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锌铁合金电镀提高镀层耐蚀性

摘要:采用锌铁合金电镀,盐雾试验达到400h无白锈,满足了美、法外商的加工要求,所镀汽车配件,已大量出口供货。
    1 前言
    我厂是沈阳市一家以镀锌及贵金属为主的专业电镀厂,常年为电力、电子、电器、汽车等行业产品的电镀服务。
    随着时代的发展,科技突飞猛进,许多产品的要求越来越高,以镀锌为主防护电镀领域的单金属电镀已难于适应时代发展的要求。合金镀层的防护性能优于单金属镀层,早已形成共识,但由于工艺上的某些原因,推广力度不够。
    在上世纪70年代,由于汽车工业的高速发展,日美等汽车出口大国,考虑到车体用的镀锌钢板满足不了高寒盐砂地带行驶的防护性能要求,于是着重研究了在钢铁基体镀锌系合金,以此取代金属锌层来提高抗蚀性,这一研究取得突破性进展,于是锌系合金中的Zn-Fe、Zn-Ni合金电镀很快用于汽车工业而逐步在国内外推广开来。我厂的实践,证实了锌铁合金镀层的防护性能远远超过了单金属的锌镀层。
    2005年初,我厂先后接到美国泰利福公司和法国开普乐公司的汽车零部件电镀加工的订单,并附有样件。两国外商提出锌系合金或普通镀锌均可,要求彩色钝化,盐雾试验400小时无白锈合格。
    我厂是氯化钾镀锌,在用其工件试镀过程中,先按常规镀锌电镀,彩钝化盐雾试验,按国内标准,达到72小时(三个周期)无白锈为合格。但外商要求更高。于是从加厚镀层到稀土钝化,甚至加上封闭剂,经盐雾试验,不要说400小时,就连200小时也达不到。在此燃眉之际,有人介绍采用锌镍合金工艺,电镀后再闪镀一层光亮锌,彩钝化盐雾试验无问题。之所以要闪镀一层光亮锌,是由于锌镍合金镀层的彩钝色泽没有镀锌彩钝的色泽鲜艳。
    我们抱着试一试的态度选用了锌镍合金作试验。果真这一招真灵,一举成功,彩钝盐雾试验超过400小时无白锈。但经核算,Zn-Ni合金成本比镀锌高得多,要和外商就此签单,加工费仅是微利,还不如国内镀锌的利润,能不能选一个防护性能同锌镍合金工艺一样优异的工艺来满足外商要求,反正不误外商交试验样品的期限就行。
    功夫不负有心人,我们终于在网上查到锌铁合金相关资料,按网上介绍成都市新都高新电镀环保工程研究所独家推出的氯化物锌铁合金电镀工艺,已有10余年的应用实践经验,经联系得到这一工艺的详细资料并提供光亮剂作试验用的样品。
    2 电镀锌铁合金
    3 溶液配制
    先将ZnCl2与KCl或NaCl用1/2热水溶解,加1g/L锌粉,充分搅拌,静置3-4小时过滤入槽,以试剂盐酸调pH至4,将抗坏血酸用水溶解,倒入以10倍水溶解的铁盐溶液的容器内,此时溶液显浑,静置到清澈透明无色时加入槽内。虽清澈透明,但呈棕色,表明铁盐质量有问题,不能加入,需要换新的铁盐重配。ZF-A开缸剂以1—2倍水,ZF光亮剂以3倍水(夏秋冷水,冬春热水)稀释后加入,ZF-B调整剂以3倍冷水稀释后加入,将水补至规定体积,电解4小时试镀。

    4 试验结果
    按锌铁合金工艺上述要求配了一个小槽作实验。试验获得成功,所获镀层全光亮,经3mL/L稀硝酸溶液浸洗的超低铬彩钝后的色泽鲜艳夺目。中性盐雾试验达400小时无白锈,满足外商要求,经外商认可后签单,并于2005年6月投入生产。几年来,共镀汽车配件数十万件,效果很理想,得到美、法两国外商认可,并被指定为该产品在沈阳的独家电镀单位。
    5 几点体会
    通过实践,使我们感到锌铁合金是取代镀锌工艺的最佳选择,其独到之处,不仅镀层防护性能远远超过普通镀锌,而且氯化物镀锌溶液可以直接转化为氯化物锌铁合金溶液。
    上这种新工艺很容易,只需将原溶液进行大处理,基本去除原有光亮剂,加入铁盐和新的光亮剂就成为新工艺了,这种调整改变基本不增加投资。
    通过氯化钾镀锌与锌铁合金的生产比较,我们有如下体会:
    (1)锌铁合金镀层比钾盐镀锌层结晶更细小致密,防护性能更优异。
    (2)钾盐镀锌溶液分散能力不如锌铁合金溶液好,80dm2的工件,钾盐镀锌时,平面件中间部位呈蛋形发雾不亮。转化为锌铁合金镀液后这种现象消除,整个色泽光亮一致。
    (3)钾盐镀锌低铬彩钝易脱膜,白钝易变色,转化为锌铁合金镀液后,这种现象未出现过。
    (4)钾盐镀锌特别是滚镀液每月需大处理一次,否则不能正常生产,转化为锌铁合金镀液后一年不处理照常生产。
    (5)镀锌铁合金的综合成本低于钾盐镀锌,有较好的经济效益。

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