第壹節 氯化銨鹽鍍鋅
1. 故障現象:新配氯化銨鍍鋅,鋅層發黑,鈍化不亮。
原因分析:它只使用平平加,且加入量過大。平平加的作用是同其它光亮劑配合使用時作載體。在酸性鍍鋅溶液中,雖然對光澤性起壹些作用,但它的主要貢獻是能使其它光亮劑穩定、均勻地分散於鍍液中,充分發揮其它光亮劑的作用。它用量少,作用也不大,過多亦無益處。
處理方法:停止添加平平加,采用大電流處理,消耗掉多余的平平加,再補充氨三乙酸和聚乙二醇。
2. 故障現象:鍍鋅層經鈍化後,發現表面有密集的小泡,小泡呈半圓形。
原因分析:起泡有兩種,壹種是脆性所引起的,另壹種是鍍層同基體結合力不良引起的。脆性是指鍍層中由於夾雜無機或有機雜質,內應力增大而發脆。壹般情況下引起的脆性因素是由於光亮劑加入過多。結合力是指鍍層同基體金屬結合的牢不牢。引起結合力不良的因素主要有以下兩方面:壹、基體表面油汙未除盡;二、鍍槽中重金屬雜質如鉛、銅等含量太高,影響了鋅的電沈積,使鋅中雜質過多,從而造成結合力不良。
處理方法:首先應判斷是由何種原因引起。先觀察壹下鍍鋅層的光亮性,如非常光亮,應查光亮劑的加入量,如加入量過多,故障就可能引起脆性。如光亮劑正常,應檢查經前處理過的零件表面是否有油汙。把零件放入水中浸壹下,提出觀察它的濕潤性是否良好(金屬表面的水膜成壹片,表明濕潤性良好)。如果是表面有油膜未除盡,應加強前處理工作。如果表面油汙已除盡,則應檢查壹下經鋅粉處理的周期。周期長的話,鍍液很可能是銅、鉛雜質過多引起的。解決方法是加入氨三乙酸或烏洛托品(六次甲基四胺),依靠它對重金屬的絡合作用來降低金屬雜質離子的影響。如果加入後起不到掩蔽金屬雜質的作用,說明金屬雜質已達相當的數量,需要用鋅粉來進行處理。
3. 故障現象:返鍍成品(因鈍化後表面不合要求或厚度未達到標準,用稀Hcl或HNO3將鈍化膜去除,然後直接在鋅鍍層上復鍍鋅)發現起泡。
原因分析:復鍍產品表面起泡,多數是由於原來的鍍鋅層表面的鉻酸鹽鈍化膜未除盡造成的。
處理方法:適當延長復鍍零件在稀Hcl或HNO3中的浸漬時間,使表面鈍化膜完全除盡,然後再進行復鍍。
4. 故障現象:掛鍍零件,鍍層外觀色澤正常,經低濃度鉻酸白鈍化,鈍化膜發黑。
原因分析:鍍鋅層中如果雜質過多,不僅會引起前述的起泡現象,也會發生稀硝酸出光後鋅層變黑(或者出光不亮)的現象。零件從鍍鋅槽中出槽時,外觀鋅層是正常的,
只有經出光或鈍化後才會出現這種現象。
處理方法:由於鍍液中金屬雜質過多,需要用鋅粉進行處理,故障即可消除。
5. 故障現象:具有螯合作用的銨鹽鍍鋅溶液(氨三乙酸、檸檬酸)在鍍液中經常接觸鐵件,鐵雜質必然積累,當超過壹定量後,將使出光後的光亮鍍層出現蘭紫色,脆性增大,甚至於有些部件鍍層剝落和破裂。
原因分析:造成上述現象的原因是鐵零件落入槽中腐蝕造成的。
處理方法:下班前用磁鐵吸出落入槽中的零件,這種情況下鐵雜質積累是很慢的。經常用鋅粉處理。在處理其它金屬雜質的同時,能去除部分鐵離子。(加入適量的硫脲緩蝕鐵的腐蝕,對控制鐵的汙染也能起些作用)。
6. 故障現象:零件經銨鹽鍍鋅鈍化(尤其是天蘭色、白鈍化後),在其表面出現壹攤攤“漿糊”狀斑跡。
原因分析:造成該故障的原因有兩種:壹、零件離開鍍槽後暴露在空氣中的時間過長,然後再鈍化。在擱置期,表面鋅層同空氣及鍍液發生化學作用,在鍍鋅層表面產生腐蝕產物,這樣鈍化後出現“漿糊”狀斑跡。二、零件在電鍍過程中,直接加入未經稀釋的平平加,它壹下子不容易散開,粘附後造成斑跡。
處理方法:壹般來說,造成這種故障的原因是前壹種。在生產中,零件壹出槽應立刻水洗(對酸性鍍鋅可在稀的熱堿液中浸壹下,對堿性鍍鋅可在5%的檸檬酸液中浸洗),然後再經水洗、鈍化,“漿糊”狀斑跡就不會出現。若表面已有腐蝕產物,可在工件放在出光溶液中適當延長浸亮時間再去鈍化,依靠出光液來將腐蝕產物溶解。但是這種方法鍍層損失大。或者也可以將零件浸入濃的堿溶液中浸幾秒,憑借堿把腐蝕產物去掉,然後再用水沖洗幹凈。如果是直接加入濃的平平加引起的,則應改變加入的方法,稀釋後加入,應充分攪拌。
第二節 鋅酸鹽鍍鋅
1. 故障現象:新配鋅酸鹽鍍液,鍍層發暗、起霧,局部發黑。
原因分析:因原材料不純往往發生這類故障。原材料包括ZnO、NaOH、鋅陽極和水質。
處理方法:如果是重金屬雜質引起的,可加入1~3g/L鋅粉或使用CK-778 0.5g/L,充分攪拌並過濾.然後在每升鍍液中加入4~8ml/L水玻璃,或加入2~4g/L酒石酸,或加入1g/L EDTA二鈉,進壹步掩蔽金屬雜質。如果使用質量差的NaOH(特別是掛鍍時),應加入2~4g/L酒石酸,即可得到米黃色鍍層。若水質硬度太高,可加入浙江黃巖熒光化工廠生產的“鋅酸鹽鍍鋅水質調整劑” 4ml/L,就能得到米黃色鍍層。
2. 故障現象:新配鋅酸鹽鍍液,按工藝要求嚴格配制,雜質凈化亦有進行,但開始總是鍍不好。
原因分析:是新配槽液Zn2+濃度分層所致。鍍液下層Zn2+濃度大,上層Zn2+濃度低,造成Zn2+上下濃度不壹致。
處理方法:電解數小時,並稍許攪拌,鍍幾槽即好。
3. 故障現象:整流器輸出電流為300A,電鍍幾分鐘後下降到200A,如人為升高到300A,但沒幾分鐘,電流又下跌到150A,後來再調,卻再也調不上去。
原因分析:電流300A,電鍍幾分鐘後由於陽極進入鈍態,致使電流下降到200A,如此時人為升高到300A,相當於外界推陽極進壹步處於穩定的鈍化狀態,這樣電流又很快地處於150A左右了。
處理方法:適當提高NaOH含量,有利於鋅陽極的活化,並增大陽極面積。鋅在鍍鋅時致鈍電流密度約為1.5~2A/dm2,故陽極電流密度不得超過2A/dm2。此外,陽極表面應經常清洗,防止結垢。因為陽極表面結垢後,相當於減少了陽極的真實面積。
4. 故障現象:鋅酸鹽鍍液中異金屬雜質對鍍層引起的不良影響太大,由它們引起的故障現象列於下表:
異金屬雜質 允許含量(mg/L) 故障現象
Cr3+ ≤1 高電流密度處發霧,呈棕灰色,含量高時fI下降
Pb2+ ≤5 硝酸出光後,有黑色條紋,鈍化不亮,低DK處呈灰黑色,甚至無鍍層
Cu2+ ≤10 低DK處呈灰蘭色,加速陽極溶解
Fe2+ ≤10 二次加式性能差,鈍化後吻變色,結合力差,鍍層脆性增大,鍍層起霧、發黑
Ni2+ ≤10 鍍層發脆,易產生條痕
處理方法:利用鋅粉和專用活性炭,處理鍍液中異金屬雜質離子效果見下表:
(註:分析儀器采用WFD—YZ原子吸收光譜)
處理結果(mg/L)
工藝類別 處理方法 異金屬雜質離子
鐵 銅 鉛 鉻
原DPE—Ⅲ
鍍鋅工藝 未處理 正常槽液含量 1.2 0.5 1 0.5
加金屬雜質後含量 31 17.5 20.5 6.25
處理後 鋅粉處理 31 16 18.75 7
專用炭處理 20 0.7 0.9 6.5
ZB—80
光亮鍍鋅 未處理 正常槽液含量 1.1 0.5 1 0.5
加金屬雜質後含量 29 17.5 14.5 5.25
處理後 鋅粉處理 3.5 3.2 9.6 4.3
專用炭處理 0.6 0.45 0.9 3.75
從上下這三個表格可以看出,槽液中加入0.1~0.2g/L的CK—778凈化劑,對於不含任何絡合劑的鍍鋅液中鐵、銅、鉛、鉻去除均有明顯效果。對於含有給合劑三乙醇胺的鍍液也有較好的效果。在生產中,加入CK—778凈化劑後應強力攪拌,使其與鍍液充分接觸,攪拌後應在2~3小時內立即進行過濾。
利用CK—778處理鋅酸鹽鍍鋅有害金屬結果:
處理前 金屬雜質
後含量 類別
工藝
類別 Fe(mg/L) Cu(mg/L) Pb(mg/L) Cr(mg/L)
受汙染 處理後 有效率 受汙染 處理後 有效率 受汙染 處理後 有效率 受汙染 處理後 有效率
ZB—80
光亮鍍鋅 1 805 1 98% 34.5 0.5 98% 40.5 2.5 94% 18 2 80%
2 22 1.5 93% 14.6 0.7 95% 5 1.9 83% 5 0.33 93%
3 30 1.04 97% 41 0.63 98% 17.5 1.65 91% 14 1.19 91%
原DPE—Ⅲ
鍍鋅工藝 1 37 4.88 87% 34.6 1.56 95% 8.75 1.9 78% 15 6.3 58%
2 22 1.84 91% 14.6 0.8 95% 5 1.9 83% 5 1.93 61%
5. 故障現象:某單位以DE為添加劑,鍍鋅件出槽時光亮如鏡,但在放置過程中,鋅層紛紛起皮脫落。
原因分析:這是由於鍍層脆性所致。剝落下來的鋅鍍層成碎塊,用手指研磨,很易成粉末狀。這些原因是因為片面要求鍍層光亮,盲目加入過多光亮劑香草醛之故。
處理方法:掛入廢鐵板進行大電流處理,人為消耗,直致色澤正常。另壹種方法是加入顆粒活性炭,把過多的光亮劑香草醛吸附掉,然後沈澱過濾。生產中壹般用前法。生產中添加劑使用應少加、勤加,正常的鍍鋅層呈米黃色即可。
6. 故障現象:鋅酸鹽鍍鋅會發生起泡現象。
原因分析:起泡原因是多方面的,其分述如下:
①鍍液本身的性質:電解液自身不足,對鋼表面的活化較差。
②添加劑的質量和用量:質量好的DE,應是淡黃色的,若發現分層,色如紅棕或咖啡色,則加入鍍液後即使不起泡,也會出現這樣或那樣的故障。添加劑加入過多,鍍層夾雜也多,內應力加大,也易起泡和產生脆性。冬天,在無加熱情況下,最易發生起泡。因為鍍液溫度低,添加劑吸附在零件表面多(溫度低,有利於添加劑的吸附),鍍層夾雜更多,更易起泡。此外,香草醛加入多,鍍層光亮性很足,脆性在,會由脆性引起起泡。
③鍍前處理(包括入槽前的弱酸腐蝕)不良。
④鍍液的凈化:金屬雜質離子含量太高也會引起鍍層起泡。
⑤操作條件控制不當:如電流過大、溫度很低,都將會引起有機物夾雜,引起起泡。
⑥掛具引起起泡。
⑦鍍層邊緣四周太厚,引起應力過大而起泡。
處理方法:做好技術管理工作,嚴格遵守操作工藝,鍍液應定期分析,定期加料,添加劑少加勤加,定期過濾,應每季過濾壹次。
①加入3~5g/L的NaCN,以增加對鋼鐵件的活化作用,同時又可掩蔽鍍液中重金屬雜質的影響。3~5g/L的NaCN基本符合排放條件。
②添加劑應用合格品,在使用過程中應連續滴加,以保持其含量壹定。
③嚴格認真地做好鍍前處理工作,鋼鐵件鍍鋅應有完整的鍍前處理工序:化學除油、酸性除銹、電解除油、鍍前活化等四個主要工序。各工序應仔細操作,嚴格清洗。鍍前的壹道浸酸活化工序是不可缺少的,再經清水洗滌,才能電鍍。活化是使鋼鐵件表面鈍化層去掉。
④壹旦添加劑、光亮劑加入過多,或重金屬雜質多,或鍍液分解產物多,則應進行大處理。
⑤冬天應控制好液溫,溫度應在15℃以上,若無加溫裝置,則添加劑應盡量少。
⑥掛具不可用錫焊,如有焊點應浸塑處理。用塑料薄膜包紮起來並不好。
⑦嚴格控制鍍層厚度,邊緣不超過20μM,否則邊緣易起泡。
7. 故障現象:深鍍能力明顯較差。
原因分析:如果Zn2+濃度高,NaOH濃度低,會影響深鍍能力。另外,添加劑質量差或含量少也會影響深鍍能力。
處理方法:調整NaOH:ZnO = 10~12:1,對於某些盲孔較深的零件,深鍍能力要求高者,可加入“MB”防老劑(2—巰基苯並咪唑),加入量壹般為0.1~0.2g/L。開始加入時效果應不明顯,壹周後就會生效。
8. 故障現象:鍍層有較多的條紋和氣流。
原因分析:產生此類故障的原因主要是堿性鋅酸鹽鍍鋅的電流效率太低,析氫所造成的。若增大陰極電流密度,則電流效率還會繼續降低。大量的析氫,致使鍍層產生氣流、條紋,這種現象在冬天液溫低時更明顯。
處理方法:陰極電流密度不宜過大,液溫控制在15℃以上,DK控制在1.5 A/dm2,若沒有加溫裝置,DK應控制在0.8 A/dm2。若現象較明顯,可加入壹些表面活性劑,利於氫氣的析出。
9. 故障現象:電鍍大機架,電流開的小,深鍍能力差,深凹處無鍍層。電流開大,機架兩端燒毛。
原因分析:鋅酸鹽鍍鋅其深鍍能力是較好的。但對於復雜的零件來說,凹陷程度較深者,電流開的小,往往鍍層薄,鈍化後就被腐蝕掉,故必須用大電流。
處理方法:準確鍍液成分和添加劑、光亮劑用量恰當,盡可能開大電流,使零件的深凹處有壹定厚度的鍍層。為避免機架兩端燒毛,可在機架兩端設置輔助陽極,讓壹部分電流流到輔助陽極上。