電鍍技術：鋅合金電鍍與退鍍

1、電鍍技術：鋅合金電鍍與退鍍 (1.寧波市電鍍行業(yè)協(xié)會，浙江寧波315016;2.南京虎踞北路4號6幢501室，江蘇南京2103.湖州金泰科技股份有限公司，浙江湖州313001)摘要：歸納了鋅合金前處理的一般工序，包括研磨/拋光、除油、超聲波除蠟等。介紹了常見的鋅合金電鍍銅鎳鉻及鍍金的工藝，以及某公司在鋅合金件上電鍍仿金、鉻、古銅、黃古銅、紅古銅、珍珠鎳等工藝的流程及鍍液配方。給出了鋅合金上銅、鎳、鉻鍍層的退除方法。關鍵詞：鋅合金;電鍍;銅;鎳;鉻;仿金;退鍍中圖分類號：TQ153.15文獻標志碼：A文章編號：1004227X(2012)050018051前言鋅鋁壓鑄件是一種以鋅為主要成分的壓鑄

2、零件。這種零件表面有一層很致密的表層，里面則是疏散多孔結構，又是活潑的兩性金屬。所以，只有采用適當?shù)那疤幚矸椒ê碗婂児に?，才能確保鋅合金上的電鍍層有良好的附著力，達到合格品的要求。2電鍍用鋅合金材料1電鍍常用的鋅合金材料為ZA41，其主要成分為：鋁3.5%4.5%，銅0.75%1.25%，鎂0.03%0.08%，余量為鋅，雜質總和0.2%。而925牌號的鋅合金含銅量高，也易于電鍍。通常，鋅合金的密度為6.46.5g/cm3，若密度6.4g/cm3，電鍍后易發(fā)生起泡和麻點。總之，選材時務必嚴格把關。另外，壓鑄時模具必須設計合理，避免給電鍍帶來難以克服的缺陷(如麻點)。3鍍前處理3.1研磨、拋光切

3、勿破壞致密表層，若暴露出內(nèi)層多孔疏松結構，則無法獲得結合力良好的鍍層。3.2除油鋅合金對酸、堿敏感，選擇去油劑時應有所要求。常用E88鋅合金電解除油粉或SS浸洗除油粉(安美特公司產(chǎn)品)。3.3超聲波除蠟高檔產(chǎn)品常選用“開寧”公司的鋅合金除蠟水。3.4陰極電解除油常用E88或ES鋅鑄件電解除油粉。自配的除油劑必須加入適量的金屬配位劑，防止金屬沉積到零件表面，從而避免發(fā)花。陰極電解除油時要采用循環(huán)過濾。3.5工藝流程化學除油超聲波除油電解除油浸蝕活化(硫酸510mL/L+氫氟酸1020mL/L，pH控制在0.51.5，視工件外形復雜性而定;室溫，1030s至剛開始全面反應產(chǎn)生氣泡后立即取出零件，然

4、后徹底清洗干凈)。3.6熱濃硫酸除蠟除油2為減少工序和時間，在投資少、見效快，操作方便、穩(wěn)定的條件下，鋅鑄件經(jīng)磨拋光后(零件必須干燥!)采用濃硫酸加熱脫水除油;而鋅合金鑄件在熱的濃硫酸中除油快，又不會受腐蝕。熱濃硫酸除蠟除油配方及其操作條件為：8090，35min。4某電鍍公司鋅合金汽配件電鍍工藝流程鋅合金電鍍半自動線上的前處理部分(保證工件表面清潔)分為上掛、除蠟、陰陽極電解除油、水洗等9個工序，電鍍部分包括弱浸蝕、水洗、預浸、堿銅、焦銅、酸銅、水洗、半亮鎳、亮鎳、鎳封、珍珠鎳、鍍鉻、回收等37個工序，電鍍后處理部分為還原去Cr(VI)、水洗、熱水洗、下掛和烘干這5個工序。5鋅合金電鍍銅鎳鉻

5、的工藝流程超聲波除蠟熱水洗(75)化學除油熱水洗三級逆流清洗陰極電解除油熱水洗三級逆流清洗酸浸蝕(體積分數(shù)為2%的硫酸+體積分數(shù)為2%的氫氟酸，室溫，析出氣泡后停留2s)三級逆流清洗預浸(氰化鈉50g/L，室溫，10s)氰化鍍銅(氰化亞銅30g/L、氰化鈉45g/L、酒石酸鉀鈉20g/L，50，3min，Jk=1.0A/dm2)回收三級逆流清洗酸活化(體積分數(shù)為10%的硫酸，室溫，0.5min;下同)三級逆流清洗焦磷酸鹽鍍銅(焦磷酸銅65g/L、焦磷酸鉀300g/L、氨水3mL/L、光亮劑適量，56，15min，Jk=2A/dm2，pH=8.8)回收三級逆流清洗酸活化三級逆流清洗硫酸鹽鍍銅(硫

6、酸銅200g/L、硫酸60g/L、氯離子60mg/L、光亮劑適量，23，15min，Jk=3.5A/dm2)回收三級逆流清洗酸活化三級逆流清洗硫酸鹽鍍鎳(硫酸鎳200g/L、氯化鎳60g/L、硼酸50g/L、光亮劑適量，50，10min，pH=4.6，Jk=4A/dm2)回收三級逆流清洗酸活化三級逆流清洗鍍白鉻(鉻酸酐230g/L、硫酸2.3g/L、三價鉻3g/L、添加劑2.3g/L，45，1min，Jk=20A/dm2)回收三級逆流清洗六價鉻還原(亞硫酸氫鈉30g/L，室溫，1min)三級逆流清洗超聲波洗凈三級逆流清洗酸中和(分數(shù)為5%的硫酸，室溫，0.2min)三級逆流清洗熱純水洗(70，

7、1min)烘干(100，25min)下架檢驗包裝入庫。6鋅壓鑄潔具件鍍金工藝流程(清洗工序略)研磨后拋光溶劑(汽油)去油晾干除油(磷酸三鈉30g/L、“999”清洗劑10mL/L)活化(硫酸10mL/L、氫氟酸10mL/L)預鍍氰銅10min氰化亞銅60g/L，游離氰化鈉與亞銅離子的質量比為(0.350.45)1，Jk=0.751.2A/dm2焦磷酸鍍銅焦磷酸銅60g/L，焦磷酸鉀260g/L，磷酸氫二鈉50g/L，溫度4555(4852最佳)，時間40min，Jk=0.550.65A/dm2(0.60A/dm2最佳);復雜件宜0.50A/dm2電鍍1h活化(硫酸10mL/L，pH為3左右)亮

8、鎳(10min)鍍金(氰化金鉀8g/L，檸檬酸鉀100g/L，酒石酸銻鉀0.70g/L，Jk=0.3A/dm2，1min)。7鋅合金壓鑄件鍍銅工藝流程7.1前處理7.1.1研磨拋光(1)磨拋時不允許將壓鑄件致密表層拋磨盡;(2)盡可能做到即拋即電鍍，擱置時間不要超過12h，否則鍍前必須“拉白粉”;(3)不得碰撞、碰傷零件表面。7.1.2除油(1)化學除油：碳酸鈉15g/L，磷酸三鈉15g/L，焦磷酸鈉8g/L，888金屬凈洗劑5mL/L;3080;1min。(2)電解除油：碳酸鈉15g/L，磷酸三鈉15g/L(每日添加0.625g/L)，焦磷酸鈉8g/L，888金屬凈洗劑0.5mL/L;356

9、0;Jk=35A/dm2;t(陰極電解)t(陽極電解)=30s(12s)，或先化學浸漬40s，然后陰極電解除油20s。(3)除油后工件不允許有油花、黑斑、油灰存在，表面應被水潤濕。7.1.3活化浸酸硫酸510mL/L，氫氟酸1020mL/L，時間1030s(至剛開始全面反應產(chǎn)生氣泡則立即取出、清洗)。每日工作后加硫酸0.1mL/L、氫氟酸0.035mL/L。7.1.4其他前處理包括化學拋光、去除表面黑膜等工藝。7.2電鍍銅工藝7.2.1預鍍氰化銅經(jīng)活化酸蝕、清洗后，工件先在10g/L氰化鈉溶液中活化，不經(jīng)清洗直接入氰化鍍銅槽。氰化鍍銅的鍍液組成及其操作條件為：氰化亞銅35g/L，游離氰化鈉81

10、2g/L(亞銅離子與游離氰的質量比為1(0.50.6)，碳酸鈉3060g/L(30g/L最佳)，焦磷酸鉀1020g/L;pH=10.5;5060(55最佳);Jk=34A/dm2;時間1min(適合鍍焦銅加厚，如用酸銅，預鍍時間必須延長)。7.2.2焦磷酸鹽鍍銅焦磷酸銅70100g/L，焦磷酸鉀300400g/L，磷酸氫二鈉(開缸用)3040g/L;pH=8.59.2;4050;Jk=0.71.2A/dm2;40min(銅層至少7m以上)。控制要點：(1)焦磷酸根與二價銅離子的質量比控制在(7.07.5)1;(2)工作結束后，應每日適量加入0.050.10mL/L雙氧水;(3)鍍液每周化驗2次

11、，及時補加化工原料。8鋅合金壓鑄件鍍Cu/Ni/Cr裝飾性組合鍍層的注意事項鋅鑄件在預鍍銅后，可按需電鍍其他組合鍍層，如銅、鎳、鉻等。鍍亮鎳時需注意以下事項：(1)應長期保持鎳缸溫度在40以上;(2)光亮劑必須以通電量來控制，一般每10Ah補給新配槽用量的1/4，宜少加、勤加;(3)嚴格控制pH。pH應經(jīng)常采用5%硫酸或3%氫氧化鈉溶液加以微調(diào)，不可猛調(diào)。若一步法套鉻不換掛具，則掛具在每次使用前必須在5g/L焦亞硫酸鈉(pH3)的水溶液中浸漬，或在700ml/L鹽酸+2mL/L雙氧水的溶液中退除鉻層，并徹底清洗。9某公司各種鋅合金件電鍍工藝9.1各種電鍍工藝流程(1)花色電鍍：工件脫油粉熱脫超

12、聲波去油(用除蠟水、除油粉)陰極電解除油(用電解除油粉)二級逆流清洗硫酸陰極電解活化三級逆流清洗氰化鍍銅回收三級逆流清洗活化三級逆流清洗酸性鍍銅回收三級逆流清洗活化光亮鍍鎳回收三級逆流清洗花色電鍍。以下工藝的前處理與工藝(1)花色電鍍前的工序相同。(2)鍍仿金：工件仿金(氰銅鹽)回收三級逆流清洗電解鈍化回收三級逆流清洗純水洗熱純水洗烘干檢驗噴漆烘干檢驗、包裝。(3)鍍鉻：工件鍍鉻二級回收還原(焦亞硫酸鈉)二級逆流清洗三級逆流清洗純水洗熱純水洗烘干檢驗包裝。(4)古銅：工件厚青銅回收三級逆流清洗鍍黑鎳回收純水洗熱純水洗烘干拉絲檢驗噴漆烘干檢驗、包裝。(5)黃古銅：工件厚青銅回收三級逆流清洗鍍黑鎳

13、回收純水洗熱純水洗烘干拉絲檢驗噴漆時加色漿烘干檢驗、包裝。(6)紅古銅：工件酸銅回收三級逆流清洗鍍黑鎳回收純水洗熱純水洗烘干拉絲檢驗上電泳漆烘干檢驗、包裝。(7)珍珠鎳：工件鍍珍珠鎳回收三級逆流清洗電解鈍化回收三級逆流清洗純水洗熱純水洗烘干檢驗噴漆烘干檢驗、包裝。(8)鎳拉絲：工件鍍鎳回收三級逆流清洗烘干拉絲(仿不銹鋼)噴漆烘干檢驗包裝。(9)珍珠仿金：工件鍍珍珠鎳回收三級逆流清洗鍍仿金(氰銅鹽)回收三級逆流清洗電解鈍化回收三級逆流清洗純水洗熱純水洗烘干檢驗噴漆烘干檢驗、包裝。(10)珍珠拉絲金：工件鍍珍珠鎳回收三級逆流清洗酸活化清洗仿金(氰銅鹽)回收三級逆流清洗電解鈍化回收三級逆流清洗純水洗

14、熱純水洗烘干拉絲檢驗噴漆烘干檢驗、包裝。9.2各工序具體溶液組成及其操作條件9.2.1熱脫強力脫脂劑3080g/L，氫氧化鈉20g/L，5070，35min。9.2.2酸除油酸洗除油除銹劑3050mL/L，工業(yè)硫酸100150mL/L，工業(yè)鹽酸200300mL/L，室溫，2min。9.2.3超聲波除油除蠟水3050g/L，6070，13min。9.2.4電解除油脫脂劑6080g/L，6070，6A/dm2，35min。9.2.5酸活化工業(yè)鹽酸500700mL/L，室溫，1min。9.2.6氰化鍍銅氰化亞銅30g/L，氰化鈉45g/L，酒石酸鉀鈉2040g/L，氫氧化鈉810g/L，4050，2

15、.5A/dm2，12min。9.2.7光亮酸銅硫酸銅200g/L，硫酸60g/L，氯離子60mg/L，25，35A/dm2。9.2.8全光亮鎳硫酸鎳280g/L，氯化鎳60g/L，硼酸55g/L，55，pH4.2，58A/dm2。9.2.9冷脫脫脂劑150g/L，室溫，28min。9.2.10熱脫脫脂劑3080g/L，60，510min。9.2.11陰極電解脫脂劑50g/L，60，25A/dm2。9.2.12仿金78#青銅鹽100g/L，氯化銨23g/L，2050，2.53.0V，12min。9.2.13電解鈍化電解鈍化粉70g/L，2535，波美度79B，12min。9.2.14鍍鉻鉻酸酐1

16、80g/L，三價鉻13g/L，硫酸0.9g/L，70145mL/L，38，710A/dm2。9.2.15還原焦亞硫酸鈉30g/L或亞硫酸氫鈉1030g/L，室溫，時間3s。9.2.16厚青銅氰化亞銅2530g/L，氰化鋅59g/L，氰化鈉1520g/L，氯化銨35g/L，3640，2.55.0V，2025min。9.2.17黑鎳硫酸鎳75g/L，硫酸鋅37.5g/L，硫酸鎳銨45g/L，硫氰酸鈉15g/L，室溫，pH5，0.050.20A/dm2。9.2.18珍珠鎳硫酸鎳450g/L，氯化鎳60g/L，硼酸35g/L，沙劑(按說明書添加)，58，8V，pH4.8，6min。9.2.19鍍鎳前活

17、化硫酸5%(體積分數(shù))，室溫，波美度12B，58s。9.2.20電解活化硫酸5%(體積分數(shù))，室溫，12A/dm2，25min。10鋅合金件鍍層的退鍍工藝10.1化學法退除鎳、銅鍍層(配方I)特點：室溫下操作黃煙少，鋅合金件基體腐蝕少(操作得當則基體不腐蝕)。10.1.1退鍍液配方退鍍液組成為V(硫酸)V(硝酸)V(退鍍劑)=314。其中，退鍍劑為丁炔二醇水溶液，其配制方法如下：熱水中加入丁炔二醇2000g，溶解成25L丁炔二醇水溶液，攪拌溶解即可，其中丁炔二醇質量濃度為80g/L。配制退鍍液時，先將硫酸倒入容器，在容器外通水冷卻，倒入硝酸，待溫度降低后，滴加退鍍劑(速度要慢，逐滴加入，防止沸

18、騰)。退鍍時間視具體產(chǎn)品鍍層情況而試驗決定，一般為24min。10.1.2除黑膜鋅合金退鍍后會產(chǎn)生一層黑膜，可采用退除黑膜洗白處理工藝。對于一般產(chǎn)品，除黑膜有以下方法：(1)洗白溶液用燒堿、氰化鈉各30g/L配制，在室溫下退除黑膜。(2)多數(shù)電鍍廠采用防染鹽S及氰化鈉各7080g/L(鋼鐵件退鎳藥水)，在室溫下浸洗，退除黑膜后即可進入電鍍程序。(3)防染鹽S50g/L+氰化鈉10g/L+硝酸1mL/L，室溫下處理12min。防染鹽S可吸附零件表面的灰黑色粉膜，使表面呈現(xiàn)純潔的鋅合金;氰化鈉對鋅合金表面起活化作用;微量硝酸可促進防染鹽S的持續(xù)作用。對于要求高的產(chǎn)品，可拋光精飾一下再進入電鍍程序。10.2化學法退除鎳鍍層和銅鍍層(配方II)退鍍液配方為1L濃硫酸+1.5L藥水+200300mL硝酸。室溫下處理12min。其中藥水由700g硫脲溶解于25L水中配制而成。配制退鍍液時，按比例先放