葛黔峰 貴陽華科電鍍有限公司,貴州貴陽,550006

    摘要：介紹堿性無氰鋅鈷合金電鍍工藝、鍍層和鍍液性能及槽液維護控制。鍍層耐蝕性高,鍍液穩(wěn)定性好,是理想的鋅合金鍍層。

    關(guān)鍵詞：堿性鋅鈷合金電鍍;耐蝕性;穩(wěn)定性

    1前言

    鋅合金電鍍近年來發(fā)展迅猛,由于優(yōu)異的耐腐蝕性能,應用越來越廣泛,我們公司先后開發(fā)了鋅鎳合金(中鎳、高鎳)、鋅鐵合金、鋅鈷合金電鍍。鋅鈷合金鍍層由于鈷的作用,鍍層在腐蝕過程中,鋅優(yōu)先溶解,其腐蝕產(chǎn)物主要以氫氧化鋅形式存在,對腐蝕起阻擋作用;鈷向內(nèi)層富集,形成阻擋層,減緩了腐蝕速度;隨著鈷含量的提高,耐蝕性提高,當鈷含量超過1%,耐蝕性隨鈷含量提高變化幅度變小,鈷含量一般控制在0·3%-1·0%,耐中性鹽霧試驗可達1000h,是同等厚度鍍鋅層的三倍以上。以前鋅鈷合金電鍍多為氯化物類型,這里介紹的是堿性鋅鈷合金電鍍及鈍化工藝。

    2鋅鈷合金電鍍工藝

    2·1工藝流程

    裝掛(滾、掛鍍)→化學除油→熱水洗→化學除油→熱水洗→流動冷水洗→酸腐蝕→流動冷水洗→鋅鈷合金電鍍→流動冷水洗→出光→流動冷水洗→鈍化→流動冷水洗→封閉→干燥→檢驗。

    2·2電鍍?nèi)芤号浞郊肮に嚄l件

    鋅鈷合金電鍍?nèi)芤号浞郊肮に嚄l件見表1。

    2·2·1鋅及鈷鹽

    都是主鹽,鋅范圍寬,鈷控制在30ppm-120ppm;鍍液中鈷含量增加,鍍層中鈷含量也隨著增加。要沉積0·3%的鈷,鍍液中鈷的濃度約為30ppm,沉積0·5%的鈷,鍍液中鈷含量約為50ppm,有5%的偏差,但是相當接近;如果需要鍍層中含2%的鈷,至少需要含鈷200ppm的鍍液。該工藝最難得的是合金中鈷的含量可以很高,除特殊要求外,很少有超過1%的。在大多數(shù)情況下,只需控制鍍液中鈷的含量就能得到鍍層中所需的鈷的含量。

    2·2·2鈷鹽絡(luò)合劑

    主要保持鈷鹽在鍍液中的穩(wěn)定性。如果含量太高,他會抑制所沉積合金鍍層中的含鈷量的范圍和沉積速度。

    2·2·3光亮劑及開缸劑

    提高陰極極化。該鍍液具有優(yōu)良的分散能力、深鍍能力及較寬的電鍍范圍。

    2·2·4電流密度

    該工藝電流密度范圍很寬,電流密度對鍍層鈷含量影響不大。

    2·2·5溫度

    溫度提高,鍍層鈷含量增加。

    2·3出光

    硝酸,mL/L2-10

    時間,s3-5

    2·4鈍化

    鈷含量低,便于鋅鈷合金鈍化。鍍層鈷含量一般控制在0·3%-1·0%,當鈷含量大于2%,難以形成良好的鈍化膜。

    鈍化色澤有:彩色、白色、橄欖色及黑色。三價鉻鈍化后鍍層鹽霧試驗達300h無白銹。

    (1)三價鉻彩色鈍化

    HK200-A,mL/L100-150

    HK200-B,mL/L60-100

    pH1·8-2·2

    溫度,℃20-40

    時間,s20-60

    (2)三價鉻黑色鈍化

    HK300-A,mL/L60-100

    HK300-B,mL/L30-70

    pH1·8-2·3

    溫度,℃25-35

    時間,s30-60

    3·鍍液維護控制

    3·1鈷含量的控制

    根據(jù)鍍層鈷含量要求,計算鈷添加劑消耗。鈷含量為0·50%的鍍層,消耗鈷添加劑400mL/kA·h,鈷含量為0·75%的鍍層,消耗鈷添加劑600mL/kA·h。補充鈷添加劑時,應同時補加鈷鹽絡(luò)合劑,添加比例1:1。

    3·2鐵含量的控制

    鐵會與鈷在合金中共沉積,控制鐵的含量是不太可能的,因為在鍍液中鐵與鈷一樣可溶。但是可以通過工件在進入鍍槽前加強淋洗、中和,盡可能保持工件干凈,以減少鐵的帶入。

    3·3鋅雜質(zhì)含量的控制

    為了減少陽極鋅錠金屬雜質(zhì)的影響,最好以溶鋅液的方式補充。

    3·4鍍液雜質(zhì)處理方法

    (1)小電流通電處理金屬雜質(zhì);

    (2)鋅粉加活性炭處理金屬雜質(zhì)及有機物雜質(zhì)。

    4鍍層和鍍液性能

    4·1深鍍能力

    內(nèi)孔法測量,電流密度2A/d?,電鍍30min時,H/=2·5。

    4·2均鍍能力

    遠近陰極法測量,電流密度2A/d?,K=5,T=×100%=77%·

    4·3電流效率

    庫倫法測量,電流密度2A/dm2時,電流效率=70%。

    4·4結(jié)合力

    采用彎曲試驗。180°彎曲,與鋼鐵基體結(jié)合力良好,無起皮、脫落。

    4·5耐蝕性

    鍍層含鈷量0·6%時,中性鹽霧試驗達300h無白銹,1000h無紅銹。

    5·鋅鈷合金電鍍故障及處理

    鋅鈷合金電鍍故障及處理方法見表2。

    6·結(jié)論

    (1)堿性鋅鈷合金電鍍層鈷含量均勻,且鈷含量容易控制,可以得到高含量的鋅鈷合金鍍層;

    (2)鍍層硬度是鍍鋅層的2·5倍;

    (3)鍍液分散能力、覆蓋能力均能與堿性鍍鋅媲美,鍍層脆性小,耐蝕性優(yōu)良;

    (4)槽液維護方便,穩(wěn)定性好,電流范圍寬,電流效率70%左右。

    鋅合金電鍍近年來應用越來越廣,正逐步替代電鍍鋅;鋅鈷合金鍍層對二氧化硫具有良好的耐蝕能力,中性鹽霧試驗可達1000h,在汽車、地鐵配件如管道系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等方面有廣泛的應用,還可用于各種標準件及緊固件等。

    參考文獻

    沈品華、屠振密..電鍍鋅及鋅合金.北京:機械出版社2002.1

    馮輝.電鍍理論與工藝.北京:化學工業(yè)出版社.2008.9