鋅酸鹽鍍鋅過程中出現鍍層粗糙故障的原因以及處理辦法

                    發布時間:2019-06-14 次浏覽

                    鋅酸鹽鍍鋅過程中出現鍍層粗糙故障的原因以及處理辦法


                    (1)鋅含量過高

                    原因分析:由于鋅酸鹽鍍液中氫氧根離子對鋅離子的絡合能力不強,陰極極化作用較弱,為此,采用降低氧化鋅含量、提高氫氧化鈉含量的辦法進行彌補。生産中,為了使鍍液穩定,應控制NaOH/Zn=8~10或NaOH/Zn0=10~12之間,鍍液中氫氧化鈉含量一般為120g/L,所以挂鍍時氧化鋅的濃度一般采用10~12g/L,滾鍍時稍低,8~10g/L為宜。鋅含量低,鍍層結晶細緻,光澤均勻,鍍液的分散能力和深鍍能力好,但鋅含量過低,電流密度上限和陰極電流效率降低,陰極極化作用增加,沉積速度慢。鋅含量過高,鍍層發暗、粗糙,陰極電流效率提高,高電流密度易燒焦,出現陰陽面,鍍液的分散能力和深鍍能力降低

                    因鋅陽極的化學溶解較快,Zn2+濃度很易上升,造成鍍層品質異常,可采取下列措施,防止Zn2+濃度上升


                    a.定期分析調整Zn2+的含量;

                    b.使用部分鍍鎳鐵闆代替鋅陽極,并控制其面積比為2:1,保證足夠的陽極面積,又可控制Zn2+濃度的升高;

                    c.不生産時,取出鋅陽極闆,以減緩鋅陽極的化學溶解;

                    d.控制鍍液的工藝參數在工藝範圍内;

                    e.使用高純度的鋅陽極闆(0号鋅錠)

                    處理方法:稀釋鍍液,分析調整鍍液成分至标準值

                    (2)氫氧化鈉含量過低

                    原因分析:鍍液中的氫氧化鈉是鋅的絡合劑、導電鹽,又是陽極去極化劑,并兼有除油作用。含量低,陽極鈍化、槽電壓升高,鍍液的分散能力和深鍍能力降低,鍍層發暗、粗糙;含量高,鍍液導電性能好,分散能力和深鍍能力提高,陽極化學溶解過快,導緻鍍液中的鋅含量不斷升高,造成鍍液成分比例失調,陰極電流效率下降,光亮劑消耗增多,同時,氫氧化鈉易于生成碳酸鈉,造成碳酸鈉積累,鍍液電阻增大,溫度升高過快,嚴重影響鍍層質量

                    處理方法:分析調整鍍液成分至标準值

                    (3)鍍液中有固體顆粒

                    (4)光亮劑含量太低

                    原因分析:在鋅酸鹽鍍鋅液中,沒有光亮劑存在時,所得的鍍層是粗糙的,甚至是疏松的海綿狀鍍層。當加入一定量的添加劑後,可以使鍍層結晶細緻、光亮,電流密度範圍擴大,鍍液的分散能力和深鍍能力提高,但是光亮劑含量過多,鍍層非常光亮,鍍層的脆性增大,而且容易引起鍍層起泡,結合力不好。含量低,鍍層光亮度差、出光速度慢,含量過低,鍍層發暗、粗糙

                    處理方法:用赫爾槽調整光亮劑的含量

                    (5)溫度太高

                    原因分析:鋅酸鹽鍍鋅液的最佳溫度一般控制在10~25℃。溫度低時,鍍液的導電性能差,電流密度上限降低,添加劑吸附強,脫附困難,當Dk高時,工件的尖端(或邊緣)易燒焦,鍍層中添加劑夾雜多,鍍層脆性增加,容易變色、起泡。溫度高時,添加劑吸附弱,極化降低,光亮劑消耗大,Zn2+含量易上升,鍍液穩定性差,分散能力和深鍍能力降低,鍍層結晶粗糙、發灰、光亮性差

                    處理方法:控制鍍液溫度至工藝範圍内

                    (6)陰極電流密度過大

                    原因分析:陰極電流密度的大小與鍍液的濃度和溫度密切相關,随濃度和溫度的升高,可适當提高陰極電流密度。溫度低時,鍍液的導電性差,添加劑吸附強,脫附困難,如果使用高電流密度的話,高電流密度區鍍層易燒焦,同時添加劑夾雜多,鍍層脆性增大、起泡,鈍化膜易變色及耐腐蝕性能下降。對于鍍層厚度要求薄和白色鈍化的工件,可以适當加大陰極電流密度;對于鍍層要求較厚,或是彩色鈍化的工件,陰極電流密度應小些,以減少鍍層的内應力和提高鈍化膜的抗蝕能力。溫度高時,添加劑吸附弱,極化降低,必須采用較高的電流密度,以提高陰極極化作用,細化結晶,防止陰陽面。一般地,鍍液溫度低于20℃時,陰極電流密度采用1~1.2A/dm2;20~30℃宜采用l.5~2.0A/dm2;30~40℃時宜采用2~4A/dm2

                    綜上所述,陰極電流密度的控制原則是,在允許的電流密度下盡量開大,電流密度小,添加劑容易吸附,不易脫附,鍍層中有機物夾雜較多,鍍層脆性大,容易起泡、變色,産生陰陽面。電流密度太大,鍍層結晶粗糙、高電流密度區鍍層燒焦

                    處理方法:準确測量工件受鍍面積,合理設定電流值

                    (7)異金屬雜質過多

                    原因分析:鍍液中的異金屬雜質主要有Fe2+、Fe3+、Cu2+、Pb2+等,雜質過多,會造成鍍層發暗、發黑,産生黑色條紋,鍍液分散能力下降,邊角部位易燒焦,鈍化後不良,甚至呈無光澤的瓦黃至暗褐色,更為緻命的危害是導緻鍍層起泡,嚴重時鍍層成片脫落(大部分金屬雜質離子呈氫氧化物懸浮在溶液中,特别是Fe3+呈膠體狀懸浮物,吸附沉積在工件表面,直接影響鍍層與基體的結合力,一旦有機物含量增加,内應力增大,更容易起泡、脫皮。)

                    ①Cu2+雜質主要來源于挂具和導電極杆,其極限含量不得大于0.015g/L。少量的Cu2+雜質影響鈍化膜的色調,稍高會使鈍化膜發霧,再多時,硝酸出光後發黑,嚴重時鍍層粗糙呈灰黑色,鈍化後更黑,含量再高鍍層呈海綿狀

                    ②Pb2+雜質主要來源于鋅陽極,其極限含量不得大于0.002g/L。Pb2+雜質較多時,鍍層呈暗灰色,硝酸出光後出現黑乎乎的花斑,鈍化時有黃褐色的膜,含量再高鋅鍍層難以沉積

                    ③Fe2+雜質主要來源于化學材料、前工序清洗水等,其極限含量不得大于0.05g/L。雜質含量較多時,低電流密度處鍍層灰暗,鈍化膜無光澤

                    處理方法一:小電流電解處理法 用瓦楞形鐵闆作陰極,0.05~0.5A/dm2的電流電解,直至鍍液正常

                    處理方法二:鋅粉一活性炭處理法


                    a.向鍍液中加入0.6g/L左右的鋅粉(用小試驗确認用量),攪拌30min;

                    b.加入1~3g/L活性炭,繼續攪拌30min;

                    C.靜置3h,過濾鍍液;

                    d.分析調整鍍液成分,調節pH值、補加光亮劑後,試鍍

                    處理方法三:硫化鈉處理法

                    a.配制适量的試劑級的硫化鈉溶液(用量先由小試驗确定,每次用量不得超過0.2g/L),并稀釋至100倍;

                    b.邊加入邊劇烈攪拌lh;

                    c.自然沉澱一晝夜,試鍍(不必過濾)

                    附:如何防止異金屬雜質污染鍍液?

                    a.選用合格的化學材料和高純度的鋅陽極(0号鋅錠);

                    b.配制和補加鍍液時,使用純水;

                    C.防止挂具和工件落入鍍槽,一旦落人須及時撈出;

                    d.嚴格清洗操作标準作業,減少挂具主杆和工件清洗時帶入,造成交叉污染;

                    e.入鍍槽的工件,先經l0%氫氧化鈉溶液預浸,防止清洗水帶入鍍槽而造成污染;

                    f.選用合适的不溶性陽極,防止該陽極溶解,而造成異金屬雜質污染;

                    g.嚴格控制全工序的液面高度,防止挂具銅鈎腐蝕和主杆腐蝕造成的交叉污染;

                    h.鍍液定期進行處理,防止異金屬雜質離子積累




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