浅谈氯化钾镀锌
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水溶性氯化钾镀锌工艺引言氯化钾镀锌工艺以其电流效率高、镀层光亮度好、废水中重金属离子较易处理、能在各类基材上直接电镀等优点,自上个世纪八十年代以来,在生产中的应用越来越广泛,直到占据了整个镀锌量的半壁江山。
但传统的氯化钾镀锌工艺,因为主光亮剂的溶解度问题而含有大量的表面活性剂、助溶剂等。
因此,存在镀后清洗困难、镀层中有机夹杂物多、钝化膜结合力差且易变色,生产废水中表面活性剂含量高、泡沫多、COD超标,生产区域充满刺鼻的气味等缺陷[1]。
尤其废水中COD易超标,COD处理起来甚至比氰化物还麻烦,这也是氯化钾镀锌工艺比较头疼的一个问题。
此外,光亮剂中大量使用的烷基酚聚氧乙烯醚类化合物因为降解周期长、降解不彻底等,其使用已经在欧盟受到限制。
这些都是我们电镀工作者所面临的新课题。
1 氯化钾镀锌光亮剂的发展历程和存在的问题通常使用的氯化钾镀锌光亮剂一般含有主光亮剂、载体光亮剂和辅助光亮剂三种成分。
在这些成分中,主光亮剂通过改变结晶结构使镀层结晶更加细致并呈现光亮外观;载体光亮剂的作用是增溶不溶于水的主光亮剂,使其均匀地分散到镀液中,同时能明显提高镀液的阴极极化,使镀层结晶细致[2];辅助光亮剂能使镀层光亮区向高、低电流密度区双向扩展,使镀层的光亮度进一步提高[3-4]。
主光亮剂为分子中具有共轭羰基的芳香醛、酮,使用最多的是苄叉丙酮、邻氯苯甲醛等。
载体光亮剂为烷基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚等非离子型表面活性剂,以及它们磺化后的阴离子型表面活性剂。
以前使用的化合物的结构通式是:R1O-(-C2H4O-)n-R2,其中R1是不同长度的直链或支链烷基、或烷基苯环、烷基萘环等;R2是H或磺酸基团或磺基取代的其他基团,如低聚度环氧丙烷等;n是聚合度,介于3~30之间。
辅助光亮剂则包括低电流区光亮剂、增光剂等,如苯甲酸钠、肉桂酸、烟酸、NNO、NMS、糖精等。
有人根据使用的主光亮剂和载体光亮剂的发展时期,将氯化钾镀锌光亮剂分为三代[5]。
锌酸盐镀锌与氯化钾镀锌工艺比较
锌酸盐镀锌与氯化钾镀锌工艺比较
多数电镀厂(车间)都备有锌酸盐镀锌和氯化钾光亮镀锌工艺,这两种镀锌工艺各有千秋,适合不同的工件。
形状和材质、生产条件、使用要求、生产成本等多方面条件来平衡与选择。
(1)锌酸盐镀锌。
优点:成本低,镀层经钝化处理之后外观光亮鲜艳。
缺点:覆盖能力较差,不适宜滚镀,槽液对高温影响较大,电流效率低沉积速度慢,铸、锻件难镀,镀层不宜过厚。
(2)氯化钾镀锌。
优点:均镀能力好,电流效率高,镀层光亮度高,适宜镀铸造、锻造件。
缺点:前处理要求严格,镀层钝化膜变色和脱膜的可能性大,返修件比例相对较高、生产成本相对偏高。
必要时同种工件可以采取先氯化钾镀锌,然后在此基础上用锌酸盐镀锌加厚,对某些件可以达到两全其美的目的。
氯化钾镀锌的生产应用现状,及技术误区的探讨氯化钾镀锌作为取代氰化镀锌的较成功工艺之一,得到广泛应用。
经30多年应用,但在生产实践中不少人仍对其缺乏深入全面的了解,对过去认知的优缺点应作重新审视;生产实践中反映出的不少问题,尚值得讨论。
在此,我结合个人实践体会,对一些问题提出看法,供同行参考。
1对工艺优缺点的重新审视当初推广氯化钾镀锌时对其优缺点有所评述,现经实践检验未必完全正确。
我人人这样认为,其主要优点有:(1)镀液呈微酸性,阴极电流效率可高达90%~95%,镀速较快,特别对铸件电镀有利;(2)镀液组分简单,易于调整;(3)相对于锌酸盐镀锌,对杂质敏感性低,允许容存量较大且易于处理;(4)比其他镀锌工艺易获得高亮度镀层,利于蓝白钝化与银白钝化;(5)镀前除油处理比锌酸盐镀锌要求低。
其原本存在及新暴露出来的主要缺点有:(1)镀层及钝化层防蚀性能在各种镀锌工艺中处于最差地位。
主要原因是为保证阴极极化,镀液中表面活性物质加入量很大,在镀层中的夹附量也很大,镀锌层纯度很差。
在发生电化学腐蚀时,因微电池作用,锌的腐蚀加快;钝化层中的有机夹杂也降低了其抗蚀力。
故该工艺不适合于防蚀性要求较高的汽车及电器产品镀锌。
(2)钝化层中因有机物夹附过多,蓝白钝化易泛彩、发花、发黄;白钝层易变灰暗,甚至长白灰、白毛;彩钝层色泽很易变淡,彩钝膜附着力远不如锌酸盐镀锌。
(3)过去认为废水处理简单而现在看来因无强配位剂,锌易处理,但废水中大量的表面活性剂成了废水处理的一大负担:即便采用成本高的活性炭处理也几乎无效,排放废水产生让人生厌的大量泡沫、必测指标化学耗氧量COD很易超标,阴离子表面活性剂ALS 也易超标。
(4)对设备腐蚀性较强,铜极杆等很易生成碱式碳酸铜。
2主要成分的控制2.1主盐氯化锌过去追求允许电流密度越大越好,实际不对。
由于镀液中无强配位剂(Cl-对Zn2+有微弱配位能力),必须保持适度的浓差极化,因而主盐浓度不能过高。
氯化钾镀锌主要成分及工艺条件的控制前言氯化钾镀锌是上世纪80年代发展起来的一种光亮镀锌工艺。
近年来,我国在电镀添加剂研究开发上取得了显著进展,使得氯化钾镀锌工艺水准达到一个全新的高度,例如:LAN-930氯化钾镀锌工艺较为成功地解决了传统氯化钾镀锌工艺的3大难题:(1)镀层的耐盐雾试验性能比碱性镀锌差;(2)添加剂的分解产物多;(3)铁杂质易超标。
新型氯化钾镀锌添加剂的使用,降低了电镀生产厂商的生产成本,促进了国内电镀锌工艺朝更利于节约成本且环境友好的方向发展。
1·氯化钾镀锌成分及工艺条件的控制氯化钾镀锌工艺的常用配方的工艺条件范围是比较宽广的,其主要成分及工艺条件为:氯化锌30~80g/L,氯化钾180~280g/L,硼酸20~30g/L,添加剂适量,pH值4.5~6.0,10~50℃。
1.1 氯化钾镀锌液主要成分的控制1.1.1 氯化锌氯化锌系主盐,溶于水中会大量放热。
当溶液的pH值≥6.2时,有沉淀产生。
锌离子的质量浓度≥90g/L 时,光亮电流密度范围扩大,但镀液的分散能力和深镀能力会有所下降。
锌离子的质量浓度较低时,光亮电流密度的上限下降,高电流密度区易烧焦,此时的深镀能力较好,但镀层沉积速率较慢。
可增加阳极面积,同时保持镀液较低的pH值,从而使锌离子的质量浓度逐渐上升。
对挂镀而言,当氯化锌的质量浓度为60~70g/L 时,镀液的分散能力最好。
氯化钾镀锌液中无强配位剂,其分散能力和深镀能力不如氰化物镀锌,更加不如无氰碱性锌酸盐镀锌。
有人喜欢在氯化钾镀锌液中加入少量氯化铵,但镀液中加入氯化铵后其分散能力和深镀能力均无改善;又会增加电镀废水的达标难度,所以当使用优良氯化钾镀锌光亮剂时,一般不建议加入氯化铵。
1.1.2 氯化钾氯化钾是弱的配位剂和导电盐,其质量浓度应适当。
当其质量浓度恰当时,镀液的导电性最好,过多或过少都会降低镀液的电导率,从而影响镀液的分散能力和深镀能力。
大量氯离子的存在能增加阴极极化,提高镀液的分散能力和深镀能力,促进阳极的正常溶解。
实验四氯化钾法镀锌一、实验目的学习电镀的原理和方法二、实验原理本实验为无氰电镀法,以锌片为阳极,镀件为阴极,以烧杯为电镀槽进行电镀,电镀液的主要成分为ZnCl2和KCl。
ZnCl2提供电镀所需锌离子,含量高,可以提高阴极电流密度和电流效率,并减少其他杂质的污染但会降低分散能力和深镀能力,过高会使镀层粗糙。
含量过低,浓度极差大电流密度开不大,会使光亮区变窄高电流密度区烧焦现象,一般要求40-100g/L.KCl主要起导电作用,浓度低,分散能力低,镀层光亮度下降,浓度过高引入过多氯离子,加速锌阳极自溶解,一般200g/L.H3BO3缓蚀剂,,防止镀液PH升高,25-30g/L光亮剂提高镀层光亮性,每L镀液中加入20ml为宜。
正极反应:Zn-2e=Zn2+ 2H2O-4e=O2+4H+负极反应:Zn2++2e=Zn 2H++2e=H2三、仪器与试剂直流稳压电源,滑线变阻器,烧杯,镀液,出光液,酸洗液,1:1盐酸酸洗液,硝酸四、实验步骤1.镀件前处理用砂纸打磨2片铁片去锈--除油--酸洗2.电镀按照P213图连接好装置,检查线路连接无误。
100ml烧杯中加入4/5体积电镀液,接通电源,调节电压在2.5v,调节变阻器使电流分别为0.1A,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9A时对镀件进行电镀,时间为10min 3.镀件后处理冷水冲洗--出光液--水洗---晾干五、注意事项1.通电前,电压档开最小,电流档开最大2.导线的铜丝不能浸入电镀液,鳄鱼夹也不能接触镀液3.铁片镀件不能台靠近烧杯壁,影响锌离子的移动,影响电镀效果4.1:1酸洗时1-2s,即取出用水冲洗,倒立5.出光液浸1-2s,即水洗晾起来六、实验现象记录分析观察镀件的镀层质量镀层的颜色,致密与否,光亮程度,覆盖是否均匀等方面进行评定七、思考题1,2。
氯化钾镀锌氯化钾镀锌2011年07月05日网易博客安全提醒:系统检测到您当前密码的安全性较低,为了您的账号安全,建议您适时修改密码立即修改 | 关闭氯化钾镀锌工艺比较成熟,它的优点是无毒,镀液成分简单,成本低,电流效率高,沉积速度快,可以获得结晶细致、光亮的镀锌层。
缺点是镀液对钢铁设备腐蚀性大,彩色钝化膜易变色,抗盐雾性能不如碱性镀锌。
1 氯化钾镀锌配方及工艺条件氯化钾镀锌配方及工艺条件见下表。
表氯化钾镀锌溶液配方及工艺条件镀液组成及工艺条件挂镀滚镀氯化锌(ZnCl2)(g/L) 60~80 40~50 氯化钾(KCl)(g/L) 180~220 180~220 硼酸(H3BO3)(g/L) 25~35 25~35 柔软剂(ml/L) 20~25 15~20 光亮剂(ml/L) 1~2 0.5~1 pH值 4.8~5.6 4.8~5.6 温度(℃) 10~50 10~50 电流密度(A/dm2) 1~5 0.5~0.8 2 氯化钾镀锌溶液的配制2.1 先在镀槽加入总体积二分之一容积的50~60℃热水,然后将计算量的氯化锌及氯化钾分别加入并搅拌溶解。
2.2 在另一容器用沸水溶解计算量的硼酸,然后加入槽中。
2.3 加水至规定体积,在搅拌下加入1~2ml/L双氧水,继续搅拌约30min,加入锌粉1~2g/L,并剧烈搅拌,静止沉淀2h后过滤。
2.4 测定镀液pH值,如不在工艺范围,可用稀盐酸或稀氢氧化钠溶液调节镀液pH值至5.5左右,加入计算量的添加剂,添加剂需要用水稀释5~10倍后加入。
2.5 用0.1~0.3A/dm2的阴极电流密度通电处理1~2h。
2.6 取镀液用赫尔槽做小样试验,根据试验结果调整镀液后即可生产。
氯化钾应选用精制的电镀级,不要用农用氯化钾,因农用氯化钾杂质太多(配槽时溶液带有赭红色的沉渣沉淀就是农用氯化钾)。
3 各成分及工艺条件的影响3.1 氯化锌氯化锌是主盐,也是一种导电盐,能增加镀液的导电性。
氯化钾在电镀中的作用
嘿,大家知道吗,氯化钾这玩意儿在电镀中可有着相当重要的作用呢!
先来说说电镀是啥。
就好比给一个东西穿上一件特别的“衣服”,让它变得更漂亮、更耐用。
而氯化钾在这个过程中就像是一个得力的小助手。
那氯化钾具体都干了些啥呢?它能帮助电解质更好地导电呀!这就好比是让电流在电镀这个“旅程”中能更顺畅地跑起来。
如果没有氯化钾,那电流可能就像在一条崎岖小路上艰难前行,效果肯定大打折扣啦!
它还能影响电镀层的质量呢!高质量的电镀层多重要啊,能让产品更耐磨、耐腐蚀。
氯化钾就像是一个神奇的魔法师,能让电镀层变得更加均匀、细致。
想象一下,如果电镀层坑坑洼洼的,那多难看呀,而且也不耐用,对吧?
而且哦,氯化钾的用量也不是随便来的呢。
用多了或者用少了,可能都会带来一些问题。
就跟做饭放盐一样,放多了太咸,放少了没味道,得恰到好处才行。
在实际的电镀操作中,工人们可得好好把握氯化钾的使用呢。
这就像一场精细的表演,每个环节都要拿捏到位。
总之,氯化钾在电镀中真的是不可或缺的呀!它就像是默默奉献的幕后英雄,虽然不那么起眼,但没有它还真不行呢!所以说,氯化钾在电镀中有着非常重要的作用,这一点可千万不能忽视呀!。
氯化钾镀锌深度能力差是怎么回事要怎么解决主盐浓度巧掌握,配比添加保平衡氯化钾和氯化锌是镀液的主盐,控制其浓度主要依据化学分析的结果.当缺乏分析条件时,不可盲目添加,可采用以下措施:(1) 采用密度计在镀液中,氯化钾的浓度为180~220 g/ L .这浓度远大于氯化锌的浓度,更远大于硼酸的浓度.根据这个原理,我们就可以建立起以氯化钾为主体的主盐控制方法,即用刻度为1.000~2.000 的普通密度计测量氯化钾镀锌液,控制镀液密度在1.16~1.20 之间.低于1.16 表示镀液浓度不足,必须添加化工原料;高于1.20 则表示镀液浓度过高,必须加水稀释.(2) 按比例添加根据镀液配方,氯化锌∶氯化钾为1∶3 .在生产过程中,工件带出、过滤处理的氯化锌和氯化钾均按上述比例消耗.按它们的浓度比例补充氯化锌和氯化钾,即可维持它们的比例平衡.即使镀液中存在着比例偏差,按上述比例添加氯化锌和氯化钾,也可缩小偏差.(3) 用霍尔槽试验监测氯化锌和氯化钾比例偏差.用密度计控制主盐浓度和按1∶3 比例补充氯化锌和氯化钾,可以在很长一段时间内稳定控制两者浓度.但长期使用,可能因某种原因逐渐使比例偏差增大,因此,每隔一定时间须用霍尔槽或其他小槽试验来验证,并及时调整.3 、硼酸自然溶解硼酸在常温下溶解度很小,通常都用沸水溶解后加入镀槽中,操作麻烦,能耗又大.现有一个简单的补充硼酸的方法:用涤纶布缝制两个长50 cm、宽22 cm 的布袋,在布袋中装入约半袋硼酸,绑扎好后挂在阳极杠的两头,浸入镀液中,硼酸会慢慢浸出溶解在镀液中.4 、自动滴加添加剂添加剂的补充方法,一般是把添加剂稀释后,用塑料勺舀入镀液中,然后搅拌均匀.这种补充方式使添加剂在补充后的一段时间内有一个自上而下的浓度梯度,造成上层镀液中添加剂浓度偏高,镀层夹杂过多,而下层镀液中添加剂浓度不足,工件不光亮.为了避免上述弊端,可采取以下方法:可利用医院一套输液用的滴加系统.把添加剂稀释1~2 倍装于滴瓶中,吊挂在镀槽一侧的上方,根据千安·时消耗量控制滴加的速度,把滴液导入一个靠槽边直立固定,并且深入镀液中心深度的小口径塑料管中.该管上端进口高于镀液面20 cm ,下端出口深入镀液中部.如镀槽长度比较长,可根据实际情况增加几套滴加系统.该方法几乎不需增加任何费用,就能达到均匀添加和自动补给的效果.减少添加剂的浪费,保证了产品质量.。
氯化钾镀锌锌柔软剂失调的原因氯化钾镀锌是一种常见的镀锌工艺,用于保护金属材料免受腐蚀。
然而,在氯化钾镀锌过程中,有时会出现锌柔软剂失调的情况。
本文将探讨导致氯化钾镀锌锌柔软剂失调的原因,并提出解决方案。
了解氯化钾镀锌锌柔软剂的作用是很重要的。
锌柔软剂是一种添加剂,用于使镀锌层更加柔软,并提高其耐腐蚀性能。
它能够改善镀锌层的结构,使锌晶粒更细小、均匀,从而提高镀层的性能。
然而,当氯化钾镀锌锌柔软剂失调时,镀锌层的性能将受到影响。
下面是可能导致氯化钾镀锌锌柔软剂失调的几个原因:1. 镀锌液中氯化钾浓度过高:氯化钾是氯化锌的主要供应源,但高浓度的氯化钾会导致锌柔软剂的失调。
过高的氯化钾浓度会使锌晶粒生长速度过快,从而降低锌柔软剂的效果。
2. 镀锌液中锌离子浓度不足:锌离子是形成锌柔软剂的关键成分之一。
如果锌离子浓度不足,锌柔软剂无法正常形成,从而导致失调。
3. 镀锌液中其它添加剂的过多或不足:除了氯化钾和锌离子,镀锌液中通常还包含其他添加剂,如酸性物质、络合剂等。
这些添加剂的浓度过高或不足都会对锌柔软剂的形成产生影响,进而导致失调。
4. 温度控制不当:镀锌过程中的温度也是影响锌柔软剂失调的重要因素。
温度过高或过低都会影响锌柔软剂的形成和效果。
针对以上原因,下面是一些解决方案:1. 控制镀锌液中氯化钾浓度:合理控制氯化钾的投入量,确保其浓度在适宜范围内。
可以通过定期检测镀锌液中氯化钾浓度来进行调整。
2. 确保锌离子浓度充足:根据工艺要求,合理调整锌离子的投入量,确保其浓度在适宜范围内。
3. 控制其它添加剂的浓度:根据工艺要求,准确投入和控制镀锌液中的其他添加剂,确保其浓度在适宜范围内。
4. 精确控制镀锌液的温度:根据工艺要求,精确控制镀锌液的温度,确保在合适的温度范围内进行镀锌。
除了上述解决方案,还需注意镀锌设备的维护和清洁,以确保镀锌液的质量和稳定性。
定期检测镀锌液的各项指标,并根据检测结果进行及时调整和处理。
浅谈氯化钾镀锌1 前言氯化钾镀锌是目前最主要的镀锌工艺之一, 镀锌层的整平性和光泽性较好, 电流效率较高, 废水处理简单, 特别是能在锌铁件、洋火件等表面处理难度较大的基材上镀覆。
因此, 氯化钾镀锌工艺得到广泛应用。
2 氯化钾镀锌工艺参数的影晌及控制2.1 镀液主要成分作用与控制(1) 氯化锌氯化锌是钾盐镀锌的主盐。
氯化钾浓度高, 允许电流密度范围大, 沉积速率快, 但镀液分散能力和深镀能力降低; 氯化锌浓度低, 浓差极化较大, 分散能力和深镀能力有所改善, 但允许电流密度范围变小, 沉积速率减小, 且高电流密度区容易烧焦等。
因此, 适宜的氯化锌浓度为40~70 g/L。
更为关键的是, 严格控制氯化锌/氯化钾在1:(3~5)为宜。
(2) 氯化钾氯化钾在钾盐镀锌液中既是配位剂又是导电盐,适当提高其含量可提高镀液的导电能力和分散能力。
但其含量高时,会使高电流密度区易出现烧焦,尤其是由于盐析作用使添加剂中载体光亮剂溶解度降低而析出,恶化镀层质量,且降低添加剂产生的光亮作用。
若氯化钾含量太低,会使镀液导电性和分散能力降低。
因此,一般钾盐镀锌工艺配方中氯化钾200~250g/L,最重要的是控制氯化锌/氯化钾的比值在较佳的工艺范围内。
(3) 硼酸硼酸在钾盐镀锌液中是缓冲剂,稳定镀液的pH值, 且在阴极膜中还能起弱配位作用, 对镀层沉积有催化作用。
其含量允许范围较大, 为25~40g/L。
但含量高时, 在温度偏低时容易结晶析出。
2.2 添加剂的影晌和控制市售钾盐镀锌添加剂种类繁多, 但其作用机理和组成基本相同, 都是由主光亮剂、载体光亮剂、辅助光亮剂、应力消除剂等有机物按一定比例复配而成的。
(1) 主光亮剂主光亮剂属于芳香酮类化合物, 能吸附于阴极表面, 增大阴极极化, 使锌镀层结晶细致。
使用比较多的, 如苄叉丙酮、邻氯苯甲醛、对氯苄叉丙酮等。
主光亮剂不溶于水, 要通过载体助溶、增溶、扩散到镀液中发挥其作用。
氯化钾镀锌氯化钾镀锌2011年07月05日网易博客安全提醒:系统检测到您当前密码的安全性较低,为了您的账号安全,建议您适时修改密码立即修改 | 关闭氯化钾镀锌工艺比较成熟,它的优点是无毒,镀液成分简单,成本低,电流效率高,沉积速度快,可以获得结晶细致、光亮的镀锌层。
缺点是镀液对钢铁设备腐蚀性大,彩色钝化膜易变色,抗盐雾性能不如碱性镀锌。
1 氯化钾镀锌配方及工艺条件氯化钾镀锌配方及工艺条件见下表。
表氯化钾镀锌溶液配方及工艺条件镀液组成及工艺条件挂镀滚镀氯化锌(ZnCl2)(g/L) 60~80 40~50 氯化钾(KCl)(g/L) 180~220 180~220 硼酸(H3BO3)(g/L) 25~35 25~35 柔软剂(ml/L) 20~25 15~20 光亮剂(ml/L) 1~2 0.5~1 pH值 4.8~5.6 4.8~5.6 温度(℃) 10~50 10~50 电流密度(A/dm2) 1~5 0.5~0.8 2 氯化钾镀锌溶液的配制2.1 先在镀槽加入总体积二分之一容积的50~60℃热水,然后将计算量的氯化锌及氯化钾分别加入并搅拌溶解。
2.2 在另一容器用沸水溶解计算量的硼酸,然后加入槽中。
2.3 加水至规定体积,在搅拌下加入1~2ml/L双氧水,继续搅拌约30min,加入锌粉1~2g/L,并剧烈搅拌,静止沉淀2h后过滤。
2.4 测定镀液pH值,如不在工艺范围,可用稀盐酸或稀氢氧化钠溶液调节镀液pH值至5.5左右,加入计算量的添加剂,添加剂需要用水稀释5~10倍后加入。
2.5 用0.1~0.3A/dm2的阴极电流密度通电处理1~2h。
2.6 取镀液用赫尔槽做小样试验,根据试验结果调整镀液后即可生产。
氯化钾应选用精制的电镀级,不要用农用氯化钾,因农用氯化钾杂质太多(配槽时溶液带有赭红色的沉渣沉淀就是农用氯化钾)。
3 各成分及工艺条件的影响3.1 氯化锌氯化锌是主盐,也是一种导电盐,能增加镀液的导电性。
氯化钾溶液镀锌工艺
溶液镀锌工艺是在液体中通过电解过程和腐蚀减薄铁抛光过程和腐蚀
减薄苛性碱洗涤过程,以及氯化钾和水的混合物团聚镀锌工艺完成的。
如下是氯化钾溶液镀锌工艺流程:
1、电解前准备:首先对要镀锌的件型存放在涤金槽,全部连接完电池,向槽内添加氯化钠结构液体,并在温度控制范围内,调整其PH值;
2、电解深腐蚀:将锌表面的薄膜完全腐蚀掉,然后将锌冷却;
3、苛性碱洗涤:以苯甲酸钴、苯甲酸铁、氢氧化钡溶液、氯化钠、氢
氧化铵等为主体,加入适量的洗涤添加剂,进行苛性碱洗涤处理;
4、抛光:将处理后的锌表面用抛光布抛光,使其精度达到一定的要求;
5、涤金:将抛光后的锌电池放入沸腾的涤金槽,使其表面进行涤金处理;
6、氯化钾溶液浸泡:将涤金后的锌样品放入由氯化钾和水的混合物构
成的槽上,浸泡一定时间;
7、冷却:将氯化钾溶液中的锌样品冷却到室温,以保证镀层超低温;
8、烘干:将镀锌后的锌样品进行烘干,以保证样品表面没有水痕;
9、镀层质检:最后,对镀锌表面和样品进行质量检查,确保镀层质量。
溶液镀锌工艺的优点:
1、可以在暂时的抛光层后进行镀锌,有效地保护表面金属,提高物体
表面的强度;
2、可以更加平稳、可靠的产生多种形式的镀层,并且镀涂层结晶紧密,表面光洁度高;
3、操作简便,适用于更多形状的金属镀锌表面,可以大量处理。
常见13种氯化钾镀锌-故障分析告诉你答案常见13种氯化钾镀锌故障分析告诉你答案本篇汇总了氯化钾镀锌的常见故障,包括镀层不光亮、发雾、结合力差、烧焦、黑色条纹、厚度不均、脆性、沉积速度慢、分散能力差、镀液浑浊等。
介绍了这些疵病的产生原因及其处理方法。
提出了应加强工艺管理、认真做好镀液维护、定期进行净化等措施,以期避免或减少故障发生。
氯化钾镀锌是由最早的无氰氯化铵镀液发展而来的一种无铵弱酸性光亮镀锌工艺。
其优点是:(1)镀液导电性好,槽压低,节省电能;(2)镀层结晶细致、光亮、平整;(3)电流效率高,沉积速度快;(4)镀液分散能力好;(5)适用于铸件直接电镀;(6)废水处理简便,解决了环境污染的问题。
因此,氯化钾镀锌在工业上得到了广泛应用。
但是,在日常生产中难免会发生质量故障,主要原因在于镀液维护不力,组分失调或受到有害杂质干扰,以及工件前处理不良。
本篇拟就氯化钾镀锌中常见故障的产生原因及其处理方法进行汇总和介绍。
各种常见故障的产生原因及其处理方法1.镀层不光亮产生原因:(1) 镀液浓度过低(即氯化锌、氯化钾和硼酸的含量均低);(2) 光亮剂不足;(3) pH 过高;(4) 镀液温度过高;(5) 阴极电流密度小;(6) 金属铁杂质多;(7) 有机杂质多。
处理方法:(1) 通过分析,补加氯化锌、氯化钾和硼酸至工艺规范;(2) 适当添加光亮剂;(3) 用稀盐酸溶液调节pH 至工艺规范;(4) 降低镀液温度至工艺规范;(5) 适当提高阴极电流密度;(6) 加入0.5 ~ 2 mL/L 的双氧水(w = 30%),充分搅拌后,用w = 5% 的氢氧化钠调节pH 至6.2,沉淀、过滤后可除去氢氧化铁; (7) 在镀液温度为45 °C 时加入 1 ~ 3 g/L 活性炭,搅拌约30 min 后过滤;或采用高锰酸钾法处理,即先用稀盐酸调低pH 至3 ~ 4,然后在搅拌的情况下将溶有0.5 ~ 1 g/L 高锰酸钾的热水均匀加入镀液中,再继续搅拌30 min ,然后静置过滤,可除去有机物。
表面处理网:氯化钾镀锌是目前最主要的镀锌工艺之一,其镀层的整平性和光亮性较好、防护装饰性好,电流效率较高,特别是能在铸铁件及淬火件等表面处理难度较大的基材上镀覆,而且其溶液成分简单,操作方便,镀液易维护管理等优点,因此,氯化钾镀锌工艺得到了广泛的应用。
但事物都是一分为二的,虽然氯化钾镀锌有较明显的优势,但也存在自身的弱点:铁杂质积累过快,且不易去除;钝化膜附着力差,易变色,脆性大等,都是其自身难以避免的缺点。
本文就浅谈一些关于氯化钾镀锌钝化膜附着力差的原因分析及提高钝化膜牢固性的措施和方法。
一、氯化钾镀锌钝化膜附着力差的原因分析前几年氯化钾镀锌钝化后钝化膜不牢固(即钝化后掉膜附着力差)的问题一直在困扰着行业很多生产企业,有不少企业都反映他们的产品镀锌钝化零件常常因为钝化膜不牢固而造成返修重镀,给生产造成了极大的麻烦和不小的损失,严重制约了企业的发展和提高。
此类问题看起来简单,但解决起来确不那么容易。
镀锌开始到出光钝化最后干燥老化等过程,都可能影响钝化膜的牢固性,而出光钝化不是唯一影响因素,在此观点的指导下,我们首先分析了钝化膜的组成、性质以及形成过程:镀锌层钝化膜是一种凝胶状钝化膜,其主要成分是三价铬和六价铬的化合物、水、以及金属离子等组成。
其中水是以结晶水的形式存在的。
其膜层是在固液界面上通过各相化学反应过程经历反复的成膜与溶解、扩散的复杂过程所得到的化合物胶体膜。
钝化膜的附着力与形成钝化膜的界面的洁净度、膜层的干燥老化方法及膜层的厚薄有直接关系。
二、防止镀锌钝化膜附着力差的方法和措施1、控制镀锌后锌层表面有机吸附膜的量来增强钝化膜的附着力。
镀锌后锌层表面的洁净与否,对钝化膜的附着力起着决定性的作用,它是决定钝化膜牢固性的关键因素,如果锌层与膜层界面不洁净,牢固性就无从谈起。
在电镀过程中,镀层是在含有锌离子的电解液中在直流电场的作用下锌离子沉积得到镀锌层,在此过程中要使用大量的有机添加剂才能获得较理想的镀锌层,这些添加剂大部分都是不溶性的粘性的透明有机物,它们的主要作用是吸附在阴极表面,形成一个有机膜层来增大阴极极化,使锌离子透过此层膜沉积,使镀层结晶细致、光亮均匀。
经 验再谈氯化钾镀锌周长虹1, 戴丽雯1, 肖洪兵1, 王宗雄2(1.武汉奥邦表面技术有限公司,湖北武汉420023;2.宁波市电镀协会,浙江宁波315016)中图分类号:T Q153 文献标识码:B 文章编号:1000 4742(2011)02 0047 030 前言氯化钾镀锌是上世纪80年代发展起来的一种光亮镀锌工艺。
近年来,我国在电镀添加剂研究开发上取得了显著进展,使得氯化钾镀锌工艺水准达到一个全新的高度,例如:LAN 930氯化钾镀锌工艺较为成功地解决了传统氯化钾镀锌工艺的3大难题:(1)镀层的耐盐雾试验性能比碱性镀锌差;(2)添加剂的分解产物多;(3)铁杂质易超标。
新型氯化钾镀锌添加剂的使用,降低了电镀生产厂商的生产成本,促进了国内电镀锌工艺朝更利于节约成本且环境友好的方向发展。
1 氯化钾镀锌成分及工艺条件的控制氯化钾镀锌工艺的常用配方的工艺条件范围是比较宽广的,其主要成分及工艺条件为:氯化锌30 ~80g/L,氯化钾180~280g/L,硼酸20~30g/L,添加剂适量,pH值4.5~6.0,10~50 。
1.1 氯化钾镀锌液主要成分的控制1.1.1 氯化锌氯化锌系主盐,溶于水中会大量放热。
当溶液的pH值 6.2时,有沉淀产生。
锌离子的质量浓度 90g/L时,光亮电流密度范围扩大,但镀液的分散能力和深镀能力会有所下降。
锌离子的质量浓度较低时,光亮电流密度的上限下降,高电流密度区易烧焦,此时的深镀能力较好,但镀层沉积速率较慢。
可增加阳极面积,同时保持镀液较低的pH值,从而使锌离子的质量浓度逐渐上升。
对挂镀而言,当氯化锌的质量浓度为60~70g/L时,镀液的分散能力最好。
氯化钾镀锌液中无强配位剂,其分散能力和深镀能力不如氰化物镀锌,更加不如无氰碱性锌酸盐镀锌。
有人喜欢在氯化钾镀锌液中加入少量氯化铵,但镀液中加入氯化铵后其分散能力和深镀能力均无改善;又会增加电镀废水的达标难度,所以当使用优良氯化钾镀锌光亮剂时,一般不建议加入氯化铵。
电镀加工:氯化钾镀锌水溶性光亮剂的研制与应用现代电镀网3月28日讯:1、前言氯化钾镀锌添加剂从第一代的苄叉丙酮加载体组合,到第二代的邻氯苯甲醛加非离子表面活性剂组合,再发展到第三代的苄叉丙酮与邻氯苯甲醛合用加高温载体组合,正向着环境友好和资源节约的第四代产品组合发展。
第四代氯化钾镀锌光亮剂在原有第三代光亮剂优点的基础上,从改变操作人员的工作环境,减少环境污染出发,提高镀层分散能力及耐蚀性方面,着手研发创新。
我们根据国内外氯化钾镀锌光亮剂的发展趋势及市场对电镀加工产品提出的更高的要求出发,集众家之长,经过多年的研究,反复实验改进,在研发氯化钾镀锌水溶性光亮剂方面取得了重大突破。
氯化钾水溶性镀锌光亮剂的显著特点是:光亮剂是完全水溶性的,无刺激性气味,只在辅助剂中含少量的载体光亮剂及其他辅助光亮剂,在10℃-50℃范围内能连续生产,镀层脆性低,延展性非常好,易钝化,镀层可超过20um。
槽液中有机物含量大幅减少,降低废水处理难度及成本。
氯化钾镀锌添加剂组成包括主光亮剂、载体光亮剂、辅助光亮剂三大类。
主光剂的主要作用是出光、整平,增加光亮度。
载体光亮剂的主要作用是提高镀液的阴极极化,扩大光亮电流密度范围,并且有细化镀层结晶及良好的整平,同时兼顾溶解主光亮剂的作用。
辅助光亮剂主要作用是协同增加阴极极化,扩大阴极电流密度范围,增加低区走位与光亮度,预防高区烧焦等。
普通的主光亮剂多采用苄叉丙酮与邻氯苯甲醛,需要大量的非离子表面活性剂、载体及醇类溶剂进行溶解方能使用。
而氯化钾水溶性镀锌光亮剂则采用水溶性多醛多酮类衍生缩合物做为光亮剂。
辅助剂在载体方面,主要选用脂肪醇聚氧乙烯醚与萘酚聚氧乙烯醚经过磺化后得到的低泡的高温载体,组合使用,协同效果良好,使镀液的操作温度范围宽,镀层结晶细腻,光亮。
辅助光亮剂主要选用烟酸、肉桂酸、苯甲酸钠等。
2、氯化钾水溶性光亮剂的组成原理氯化钾水溶性镀锌光亮剂体系中的载体光亮剂主要选用我公司的最好的高温载体OCT-5、OCT-15及低泡表面活性剂OCT-14联合使用;OCT-15是目前市面上应用在氯化钾镀锌中结构最好的载体,它具有浊点高,结晶细腻,协同效果好等特点,OCT-14具有良好的分散能力。
浅谈氯化钾镀锌
1 前言
氯化钾镀锌是目前最主要的镀锌工艺之一, 镀锌层的整平性和光泽性较好, 电流效率较高, 废水处理简单, 特别是能在锌铁件、洋火件等表面处理难度较大的基材上镀覆。
因此, 氯化钾镀锌工艺得到广泛应用。
2 氯化钾镀锌工艺参数的影晌及控制
2.1 镀液主要成分作用与控制
(1) 氯化锌
氯化锌是钾盐镀锌的主盐。
氯化钾浓度高, 允许电流密度范围大, 沉积速率快, 但镀液分散能力和深镀能力降低; 氯化锌浓度低, 浓差极化较大, 分散能力和深镀能力有所改善, 但允许电流密度范围变小, 沉积速率减小, 且高电流密度区容易烧焦等。
因此, 适宜的氯化锌浓度为40~70 g/L。
更为关键的是, 严格控制氯化锌/氯化钾在1:(3~5)为宜。
(2) 氯化钾
氯化钾在钾盐镀锌液中既是配位剂又是导电盐,适当提高其含量可提高镀液的导电能力和分散能力。
但其含量高时,会使高电流密度区易出现烧焦,尤其是由于盐析作用使添加剂中载体光亮剂溶解度降低而析出,恶化镀层质量,且降低添加剂产生的光亮作用。
若氯化钾含量太低,会使镀液导电性和分散能力降低。
因此,一般钾盐镀锌工艺配方中氯化钾200~250g/L,最重要的是控制氯化锌/氯化钾的比值在较佳的工艺范围内。
(3) 硼酸
硼酸在钾盐镀锌液中是缓冲剂,稳定镀液的pH值, 且在阴极膜中还能起弱配位作用, 对镀层沉积有催化作用。
其含量允许范围较大, 为25~40g/L。
但含量高时, 在温度偏低时容易结晶析出。
2.2 添加剂的影晌和控制
市售钾盐镀锌添加剂种类繁多, 但其作用机理和组成基本相同, 都是由主光亮剂、载体光亮剂、辅助光亮剂、应力消除剂等有机物按一定比例复配而成的。
(1) 主光亮剂
主光亮剂属于芳香酮类化合物, 能吸附于阴极表面, 增大阴极极化, 使锌镀层结晶细致。
使用比较多的, 如苄叉丙酮、邻氯苯甲醛、对氯苄叉丙酮等。
主光亮剂不溶于水, 要通过载体助溶、增溶、扩散到镀液中发挥其作用。
载体则大多为非离子型或阴离子型表面活性剂, 要求具有高的浊点, 有助于提高镀液的操作温度。
常用的载体有烷基醇聚氧乙烯醚、烷基
醇聚氧乙烯、聚氧丙烯醚、烷基(或芳基)聚氧乙烯醚等。
载体不仅对主光亮剂助溶、增溶, 扩大允许电流密度范围, 并吸附于阴极表面, 提高润湿性, 减少针孔。
(2) 辅助光亮剂
辅助光亮剂种类比较多,大多是有机酸、有机酸盐及某些杂环化合物, 如苯甲酸钠、二苯胺磺酸钠、水杨酸钠、烟酸、苯骈三氮唑、巯基苯骈咪唑、甘氨酸等, 它们可以扩大光亮电流密度范围,提高分散能力和深镀能力及极化度, 提高锌镀层质量, 并有助于降低主光亮剂的消耗。
但它们在镀液中的溶解度受pH值的影响较大,pH值低, 其溶解度降低并析出, 将对镀液产生不良影响。
(3) 注意事项
①钾盐镀锌添加剂需经复配才能发挥良好的协同作用。
添加剂各组分必须在镀液中充分溶解,并有良好的分散度。
要注意预防和避免由于镀液温度升高使载体光亮剂溶解度降低而析出, 引起镀液浑浊。
选用高浊点的载体, 提高镀液稳定性。
辅助光亮剂也因pH 值下降而析出,使镀液浑浊影响镀层质量。
②在补充添加剂时须用温水稀释2~3 倍, 边加边搅拌, 确保完全溶解。
添加剂补充遵循少加、勤加的原则,在达到一定光亮度的前提下, 添加剂尽可能以少加为宜,切忌片面追求光亮度而盲目地多加。
③在调整镀液pH 值时, 也需对酸碱溶液充分稀释, 边加边搅拌, 避免局部区域pH 值变化而影响添加剂的溶解。
④在处理钾盐镀锌液中杂质时,如Fe2+等, 常加入氧化剂H202等, 在氧化除杂的同时也会氧化添加剂中某些组分, 使其比例失调, 降低锌镀层质量。
这时应通过霍尔槽试验进行调整。
2.3 工艺参数的影晌和控制
(1) 温度
钾盐镀锌有较宽的工作温度范围,一般在10-50℃。
温度高, 允许电流密度高, 沉积速率快, 但镀液分散能力和深镀能力会降低; 而温度低, 分散能力和深镀能力较好, 但允许电流密度范围减小, 沉积速率减慢。
另外, 温度偏高时, 添加剂中载体非离子型表面活性剂在镀液中的溶解度将随温度升高而降低, 甚至在一定程度上在镀液中析出引起镀液浑浊,出现油
状物漂浮于镀液表面而严重影响镀层均匀、光亮, 使镀层钝化困难, 还会增加添加剂非正常消耗。
因此, 温度最好控制在20~35℃。
(2)pH 值
镀液pH值偏低, 镀层光亮度较好, 但辅助光亮剂溶解度较低而析出, 使镀液浑浊;pH 值偏高, 有助于提高镀液浊点, 但光亮区范围减小, 阳极易钝化, 甚至会生成Zn(OH)2沉淀使镀液变浑。
综合考虑, pH值应控制在4.5~5.5。
调整镀液pH 值时, 应采用稀释的HCl或KOH
溶液, 在充分搅拌下缓缓添加, 以避免添加剂非正常损耗而影响镀层的光亮度。
另外, 镀液中维持足够的H3B03含量, 有利于pH值的稳定。
(3) 电流密度
一般而言, 电流密度大, 沉积速率快, 镀层光亮度好, 但锌镀层中有机夹杂物增多, 易变色, 钝化后易退色、脱膜等; 电流密度偏小, 沉积速率慢, 镀层光泽性较差。
应根据各工艺参数相互影响, 从实际出发选择最佳的电流密度。
3 镀液的维护与管理
(1) 定期化验镀液, 使其各成份含量保持在较佳范围。
一般情况下氯化锌无需补充, 可以通过调节阳极面积大小控制锌离子含量。
锌阳极在镀液中会化学溶解, 锌产时应取出阳极, 防止锌离子含量较快增加。
注意氯化钾含量过高会使镀液浊点下降,载体光亮剂溶解度下降而析出,使镀液浑浊, 影响镀层的质量。
(2) 钾盐镀锌添加剂应根据生产量掌握消耗规律,以每千安小时添加补充, 要遵循少加、勤加原则,必要时进行霍尔槽试验以确定添加量,效果会更好。
(3) 在正常生产情况下,pH值呈逐渐上升,宜用5% 盐酸边搅拌慢慢添加,pH 值控制在
(5±0.2)更为适宜。
4 电镀故障处理
4.1 镀液浑浊
(1) 浑浊原因
①镀件前处理不良。
镀件表面油污锈迹带入镀液, 且累积增多。
②异金属杂质, 如Fe2+等在镀液中积累超出允许范围。
③镀液浊点下降, 使载体光亮剂溶解度降低并析出, 以油状物漂浮于镀液表面。
④pH 值偏高形成Zn(OH)2胶状沉淀物;pH值太低, 使辅助光亮剂溶解度降低并析出。
⑤镀液中添加剂分解物增多并累积, 使有机杂质含量超过允许范围等。
(2) 措施
镀液浑浊, 锌镀层易变色, 不易钝化、脱膜, 脆性大, 抗蚀防护性能降低等。
应及时对钾盐镀锌溶液进行大处理, 以净化镀液。
先按1~2mL/L计量的H2O2, 稀释加入镀液中。
将镀液pH 值调至4.0~4.2, 充分搅
拌,30min 后适当加热, 并保温120 min, 以除去多余的H202再按1~3 g/L计量活性炭加入, 充分搅拌30-60min; 按1~2 g/L 计量锌粉加入, 搅拌30min, 静置120 min后, 进行
过滤。
然后进行化验分析, 根据分析结果补充各成分, 调整pH值在工艺范围内, 补充添加剂, 试镀后即可进行电镀。
4.2 钝化膜变色
(1) 锌镀层表面常有一层有机薄膜, 影响钝化效果, 也容易造成钝化膜变色。
因此, 钝化前在热除油液中浸渍数秒后去膜, 再进行活化、出光、钝化, 有一定的效果。
(2) 也可在下列溶液中浸渍去膜:
KMn04 0.5-1.0 g/L, H2S04 3-5 mL/L, 室温,5-10S。
也能够有效消除锌镀层表面有机薄膜的影响, 明显地提高锌镀层的钝化质量, 提高抗蚀防护性能。