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鋅鎳合金電鍍控制要點

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鋅鎳合金電鍍控制要點

發布日期:2018-11-27 作者:煙臺運通電鍍有限公司 點擊:

  鋅鎳合金(通常含質量分數10%~15%的Ni)的耐蝕性很高(是鋅鍍層的3~6倍),其硬度為200~250HV,比堿性鋅酸鹽鍍鋅層的硬度(90~120HV)高,而且具有低氫脆性以及良好的焊接性和可機械加工性。

  鋅鎳合金電鍍工藝

  鋅鎳合金電鍍的工藝流程為:化學除油─二級逆流水洗─脫脂酸洗─三級逆流水洗─陽極電解除油─二級逆流水洗─活化─三級逆流水洗─浸堿─電鍍鋅鎳合金─四級逆流水洗─浸純水─鈍化─純水洗2道─熱純水洗─壓縮空氣吹干─烘干。

  鋅鎳合金前處理的注意事項

  為確保合金鍍層獲得很好的結合力和外觀,工件表面應“四無”,即無油、無銹、無掛灰、無氧化膜。前三“無”電鍍人均知道,而污氧化膜常常被忽視。

  氧化膜是在工件基體表面形成的一層結構不嚴密的氧化物或吸附物(統稱為氧化膜),這種不嚴密的物質若在電鍍中不能被迅速溶解或清除,而被夾雜在鍍層中時,鍍層的結合力就會大大下降,且鍍層外觀易出現發花、發霧、針孔、粗糙等缺陷,帶有氧化膜的工件的表面狀態被稱為“鈍態”或“非活態”。這種狀態會影響合金鍍層在基體表面晶格上的自然延伸,從而造成各種各樣的電鍍缺陷。形成金屬表面氧化膜(鈍態)的原因很多,例如鋼鐵工件進入鋅鎳合金鍍槽前需要經過酸洗活化,若酸洗活化后在空氣中暴露時間較長,鍍件表面會迅速形成一層氧化膜,有時甚至有浮銹產生,且酸洗活化中酸的濃度越高,鋼鐵件在空氣中越易氧化,因此在酸洗和活化中適量加入添加劑以避免或減少氧化膜的形成,是非常必要的。此類添加劑主要由緩蝕劑、表面活性劑及對鐵基體有活化作用的有機物組成。

  由于堿性鋅鎳合金對前處理要求嚴格,認真及時地完善前處理工藝是十分必要的,這也是保證產品質量極為重要的措施。另外,返工件需要在線外酸洗槽中退除完合金鍍層后才能進入本工藝流程,線上不允許返工件直接生產。另外要注意,掛具走完一個流程后也需要在另外的酸洗液中完全退除了Zn–Ni合金鍍層才能上線使用。若Zn–Ni合金鍍層沒有每次退盡,輕則影響工件的走位,重則有嚴重的掛具印、陰陽面等。

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  鋅鎳合金鍍液控制要點

  NaOH含量

  在100~140g/L的范圍內,鍍層的含鎳量隨NaOH質量濃度的上升而略有上升,且當NaOH為130~140g/L時達到很高。但NaOH質量濃度超過140g/L后,鍍層中的含鎳量略有下降。NaOH在100~140g/L范圍內時,鍍液的電流效率變化不大,一般為70%左右。另外,NaOH是鋅的配位劑,可改善電鍍液的導電能力,一般選取為120~140g/L。

  ZnO及Ni2+的含量

  當鍍液中鎳離子一定時,鋅離子濃度越高,則鍍層的含鎳量越低。因此,控制鍍液中鎳離子和鋅離子的比值很重要,一般m(Zn2+)∶m(Ni2+)=10~13,在生產中可通過增加或減少Zn2+與Ni2+的比值來控制鍍層的鎳含量。鍍液中NaOH/ZnO質量比控制在10~12為宜。ZnO含量過高會影響低區走位。

  配位劑含量

  配位劑主要為有機胺,當鍍液中配位劑不足時,鍍液中的鎳離子易產生沉淀而無法與鋅離子共沉積,導致走位不佳。配位劑能與鎳離子形成帶正電荷的[NiC8H23N3],由于鋅鎳合金的電沉積是在負電荷的陰極表面進行,鎳的配離子受到雙電層電荷的吸引作用而容易到達陰極表面放電,所以鍍層中鎳含量隨配位劑濃度增大而增加。當鍍液中配位劑含量不足時,鍍層中的鎳含量達不到10%以上。鍍液中的配位劑體積分數若達到80~100mL/L,則足以與全部鎳離子形成配合物,隨后配位劑濃度再繼續增加,鍍層中含鎳量也會再增加。

  電流密度

  堿性鋅鎳合金中含鎳量隨著電流密度的增大而略有增加,在0.5~6.0A/dm2范圍內基本保持恒定。從保證鍍層的含鎳量和電流效率兩方面來綜合考慮,生產時電流密度應控制在1.5~2.0A/dm2為好。電流密度過大,則陰極電流效率降低,車間的堿霧大。

  溫度

  堿性鋅鎳合金一般在20~28°C時均能獲得良好的鍍層,鍍液溫度升高,鍍層中的鎳含量會有所增加。溫度過高時,鍍層中鎳含量過高,且低區走位不佳,Na2CO3易累積,所以自動控溫設備是必要的要求之一。

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