鋅鋁壓鑄件是一種以鋅為主要成分的壓鑄零件。這種零件表面有一層很致密的表層,里面則是疏散多孔結(jié)構(gòu),又是活潑的兩性金屬。所以,只有采用適當(dāng)?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(dá)到合格品的要求。
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(shí)要采用循環(huán)過濾。
化學(xué)除油─超聲波除油─電解除油─浸蝕活化(硫酸5~10mL/L+氫氟酸10~20mL/L,pH控制在0.5~1.5,視工件外形復(fù)雜性而定;室溫,10~30s至剛開始全面反應(yīng)產(chǎn)生氣泡后立即取出零件,然后徹底清洗干凈)。
為減少工序和時(shí)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:80~90℃,3~5min。
鋅合金電鍍半自動(dòng)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(gè)工序,電鍍部分包括弱浸蝕、水洗、預(yù)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(gè)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(gè)工序。
超聲波除蠟─熱水洗(75℃)─化學(xué)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?jǐn)?shù)為2%的硫酸+體積分?jǐn)?shù)為2%的氫氟酸,室溫,析出氣泡后停留2s)─三級逆流清洗─預(yù)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?jǐn)?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(jià)鉻3g/L、添加劑2.3g/L,45℃,1min,Jk=20A/dm2)─回收─三級逆流清洗─六價(jià)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?jǐn)?shù)為5%的硫酸,室溫,0.2min)─三級逆流清洗─熱純水洗(70℃,1min)─烘干(100℃,25min)─下架─檢驗(yàn)─包裝─入庫。
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(yù)鍍氰銅10min[氰化亞銅60g/L,游離氰化鈉與亞銅離子的質(zhì)量比為(0.35~0.45)∶1,Jk=0.75~1.2A/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45~55℃(48~52℃最佳),時(shí)間40min,Jk=0.55~0.65A/dm2(0.60A/dm2最佳);復(fù)雜件宜0.50A/dm2電鍍1h]─活化(硫酸10mL/L,pH為3左右)─亮鎳(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)。
(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;35~60℃;Jk=3~5A/dm2;t(陰極電解)∶t(陽極電解)=30s∶(1~2s),或先化學(xué)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(yīng)被水潤濕。
7.1.3活化浸酸
硫酸5~10mL/L,氫氟酸10~20mL/L,時(shí)間10~30s(至剛開始全面反應(yīng)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(xué)拋光、去除表面黑膜等工藝。
7.2電鍍銅工藝
7.2.1預(yù)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8~12g/L(亞銅離子與游離氰的質(zhì)量比為1∶(0.5~0.6)),碳酸鈉30~60g/L(30g/L最佳),焦磷酸鉀10~20g/L;pH=10.5;50~60℃(55℃最佳);Jk=3~4A/dm2;時(shí)間1min(適合鍍焦銅加厚,如用酸銅,預(yù)鍍時(shí)間必須延長)。
7.2.2焦磷酸鹽鍍銅
焦磷酸銅70~100g/L,焦磷酸鉀300~400g/L,磷酸氫二鈉(開缸用)30~40g/L;pH=8.5~9.2;40~50℃;Jk=0.7~1.2A/dm2;40min(銅層至少7μm以上)。控制要點(diǎn):
(1)焦磷酸根與二價(jià)銅離子的質(zhì)量比控制在(7.0~7.5)∶1;
(2)工作結(jié)束后,應(yīng)每日適量加入0.05~0.10mL/L雙氧水;
(3)鍍液每周化驗(yàn)2次,及時(shí)補(bǔ)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(xiàng)
鋅鑄件在預(yù)鍍銅后,可按需電鍍其他組合鍍層,如銅、鎳、鉻等。
鍍亮鎳時(shí)需注意以下事項(xiàng):
(1)應(yīng)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10A·h補(bǔ)給新配槽用量的1/4,宜少加、勤加;
(3)嚴(yán)格控制pH。pH應(yīng)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(pH<3)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(yàn)─噴漆─烘干─檢驗(yàn)、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(yàn)─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(yàn)─噴漆─烘干─檢驗(yàn)、包裝。
(5)黃古銅: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(yàn)─噴漆時(shí)加色漿─烘干─檢驗(yàn)、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(yàn)─上電泳漆─烘干─檢驗(yàn)、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(yàn)─噴漆─烘干─檢驗(yàn)、包裝。
(8)鎳?yán)z: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(yàn)─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(yàn)─噴漆─烘干─檢驗(yàn)、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─熱純水洗─烘干─拉絲─檢驗(yàn)─噴漆─烘干─檢驗(yàn)、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(qiáng)力脫脂劑30~80g/L,氫氧化鈉20g/L,50~70℃,3~5min。
9.2.2酸除油
酸洗除油除銹劑30~50mL/L,工業(yè)硫酸100~150mL/L,工業(yè)鹽酸200~300mL/L,室溫,2min。
9.2.3超聲波除油
除蠟水30~50g/L,60~70℃,1~3min。
9.2.4電解除油
脫脂劑60~80g/L,60~70℃,6A/dm2,3~5min。
9.2.5酸活化
工業(yè)鹽酸500~700mL/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20~40g/L,氫氧化鈉8~10g/L,40~50℃,2.5A/dm2,1~2min。
9.2.7光亮酸銅
硫酸銅200g/L,硫酸60g/L,氯離子60mg/L,25℃,3~5A/dm2。
9.2.8全光亮鎳
硫酸鎳280g/L,氯化鎳60g/L,硼酸55g/L,55℃,pH4.2,5~8A/dm2。
9.2.9冷脫
脫脂劑150g/L,室溫,2~8min。
9.2.10熱脫
脫脂劑30~80g/L,60℃,5~10min。
9.2.11陰極電解
脫脂劑50g/L,60℃,2~5A/dm2。
9.2.12仿金
78#青銅鹽100g/L,氯化銨2~3g/L,20~50℃,2.5~3.0V,1~2min。
9.2.13電解鈍化
電解鈍化粉70g/L,25~35℃,波美度7~9°Bé,1~2min。
9.2.14鍍鉻
鉻酸酐180g/L,三價(jià)鉻1~3g/L,硫酸0.9g/L,70145mL/L,38℃,7~10A/dm2。
9.2.15還原
焦亞硫酸鈉30g/L或亞硫酸氫鈉10~30g/L,室溫,時(shí)間3s。
9.2.16厚青銅
氰化亞銅25~30g/L,氰化鋅5~9g/L,氰化鈉15~20g/L,氯化銨3~5g/L,36~40℃,2.5~5.0V,20~25min。
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,pH5,0.05~0.20A/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鍍鎳前活化
硫酸5%(體積分?jǐn)?shù)),室溫,波美度1~2°Bé,5~8s。
9.2.20電解活化
硫酸5%(體積分?jǐn)?shù)),室溫,1~2A/dm2,2~5min。
10·鋅合金件鍍層的退鍍工藝
10.1化學(xué)法退除鎳、銅鍍層(配方I)
特點(diǎn):室溫下操作黃煙少,鋅合金件基體腐蝕少(操作得當(dāng)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)=3∶1∶4。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(zhì)量濃度為80g/L。
配制退鍍液時(shí),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,防止沸騰)。
退鍍時(shí)間視具體產(chǎn)品鍍層情況而試驗(yàn)決定,一般為2~4min。
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70~80g/L(鋼鐵件退鎳藥水),在室溫下浸洗,退除黑膜后即可進(jìn)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1~2min。
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(jìn)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(jìn)入電鍍程序。10.2化學(xué)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+200~300mL硝酸。室溫下處理1~2min。其中藥水由700g硫脲溶解于25L水中配制而成。
配制退鍍液時(shí),按比例先放藥水,然后緩慢加入硫酸,最后緩慢加入硝酸(逐滴加入),嚴(yán)防沸騰。液面下降、溶液減少時(shí),應(yīng)加入預(yù)先配好并已冷卻至室溫的退鍍液作為補(bǔ)充。退速減慢時(shí)可加少量硝酸,切勿加得過多,否則零件爛毛。
鋅合金退鍍后除黑膜洗白處理工藝與10.1.2相同。10.3組合退鎳鍍層和銅鍍層配方(選用)在配方II的硫脲藥水中加入配方I的丁炔二醇4~5g/L,即配方II中的藥水由700g硫脲和100~200g丁炔二醇(先用熱水溶解)配成25L待用。采用該配方時(shí),退鍍速度加快,且降低了成本,既克服配方I易升溫而影響退鍍操作,泡沫多的缺點(diǎn),又克服配方II易退毛的缺陷。
10.4電解退除鍍鉻層
一般零件可用鹽酸直接退去鍍鉻層。為縮短零件與鹽酸接觸的時(shí)間,應(yīng)先把鹽酸加溫至40~50℃。復(fù)雜零件必須用電解法退除鍍鉻層,其違禁詞的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單,速度快,不腐蝕基體。
方法一:純堿70~100g/L,三乙醇胺1~2mL/L,室溫,Ja=2~3A/dm2。方法二:無水碳酸鈉20~50g/L(去離子水配制),室溫,Ja=2~3A/dm2。重鍍前,要進(jìn)行活化處理。
10.5安全提醒
因退鍍液用硫酸、硝酸和水配制,反應(yīng)劇烈,易噴濺到人身上,必須注意操作順序,一定要安全生產(chǎn),防止意外傷害。