳极:建议使用低碳钢冷扎板。
⒍建议使用辅助溶锌槽,可提高槽液纯度,减少杂质污染。
三、前处理:前处理步骤对电镀是十分重要的,应根据制品的实际情况采取相应的对策,以求达到最佳效果。
环保碱性镀锌不象氰化镀锌那样具有内在去油能力,因此需要良好的去油和酸洗工序,建议使用以下的工艺流程:热碱超声波除油→两次流动水洗→酸洗→两次流动水洗→碱中和→电解除油→两次流动水洗→酸活化→两次流动水洗→碱中和→电镀→两次流动水洗→超声波清洗→出光→两次流动水洗→钝化→两次流动水洗→热水老化→干燥→包装四、槽液配制:⒈槽液配制可采用以下两种方式:注:可用自来水配制,但水的硬度不高于25度,不管怎样,如需较好的镀层,至少要用纯水(≤10ppm)配制新槽。
①氧化锌配制:使用氧化锌和氢氧化钠配制,但要选用高纯度的氧化锌和氢氧化钠。
配制方法:将计算用量的氧化锌用少量水调成糊状。
缓慢加入计算用量的氢氧化钠,边加边搅拌,直至呈透明状,补加所需体积的水(镀槽材质耐高温的可直接在镀槽内完成配制,否则需在镀槽外完成此工序)。
②溶锌槽配制:把锌阳极放入钢篮子中,可使用两个金属形成“电池效应”,改善锌的溶解。
碱性锌酸盐镀锌工艺简介碱性无氰镀锌为环保型的镀锌,镀液不用剧毒的氰化物,废水易处理。
但不同年代开发的添加剂,特点各有差异。
20世纪70年代的国产碱性无氰镀锌镀液的特点是①镀层结晶细密,光泽好,分散能力和深镀能力接近氰化镀液;②镀液稳定、操作维护方便;③对设备无腐蚀性;④综合经济效益好。
这种镀液亦存在沉积速度慢、允许温度范围窄(高于40%不好)、厚度超过15μm时有脆性。
20世纪90年代进口的碱性无氰镀锌添加剂的特点是①高分散能力,高低电流区镀层厚薄非常均匀,高电流区(4A/dm2)与低电流区(0.2A/dm2)镀层厚度比为l.2~1.5(一般产品为2.0~3.0),大大节省锌的耗量,同时节省了成本;②低脆性,厚度20μm,可以任意弯曲,镀层不脱落;在200℃下恒温烘烤60min后立即浸入冷水中骤冷,镀层不起泡;③深镀能力超过氰化镀锌,低电流区沉积速度更快,镀层厚,出光后不会漏镀。
这类工艺存在光亮度较低,抗杂能力较差,镀层易发黄、发雾,镀液不耐高温,需要冷却。
例如安美特3000、开宁100#工艺。
进入21世纪后,中国碱性无氰镀锌添加剂综合性能达国际领先水平,不但具有20世纪70年代DPE-Ⅲ的高光亮特性与90年代进口光剂的无脆性、高分散能力特性,解决了因镀层高光亮造成的脆性问题,亮度与酸性镀锌相媲美。
因镀层更光亮,所以蓝白钝化,不易发黄;镀液耐温性更佳,45℃也能镀出光亮产品;操作范围宽广,赫尔槽6A电流时试片仅有0.5cm烧焦,赫尔槽0.2A电流时试片也能光亮,适合于大面积工件及复杂零件的电镀;抗杂能力强,普通片碱、自来水即可使用。
1、碱性锌酸盐镀锌工艺规范碱性锌酸盐镀锌主要成份的范围一般为:锌8-16g/L,氢氧化钠105-140g/L,添加剂适量,锌碱比10-14:1,温度15-45℃,电流密度1-5A/dm2。
2、槽液配制槽液配制可采用以下两种方式:注意,可用自来水配制,但水的硬度不能过高,不管怎样,如需较好的镀层,至少要用纯水(电导率≤10us)配制新槽。
碱性镀锌光亮剂配方组成,镀锌原理及生产工艺碱性镀锌光亮剂广泛应用在电镀行业, 禾川化学引进国外配方破译技术,专业从事碱性镀锌光亮剂成分分析、配方还原、研发外包服务,为碱性镀锌光亮剂相关企业提供一整套配方技术解决方案。
碱性锌酸盐镀锌工艺具有镀液组成简单、结晶细致、镀层易于钝化、镀层的彩色钝化膜不易变色以及电镀废水处理简单等优点。
碱性锌酸盐镀锌的关键是选用合适的光亮剂,用于该工艺的光亮剂大致可分为载体光亮剂、主光亮剂及其他的辅助光亮剂。
1.载体光亮剂(初级光亮剂)初级光亮剂也称为载体光亮剂,主要起细化晶粒的作用;常与次级光亮剂相组合。
载体光亮剂大多数含有一种或几种有机胺、醇胺、含氮杂环化合物与醇及卤代烷反应而生成的大分子化合物。
有机胺与环氧氯丙烷的缩合物DPE-:I 二甲氨基丙胺与环氧氯丙烷的缩聚物DPE-I:I 二甲氨基丙胺与环氧氯丙烷的缩聚物的季铵盐DPE-II:I 二甲氨基丙胺、乙二胺与环氧氯丙烷的缩聚物DE:二甲胺与环氧氯丙烷的缩合物KR-7:盐酸羟胺与环氧氯丙烷的缩合物其他类物质与环氧氯丙烷的缩合物甲醛、糠醛、吡啶、烟酸、乙醇胺、哌嗪、吡唑、咪唑等与环氧氯丙烷或环氧丙烷反应生成的大分子化合物。
如:咪唑与环氧氯丙烷、有机胺的反应物,常作为载体光亮剂使用。
其它类的载体光亮剂现在国内外很多较新型的光亮剂也可以用聚胺砜类, 以及含有特殊官能团的聚胺类化合物作载体光亮剂, 此类化合物具有光亮范围宽、均镀能力和深镀能力好等优点。
常见的有一下几种:1)聚乙烯醇(PVA):作为氰化镀锌的载体光亮剂2)聚乙烯亚胺及其衍生物:锌酸盐镀锌的光亮剂,可防止高电流密度区域被烧焦。
3)聚胺酚水溶性高分子4)胺衍生物所有载体光亮剂中,最常用的有DPE类、DE类、PAS IME、MoME等。
2.主光亮剂(次级光亮剂)次级光亮剂也称主光亮剂。
主光亮剂大多采用可在锌电极上还原的有机醛、酮类化合物以及氯化苄与吡啶羧酸的加成物或烟酸与氯化苄加成的季胺盐。
碱性镀锌问题及处理方式1.低电流密度区出现黑色或灰色镀层2.铸铁零件较难沉积上镀锌层3.镀层呈海绵状4.镀层结合力差的原因及解决方法5.沉积速度慢的原因及解决方法6.镀液中锌含量过快积累和阳极钝化的原因及解决方法7.镀锌层出现粗糙或粗糙发暗的原因及解决方法8.镀层钝化膜质量故障(发花、变色、变暗等)9.锌酸盐镀锌层起泡故障的分析与处理实例10.镀层有条纹和气流状11.锌酸盐滚镀锌,滚筒突然发生爆炸12.锌酸盐镀锌液中锌浓度快速下降是什么原因?如何处理?低电流密度区出现黑色或灰色镀层1.原因分析铅离子污染:当镀锌液中铅离子的含量超过15m9/L时,镀液的分散能力下降,镀层经稀硝酸出光后会出现黑色或灰色条纹。
铅离子主要是由劣质锌阳极带人的,为防止铅的污染,锌阳极需用0#锌或l#锌。
铁离子污染:镀液中铁离子含量高达50m9/L,如铁离子含量进一步提高,镀液就会出现胶体絮状物,镀层钝化后会出现紫蓝色,而且镀层容易出现气泡。
铁离子主要是由劣质氢氧化钠或工件带人。
因此,要选用白色片碱,带赤色的氢氧化钠绝对不可用,工件进入镀槽前应彻底清洗。
为调解阴、阳极面积比例,应当使用镍板或镀镍铁板作为阳极。
铜离子污染:镀液中铜离子含量高达20m9/L时,得到的镀锌层粗糙,光亮度降低,且光亮电流密度范围随铜离子含量的增加而逐渐缩小。
铜离子主要是由挂勾和洗刷导电铜杠时带入的。
2.解决方法硫化钠处理:取0.19/L~0.59/L化学纯硫化钠,溶于20倍以上的冷水中,在剧烈搅拌下,缓慢加入到镀液中,加完后继续搅拌20min,使之与镀液中的重金属离子充分反应,生成硫化物沉淀去除。
锌粉处理:取l9/L~39/L锌粉,在剧烈搅拌下缓慢加入镀液中,使之与重金属离子发生置换反应,加完后继续搅拌20min,静止2h后进行过滤,静置时间不宜过长,否则失去处理意义。
低电流电解处理:取镀镍铁板数块作阴极(面积宜大些),以0.1A/dm2~0.2A /dm2的电流密度进行电解处理,处理时间视试镀后情况而定。
碱性镀锌添加剂碱性镀锌添加剂1.RC-441碱性镀锌工艺特点:适用于挂镀锌和滚镀锌生产中镀层柔软,光亮度高,容易进行铬酸盐钝化在宽广的电流密度范围内都可以得到光亮的镀锌层适用于低氰化物镀锌,减少环境污染工艺范围广,容易操作控制大部分氰化镀锌工艺可直接补充此光亮剂,进行转缸2.镀液组成及操作条件:镀液组成及工艺条件低氰配方中氰配方金属锌7.5-12克/升15-30克/升氰化钠20-30克/升30-70克/升氢氧化钠85-100克/升60-80克/升NaCN/Zn 2.0-2.5 1.8-2.3NaOH/Zn 6.5-11.5 2.0-5.0光亮剂RC-441 2-3毫升/升2-3毫升/升温度20-45℃20-45℃电流密度0..2-6A/dm2 0.2-6 dm2电流效率65-80%;65-80%3.镀液的选择:如果工件低电位明显,走位要求较高时,宜采用较低浓度的配方、较高的NaCN/Zn比(例如2.3-2.5)。
如果是高低电位不明显的小型零件(例如螺丝头的滚镀),应采用高浓度的配方,较低的NaCN/Zn比(例如1.8-2),以提高生产效率。
4.镀液的配制方法:在镀槽中注入三分之一的水,加入所需的氰化钠和氢氧化钠,搅拌使其完全溶解。
再将氧化锌缓慢地倒入槽中,充分搅拌使其完全溶解;待镀液冷却后,加水至预定的体积;最后加入以上的各种添加剂,便可以开始试镀。
5.设备要求:镀槽:内衬塑料的钢槽或者塑料槽。
循环过滤:过滤泵最少能在一小时内将镀液过滤四次。
6.添加剂的作用及补充:光亮剂RC-441:可在宽广的电流密度范围内得到全光亮的镀层,严重过量时低电位区出现故障。
7.添加剂的消耗量:光亮剂RC-441: 80-120毫升/1000安培小时8.环保与安全为了避免产品对人及环境的危害,获得产品的安全说明书及环境保护说明书是必要的。
本公司产品的安全技术说明书(MSDS)包含了这些说明。
新一代碱性镀锌及三价铬钝化工艺
前言
随着科学技术和现代工业的发展,环境污染带来的危害和影响也越来越明显,人类赖以生存的环境已受到越来越严重的威胁,近年来,人们已意识到环境保护的重要性以及保护环境意识的增强,各国都加强了对环境保护的研究,并相应采取了治理措施和建立了相应的法规。
为了实现清洁化生产,本公司研制开发了换代型的碱性无氰锌酸盐镀锌及三价铬镀锌后处理系列产品。
我国早在前 70 年代就大规模的开展了无氰电镀的研究和推广,并取得了可喜的成绩,目前氯化物镀锌和碱性锌酸盐镀锌已占主导地位,而酸性镀锌和碱性锌酸盐镀锌各有优劣。
酸性镀锌的优点在于优良的装饰性,较高的电流效率,也正是由于它的这些优点使得酸锌的均度能力较差,而且镀层显层状结构,故其耐蚀性不如锌酸盐镀锌,新一代碱性镀锌的优点是具有良好的深镀能力及分散能力,镀层显柱状,具有优良的耐蚀性,从功能性角度来看锌酸盐镀锌的耐蚀性要大于酸性氯化物镀锌。
而且从镀层的柔软性来说,新一代的锌酸盐镀锌的柔软性好于酸性镀锌 , 一般说,做高档件使用新一代锌酸盐镀锌,做中低档件使用酸性镀锌。
镀锌层的耐蚀性除了镀层本身的质量,还要依靠镀后的钝化处理 , 传统使用六价铬钝化工艺 , 由于其操作简单,质量可靠,并且钝化膜性能可满足多种要求,一直受到人们重视而沿用至今。
其致命缺点是六价铬污染环境。
为了解决六价铬公害问题,国内外电镀工作者在三价铬钝化工艺的推广应用方面做了大量工作。
本文主要讨论了本公司开发研究的新一代碱性锌酸盐镀锌及其配套三价铬钝化工艺。
传统锌酸盐镀锌与新型锌酸盐镀锌的比较
HKS-308 (新型换代产品)DE , DPE (传统产品)
非络合物体系,废水处理简单络合物体系,废水处理复杂
分散能力和覆盖能力好,镀层均匀,镀层高低区厚度相差不大。
分散能力和覆盖能力不如 HKS-308 镀层高低区厚度相差比较大
不能与氰化钠配合使用,氰化钠镀液转
缸需要一个过镀阶段。
可以与氰化钠配合使用
电流密度范围宽,可以承受较大电流,容许 Zn 2+ 浓度较高不易烧电流密度范围窄,承受电流及容许 Zn 2+ 浓度不如 HKS-308
低应力,镀层延展性好。
镀层脆性较大,镀层厚度超过 10um 容易脆裂
镀层钝化容易获得蓝色钝化膜钝化需高铬钝化,不易获得蓝色钝化膜
工艺流程及三价铬钝化后处理工艺
电镀工艺流程:
热脱× 2 —水洗× 2 —酸解 ( 阴极 ) —水洗—酸洗( 30% 盐酸)—水洗× 2 —碱性电解除油 ( 阳极 ) —水洗× 2 —活化 (5~10% 盐酸 ) —水洗× 2 —氢氧化钠 (10克/升)—电镀—水洗×2—钝化—水洗× 2 —封闭—气吹—烘干。
由于无氰镀锌溶液的除油能力相对较弱,故对前处理的要求类似于光亮镀镍溶液。
三价铬钝化后处理工艺
三价铬兰色钝化剂操作条件:
HKS- 三价铬兰钝剂40ml/L
温度室温
pH 1.6~2.2
时间15~30 秒
搅拌机械搅拌或低度空气搅拌
燥干温度80~100 ℃
三价铬蓝色钝化的外观与一般六价铬蓝色钝化外观一致,钝化层非常均匀,不容易出现发黄现象,非常适合大面积工件。
三价铬彩色钝化剂操作条件:
HKS- 三价铬彩色钝化剂100ml/L
pH 1.6~2.2
温度室温~60 ℃
时间30~60 秒
搅拌机械搅拌或低度空气搅拌
燥干温度80~100 ℃
三价铬彩色钝化的外观与一般六价铬彩色钝化外观出入很大 , 其颜色比较浅、没有鲜艳五彩色、挂镀件可以观察到彩色,滚镀件只能看到浅绿色或兰紫色。
三价铬黑色钝化操作条件:
HKS-916A 三价铬黑钝50ml/L
HKS-916B 三价铬黑钝40ml/L
pH 1.6~2.2
温度室温
时间15~30 秒
搅拌机械搅拌或低空气搅拌
三价铬黑钝需结合钝化后封闭,可提高外观油亮度,但其外观始终不如六价铬黑钝那么黑油亮。
碱性锌酸盐镀锌工艺配方和参数控制范围:
镀液配方及工作条件
名称挂镀滚镀
金属锌(氧化锌)(克 / 升) 14 ( 17.5 )18(22.5)
氢氧化钠 (克 / 升) 130 150
HKS-308A 开缸剂 (ml/L) 20 15
HKS-308B 主光剂 (ml/L) 1 1
HKS-308C 调整剂 (ml/L) 2-5 2-5
HKS-308D 除杂剂 (ml/L) 0.5~1 0.5~1
温度(℃)20-35
阳极挂镀:低碳钢滚镀:锌板或低碳钢
阳极与阴极比 1 : 1
电流密度(A/dm 2 )挂镀: 1.5~5.0 滚镀: 0.5~1.0
电压(V)挂镀: 5~15 滚镀: 12~18
电流效率70%
过滤5-15um 滤蕊连续过滤,至少循环 1~2 次
搅拌阴极移动
各成份的作用
氢氧化钠:
氢氧化钠是锌的络合剂,并能促进阳极溶解,提高溶液导电性,生产中最好使用珠状的氢氧化钠,以减少其它杂质的带入,对于滚镀液建议使用氢氧化钾代替氢氧化钠,以提高镀液的电流效率,不过使用氢氧化钾成本会提高些。
氧化锌:
氧化锌是供应锌离子的主盐,它只是在新配槽时使用,生产中靠锌阳极补充,开缸时如果使用进口氧化锌可以不需小电流电解处理,使用国产氧化锌必需小电流电解一夜方可加添加剂正常生产。
新型碱性锌酸盐镀锌添加剂可选择低浓度锌离子和高浓度锌离子的碱性镀锌,容许镀液的浓度范围宽广,使用高浓度碱性锌酸盐镀锌可以提高镀层的光亮整平性和镀液电流的效率,通常滚镀槽中使用高浓度的镀液生产。
添加剂的影响
HKS-308A 属于碱性锌酸盐镀锌的细化剂,它使镀层结晶细致,又能扩大电流密度范围,改善镀液的分散能力。
过量很多会影响低区走位其消耗量为 100-200 毫升 / 千安时。
HKS-308B 属于光亮剂,使镀层光亮度增加。
光亮剂过高会影响镀层的延展性,光亮剂属电解和化学消耗,其消耗量为 50-100 毫升 / 千安时。
HKS-308C 调整剂:水质在无氰碱性镀锌工艺中起着重要作用,如果水质比较硬,用此水开缸,不加软水剂,会造成镀层低区发灰。
这一现象挂镀比滚镀较为严重,新开缸时需加入 HKS-308C 调整剂降低电镀用水的硬度。
HKS-308D 除杂剂,可以有效除去铅,铜等杂质的影响。
工艺条件的影响
温度:无氰碱性镀锌合适的温度为 20-35 ℃,温度高有助于提高溶液的电流效率,但温度太高时,光亮剂的消耗量大,镀液稳定性变差,分散能力和深镀能力也降低,因此生产中镀槽需加装冷却降温装置。
电流密度:电流密度大小与温度,转速,添加剂质量,装载量等因素有关。
电流密度的大小还与滚桶的开孔率有关,滚桶开孔率高的和孔眼大的可容许采用的电流密度较大。
一般开孔率与板面积比为 20-30% 最好。
滚镀电流密度范围为1-2A/dm 2 ,电压一般为 12-18 伏,电镀槽中所用的阳极是低碳钢极不需要要使用钛蓝。
锌阳极放置在槽外的溶解槽中,溶解槽的大小为电镀槽的 15-20% ,溶解槽的锌阳极装入在低碳钢蓝中,以加速锌阳极的溶解。
结论语
进入 21 世纪,镀锌及其配套的三价铬钝化进入了一个突飞猛进的发展时期,为了响应“欧盟 ELV 条例”, 2006 年 1 月 1 日禁止使用六价铬产品,电镀工作者都在积极研究和开发替代产品。
新一代碱性锌酸盐镀锌及其系列三价铬钝化正是为了适应这一发展趋势而研究开发出来的,并且为汽车行业使用碱性锌合金(锌钴、锌镍、锌铁)工艺的发展打了基础。