鋅酸鹽鍍鋅?工藝原理

就是用ZnO、NaOH配置溶液，加入適當(dāng)?shù)腻冧\添加劑，在通電狀態(tài)下，在金屬或其他材料表面鍍一層金屬鋅，來(lái)增加材料耐蝕性和裝飾性。

1、試劑

a、 指示劑:二甲基酚橙1g，硝酸鉀99g，充分混合。

b、 緩沖溶液: 500ml蒸餾水溶解100gNaOH，加入98%--100%的冰醋酸240ml，加水到1000ml。

c、 用0.1N的EDTA(37.2g溶于1L蒸餾水)

2、步驟

a、 吸取5ml鍍液于250ml錐形瓶

b、 加入緩沖溶液20ml和蒸餾水100ml

c、 加入少量指示劑，搖勻

d、 用0.1N的EDTA溶液滴定至紅色變?yōu)辄S色為終點(diǎn)

3、計(jì)算

滴定量(ml)*1.3074=?(鋅含量g/L)

1、試劑

a、0.1%甲基橙指示劑(0.1g甲基橙溶于100ml水)或0.5-1g酚酞融入100ml乙醇中(二者選其一)

b、1N的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液(88.38ml濃鹽酸溶于水配成1L)

2、步驟

a、 吸取5ml鍍液于250ml錐形瓶

b、 加入蒸餾水100ml

c、 加入少許甲基橙指示劑，搖勻溶液變?yōu)辄S色

d、 用1N鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至溶液由黃色變?yōu)槌燃t色為終點(diǎn)

3、計(jì)算

低定量(ml)*7.89=?(堿含量g/L)

(一) 、低電流區(qū)出現(xiàn)黑色或灰色鍍層

1、原因分析:主要是由于金屬雜質(zhì)污染造成。

a、 鉛離子，劣質(zhì)的鋅陽(yáng)極→帶入鉛離子(>15mg/L)→鍍液分散能力下降→鍍層出光后出現(xiàn)黑色或灰色條紋。

注意事項(xiàng)→鋅陽(yáng)極采用0#(99.995%)或者1#(99.99%)鋅。

b、 鐵離子，劣質(zhì)NaOH/工件→帶入鐵離子(>50mg/L)→出現(xiàn)膠體絮狀物→鈍化后出現(xiàn)紫藍(lán)色/鍍層出現(xiàn)氣泡。

注意事項(xiàng)→選用白色片堿/工件進(jìn)鍍槽前徹底清洗/用鎳板或鍍鎳版調(diào)節(jié)陰陽(yáng)極面積比例。

c、 銅離子，掛具/洗刷導(dǎo)電銅杠→帶入銅離子(>20mg/L)→鍍鋅層粗糙/光亮度低。

注意事項(xiàng)→掛具盡量噴漆或其他方式包扎起來(lái)，防止銅離子污染。

2、解決辦法:

a、 鋅粉處理:1-2g/L的鋅粉在劇烈攪拌下加入鍍液中，使之與重金屬離子發(fā)生置換反應(yīng)，加完后繼續(xù)攪拌20min，靜置兩小時(shí)過(guò)濾，靜置時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，否則失去處理意義。

b、 小電流電解處理:0.1-0.2A/dm2的電流進(jìn)行小電流處理，取鍍鎳板/或者廢件作為陰極(面積宜大些)，處理時(shí)間視鍍液情況而定，使用后的鍍鎳板表面黑色鍍層必須在酸中退除，才能作為陽(yáng)極使用。該方法優(yōu)點(diǎn):操作簡(jiǎn)便，不損耗鍍液。

(二)、鍍層出現(xiàn)粗糙或粗糙發(fā)暗的原因及解決辦法

1、原因分析:：主要原因是鋅減比例失調(diào)造成。

a、 氧化鋅比例低:氧化鋅偏低、NaOH比例偏高→電鍍沉積速度慢/允許電流密度上線低→工件表面大量析氫等

b、 氧化鋅比例高:氧化鋅偏高、NaOH比例偏低→鍍層粗糙發(fā)暗/工件邊緣部位有氣泡/沉積速度慢/分散能力和深鍍能力降低/電流上不去/鍍層結(jié)合力差等。

2、解決辦法：

保持正常的鋅堿比例1:(10--12).同時(shí)考慮氧化鋅和NaOH的實(shí)際含量，即使氧化鋅比例偏低，也不宜直接補(bǔ)充氧化鋅，可以調(diào)節(jié)陽(yáng)極板面積，暫停使用不溶性陽(yáng)極，溶液中鋅含量很快就會(huì)上去，當(dāng)氧化鋅含量高了，可以用鍍鎳板代替鋅陽(yáng)極板，添加NaOH至相應(yīng)的量。故障很快就能解決。

(三)、鍍層鈍化膜質(zhì)量故障(發(fā)花、變色、變暗等)

1、原因分析:造成這些現(xiàn)象的原因比較多，主要有以下幾點(diǎn)。

a、 基材有麻點(diǎn)，鍍后出光等清洗不良的問(wèn)題。

b、 前處理不良的問(wèn)題。

c、 鍍液的問(wèn)題。

d、 鈍化液比例失調(diào)的問(wèn)題。

e、 鈍化膜烘干老化時(shí)間不夠的問(wèn)題。

f、 環(huán)境問(wèn)題，空氣中水蒸氣、酸霧嚴(yán)重使得鈍化膜色澤變化和腐蝕等。

2、解決辦法:針對(duì)上述原因逐條采取措施

a、 針對(duì)基材麻點(diǎn)，造成鍍后清洗、出光等不良:加強(qiáng)鍍后清洗和出光等工序，有必要就增加熱水洗，調(diào)節(jié)出光液PH在1左右。

b、 加強(qiáng)除油除銹前處理工序，保證鍍件進(jìn)渡槽前表面處理干凈。

c、 電鍍前，對(duì)鍍液進(jìn)行鋅粉、小電流等處理，并且進(jìn)行赫爾槽實(shí)驗(yàn)、鍍液分析等，確保鍍前鍍液成分在工藝范圍之內(nèi)。

d、 嚴(yán)格控制鈍化液成分和鈍化工藝參數(shù)，例如:鈍化液濃度、鈍化液PH值、鈍化時(shí)間、鈍化溫度、鈍化后烘干等。

e、 已在d中說(shuō)到鈍化膜烘干問(wèn)題。

f、 注意電鍍車間環(huán)境，鍍件出槽處理后保存方面嚴(yán)格控制。

(一)、 鑄鐵件較難沉積上鍍鋅層

1、原因分析:主要有一下幾個(gè)原因

a、 鑄鐵件碳含量高達(dá)2%以上的鐵碳合金，材料中只有少量的碳與鐵形成固溶體，大多以石墨或者滲碳體的形式存在，降低了氫的析出電位，阻礙鋅的沉淀。

b、 鑄鐵件表面粗糙，含有大量縮孔、氣孔和砂眼，孔隙率高。

c、 有些工件表面未經(jīng)加工，覆蓋一層氧化皮。

d、 酸洗過(guò)度，造成過(guò)腐蝕，則導(dǎo)致析氫更加嚴(yán)重，阻礙鋅的沉淀。

2、解決辦法:

a、 利用噴砂代替強(qiáng)腐蝕:噴砂可以阻止酸洗液滲入疏松內(nèi)孔中，可以避免發(fā)生過(guò)腐蝕。

b、 采用閃鍍(5倍-10倍的電流)先鍍上一薄層鋅，然后再3倍-5倍的電流加厚。

c、 以上兩種方法同時(shí)使用效果會(huì)更好。

(二)、沉積速度慢的原因及解決方法

1、原因分析:主要原因有以下幾點(diǎn)

b、 前處理不徹底，工件表面有氧化膜，影響鋅離子正常沉積。

c、 零件導(dǎo)電不良，電流在導(dǎo)線上有消耗，分配到工件表面的電流過(guò)小。

d、 高碳鋼、鑄鐵等零件表面含碳高，降低了氫的析出電位，使工件表面析氫加速，造成電流效率低。

e、 零件綁扎過(guò)密，鍍鋅時(shí)工件局部遭到屏蔽而導(dǎo)致鍍層過(guò)薄。

f、 鍍液溫度偏低，電流效率相應(yīng)降低。

g、 鍍液中添加含量偏低，影響了鍍液的分散能力。造成零件表面鍍層局部明顯的過(guò)薄。

h、 電流密度偏低影響沉積速度。

2、解決方法:加強(qiáng)前處理;注意電鍍掛具的導(dǎo)電和槽內(nèi)分布;保持鍍液成分、溫度和電流密度處于規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)等。

(三)、鋅酸鹽鍍鋅液中鋅濃度快速下降的原因及處理辦法

1、原因分析:

a、 NaOH含量不足，造成鋅酸鹽水解作用加強(qiáng)，ZnOH沉淀。

b、 陽(yáng)極鈍化與陽(yáng)極電流效率過(guò)低。

2、解決辦法:

a、 向鍍液中加入NaOH，增加的工藝范圍之內(nèi)。

b、 清理陽(yáng)極并增大陽(yáng)極面積。

(四)、鍍液中鋅含量快速累積和陽(yáng)極鈍化的原因及解決方法

1、原因分析:這種故障產(chǎn)生的原因主要是陽(yáng)極的問(wèn)題。

a、 鍍液中NaOH含量偏高，鋅陽(yáng)極化學(xué)溶解速度加快，造成鍍液中鋅離子增加很多，因?yàn)殇\酸鹽鍍鋅的陰極電流效率是比較低的，鋅的實(shí)際消耗量少于鋅陽(yáng)極的溶解。

b、 鋅陽(yáng)極的這種自然溶解而破壞了鍍液中NaOH和Zn的正常比例。

c、 引起陽(yáng)極鈍化的原因是:鍍液中NaOH濃度過(guò)低、陽(yáng)極面積過(guò)小。陽(yáng)極:陰極=應(yīng)不小于1.5:1，否則容易陽(yáng)極鈍化。

d、 有些情況，鋅陽(yáng)極表面出現(xiàn)了陽(yáng)極鈍化現(xiàn)象，雖然鋅陽(yáng)極鈍化能增加陰極極化，提高分散能力，但是鋅陽(yáng)極的鈍化影響了鋅離子的溶解，使得鍍液中的鋅離子得不到補(bǔ)充，影響鋅的沉積速度。

2、解決辦法:

a、 分析鍍液成分，調(diào)整鍍液中NaOH的濃度正常;

b、 控制鋅陽(yáng)極和不溶性鎳陽(yáng)極的比例;

c、 停鍍時(shí)將鋅陽(yáng)極從渡槽中取出，防止鍍液中鋅離子濃度增加。

(五)、鋅酸鹽滾鍍鋅，滾筒突然爆炸原因

1、原因分析:可能原因有如下幾點(diǎn)

a、 陰極大量析氫，鋅酸鹽鍍鋅的陰極電流效率比較低，一般在70%--80%，電鍍過(guò)程中產(chǎn)生許多氫氣，而這些氫氣又不能及時(shí)通過(guò)滾筒眼子排出，所以電鍍一段時(shí)間后，滾筒內(nèi)部產(chǎn)生了大量的氫氣聚集。

b、 如果滾筒不是全浸式的，滾筒內(nèi)部有空氣存在。

c、 若果陽(yáng)極面積小，陽(yáng)極電流密度大，是陽(yáng)極發(fā)生鈍態(tài)，產(chǎn)生大量氧氣。

d、 氧氣、空氣、氫氣的混合，達(dá)到一定體積比例(爆炸極限)，是滾筒有具備了爆炸的一個(gè)必要條件。

e、 鋅酸鹽鍍鋅液的電阻比較大，滾鍍時(shí)間一長(zhǎng)，鍍液溫度就會(huì)升高，當(dāng)溫度達(dá)到攝氏40度以上時(shí)，溫度高，滾鍍中摩擦易產(chǎn)生火花，火花是引起爆炸的必要條件。

f、 若果上述兩個(gè)條件具備，則會(huì)產(chǎn)生爆炸。

2、處理方法:

a、 采用全浸式的滾筒電鍍。

b、 若采用半浸式滾筒電鍍，每30min停止電鍍一會(huì)，讓滾筒內(nèi)部聚集的氣體散發(fā)出去，然后繼續(xù)電鍍。

(一)、 鍍層呈海綿狀

1、原因分析:當(dāng)鋅酸鹽鍍鋅液中的添加劑含量不足時(shí)，鍍層有可能出現(xiàn)結(jié)晶粗糙。

2、解決辦法:一般根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中鍍層的質(zhì)量，補(bǔ)加適量的添加劑;添加劑不宜過(guò)量加入，否則會(huì)出現(xiàn)鍍層發(fā)花、鈍化膜發(fā)霧、鍍層起泡、鍍層脆性增大、鍍層易變色、結(jié)合力降低等故障。

(二)、鍍層結(jié)合力差的原因及解決方法

1、原因分析:鍍層結(jié)合力差的原因有很多種，可能是一種原因引起，也可能是多種原因共同引起。

a.工件除油不徹底:有人認(rèn)為鋅酸鹽鍍液是堿性的，必定有除油能力，前處理可以馬虎一點(diǎn)，鍍液雖然是堿性的，但是當(dāng)有油污的工件進(jìn)入鍍槽后，在其與堿性物質(zhì)起作用之前，鋅離子即搶先放電析出，鋅層沉積在薄層油膜上，結(jié)合力降低。

b.鍍液表面浮游油污:工件入槽后，被鍍液表面的油污和光亮劑分解產(chǎn)物組成的污物所包圍，從而引起鍍層脫皮。

c.添加劑添加過(guò)量:一般情況下鋅酸鹽鍍鋅層的光亮度稍遜于氯化鉀鍍鋅，有時(shí)為了獲得更好的光亮鍍層，靠多加光亮劑來(lái)彌補(bǔ)，結(jié)果鍍層不但達(dá)不到預(yù)想的光亮度，而造成鍍層的結(jié)合力受到嚴(yán)重影響。

d.工件鍍前在渡槽中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng):工件在渡槽中易產(chǎn)生表面鈍化，從而影響到鍍層的結(jié)合力。

e.鍍層過(guò)厚:對(duì)于鍍鋅來(lái)講，鍍層過(guò)厚，鍍層的內(nèi)應(yīng)力和脆性增大，工件的邊緣部位的鍍層出現(xiàn)起泡，脫皮。所以一般鍍層的厚度宜控制在20um以內(nèi)。

2、解決方法:這對(duì)上述原因，對(duì)于鍍層結(jié)合力的故障就可以采取相應(yīng)的措施，例如:

a、 控制鍍液中添加劑、光亮劑的含量。

b、 控制工件在渡槽中不能停留時(shí)間過(guò)久。

c、 加強(qiáng)零件前處理，保持干凈的零件表面。

d、 注意鍍液表面的潔凈等。

(三)、鋅酸鹽鍍鋅層起泡的原因分析和處理

1、原因分析:主要有以下幾個(gè)過(guò)程的處理不當(dāng)造成鍍鋅層起泡。

A、 基材及前處理方面:

a、 基材是否有麻點(diǎn)、掛傷等狀況

b、 除油是否徹底，表面有無(wú)油污

c、 表面是都有氧化皮

d、 酸洗是否過(guò)度，造成過(guò)腐蝕等幾個(gè)方面。

B、 電鍍過(guò)程中引起的鍍層起泡的可能因素:

a、 掛具的浸塑層破損，造成掛具吃電流多，電流效率低，析氫造成鍍件表面有很多小氣泡

b、 鍍液中添加劑、光亮劑添加過(guò)量，鍍層內(nèi)應(yīng)力增加，導(dǎo)致起泡

c、 鍍層中鉛、銅等雜質(zhì)夾雜過(guò)多，造成鍍層與基材結(jié)合不良而起泡

d、 溫度太低，電流密度太大，導(dǎo)致鍍層中夾雜有機(jī)雜質(zhì)引起鍍層起泡。

C、 鍍后鈍化工序影響:

a、 鍍后出光、鈍化操作不當(dāng)。

b、 出光、鈍化清洗不徹底，出光液、鈍化液殘留在鍍層內(nèi)，烘干老化也會(huì)引起鍍層起泡。

2、解決方法及采取措施:

a、 生產(chǎn)廠首先把好原料關(guān)，選用性能優(yōu)良的鋅酸鹽鍍鋅原料和添加劑，并且在添加劑加入渡槽前先進(jìn)性赫爾槽實(shí)驗(yàn)。

b、 加強(qiáng)鍍鋅槽液的維護(hù)，嚴(yán)格控制添加劑及光亮劑的補(bǔ)充量，以 "少加勤加"為原則，或者根據(jù)赫爾槽實(shí)驗(yàn)判斷補(bǔ)加量。

c、 將掉入槽內(nèi)的零件及時(shí)撈出，銅掛鉤一律不能浸沒(méi)在鍍液中。

d、 檢查鋅陽(yáng)極的純度，采用0#、1#鋅，不用2#鋅。

e、 嚴(yán)格按鋅酸鹽電鍍鋅工藝規(guī)程，控制電流密度和溫度，冬季適當(dāng)加溫至攝氏15度以上，并盡可能的減少添加劑及光亮劑的用量，

f、 嚴(yán)格控制零件鍍鋅層的厚度，尤其是零件邊角的厚度太厚，特別容易發(fā)生鍍層起泡。

g、 定期對(duì)鍍液中的有機(jī)雜質(zhì)和重金屬進(jìn)行大處理。(雙氧水、鋅粉、小電流)

h、 加強(qiáng)后續(xù)處理，加強(qiáng)水洗，經(jīng)常換清洗水。

i、 嚴(yán)格控制烘干溫度，避免因鍍鋅層與基材因熱脹冷縮差異大而起泡。

j、注意周圍環(huán)境的影響。

k、設(shè)備方面的也應(yīng)該經(jīng)常檢修設(shè)備，避免帶來(lái)沒(méi)必要的影響。

(四)、鍍層有條紋和氣流裝

1、原因分析:

c、 陰極電流效率低，造成陰極大量析氫，鍍件表面有條紋或氣流裝。

b、 鍍液溫度低，陰極電流效率低。

2、解決辦法:

a、 合理設(shè)定電流密度，參考值:20度以下:0.8A/dm2;

20度以上:1.5A/dm2;

30度左右:1.5-2A/dm2.

b、 控制鍍液溫度在15度以上。

c、 適量加入表面活性劑，加速氫氣析出。

為提高鋼管的耐腐蝕性能，對(duì)一般鋼管進(jìn)行鍍鋅。鍍鋅鋼管分熱鍍鋅和電鍍鋅兩種，熱鍍鋅鍍鋅層厚，電鍍鋅成本低，表面不是很光滑。吹氧焊管:用作煉鋼吹氧用管，一般用小口徑的焊接鋼管，規(guī)格由3/8-2寸八種。用08、10、15、20或者195-Q235的鋼帶制作成的，為了防腐蝕，有得進(jìn)行滲鋁處理。

鍍鋅鋼管的重量系數(shù)

公稱壁厚mm:2.0 2.5 2.8 3.2 3.5 3.8 4.0 4.5

系數(shù)c:1.064 1.051 1.045 1.040 1.036 1.034 1.032 1.028

注鋼材力學(xué)性能是保證鋼材最終使用性能(機(jī)械性能)的重要指標(biāo)，它取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理制度。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)不同的使用要求，規(guī)定了拉伸性能(抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)、伸長(zhǎng)率)以及硬度、韌性指標(biāo)，還有用戶要求的高、低溫性能等。鋼的牌號(hào):Q215A;Q215B;Q235A;Q235B

A、氧化鋅(純度大于98%);B、氫氧化鈉;C、DE和DPE添加劑;D、光亮劑;E、水

3.維護(hù)管理技術(shù):

A、嚴(yán)格控制鋅、堿濃度和比值;B、主添加劑和光亮劑都只能靠經(jīng)驗(yàn)補(bǔ)加;C、注意溫度和電流密度的相互關(guān)系;D、極間距離及電極排布;E、雜質(zhì)的危害及清除;F、可能產(chǎn)生的故障及糾正方法 。

(1)不用劇毒的氰化物，廢水易處理;

(2)鍍層結(jié)晶細(xì)密、光澤好、分散能力和深鍍能力接近氰化鍍液，適合復(fù)雜形狀的零件電鍍;

(3)鍍液穩(wěn)定、操作方便;

(4)對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕性;

(5)綜合經(jīng)濟(jì)效益好。這種鍍液亦存在沉積速度慢，允許溫度范圍窄(高于400C不好)，厚度超過(guò)15um時(shí)有脆性，鑄鍛件較難電鍍以及工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生刺激性氣體逸出，必須要安裝通風(fēng)裝置等缺點(diǎn)。