什么是鍍鋅
鍍鋅是指在金屬、合金或者其它材料的表面鍍一層鋅以起美觀、防銹等作用的表面處理技術(shù)。主要采用的方法是熱鍍鋅。
鋅易溶于酸，也能溶于堿，故稱它為兩性金屬。鋅在干燥的空氣中幾乎不發(fā)生變化。在潮濕的空氣中，鋅表面會生成致密的堿式碳酸鋅膜。在含二氧化硫、硫化氫以及海洋性氣氛中，鋅的耐蝕性較差，尤其在高溫高濕含有機(jī)酸的氣氛里，鋅鍍層極易被腐蝕。鋅的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-0.76V，對鋼鐵基體來說，鋅鍍層屬于陽極性鍍層，它主要用于防止鋼鐵的腐蝕，其防護(hù)性能的優(yōu)劣與鍍層厚度關(guān)系甚大。鋅鍍層經(jīng)鈍化處理、染色或涂覆護(hù)光劑后，能顯著提高其防護(hù)性和裝飾性。
鍍鋅溶液有氰化物鍍液和無氰鍍液兩類。氰化物鍍液中分微氰、低氰、中氰、和高氰幾類。無氰鍍液有堿性鋅酸鹽鍍液、銨鹽鍍液、硫酸鹽鍍液及無氨氯化物鍍液等。氰化鍍鋅溶液均鍍能力好，得到的鍍層光滑細(xì)致，在生產(chǎn)中被長期采用。但由于氰化物劇毒，對環(huán)境污染嚴(yán)重，近年來已趨向于采用低氰、微氰、無氰鍍鋅溶液。
鍍鋅原理
在盛有鍍鋅液的鍍槽中，經(jīng)過清理和特殊預(yù)處理的待鍍件作為陰極，用鍍覆金屬制成陽極，兩極分別與直流電源的正極和負(fù)極聯(lián)接。鍍鋅液由含有鍍覆金屬的化合物、導(dǎo)電的鹽類、緩沖劑、ph調(diào)節(jié)劑和添加劑等的水溶液組成。通電后，鍍鋅液中的金屬離子，在電位差的作用下移動到陰極上形成鍍層。陽極的金屬形成金屬離子進(jìn)入鍍鋅液，以保持被鍍覆的金屬離子的濃度。在有些情況下，如鍍鉻，是采用鉛、鉛銻合金制成的不溶性陽極，它只起傳遞電子、導(dǎo)通電流的作用。電解液中的鉻離子濃度，需依靠定期地向鍍液中加入鉻化合物來維持。鍍鋅時，陽極材料的質(zhì)量、鍍鋅液的成分、溫度、電流密度、通電時間、攪拌強(qiáng)度、析出的雜質(zhì)、電源波形等都會影響鍍層的質(zhì)量，需要適時進(jìn)行控制。
鍍鋅工藝有哪些
鍍鋅工藝主要有熱鍍鋅和冷鍍鋅兩類。冷鍍鋅又稱電鍍鋅。這里主要討論電鍍鋅。 電鍍鋅種類繁多，五花八門。但從鍍鋅鍍液的PH值上分，主要有兩在類：堿性鍍鋅和酸性鍍鋅。
堿性鍍鋅
堿性鍍鋅工藝是指鍍液的PH值是堿性。但因絡(luò)合劑不同，又分為氰化物鍍鋅和鋅酸鹽鍍鋅兩種。 氰化物鍍鋅是個很古老的鍍種。鍍液中主要有三種成分：主鹽氧化鋅，絡(luò)合劑氰化鈉和導(dǎo)電鹽氫氧化鈉（俗稱火堿）。早期的氰化鍍?nèi)芤褐惺菦]有光亮劑的。隨著人們審美要求的提高，又在氰化液鍍鋅溶液中加入了起光亮作用的光亮劑。氰化鍍鋅工藝穩(wěn)定，鍍層細(xì)致。鍍液分散能力好。根據(jù)氰化鈉含量的多少不同，又分為高氰，中氰和低氰鍍鋅三種。氰化鍍鋅的最大缺點是毒性太大，對環(huán)境危害嚴(yán)重。
鋅酸鹽鍍鋅是近30年來發(fā)展較快的鍍鋅工藝。它的主要成分是主鹽氧化鋅，絡(luò)合劑兼導(dǎo)電鹽氫氧化鈉（俗稱火堿）。為了獲得細(xì)致的分散能力好的光亮鍍層，還要加入光亮劑。國內(nèi)鋅酸鹽鍍鋅的主要發(fā)展時期是20世紀(jì)70年代的大搞無氰鍍鋅年代，著名的DPE鍍鋅工藝和DE鍍鋅工藝一直使用著。這種工藝雖然比不上氰化鍍鋅工藝的穩(wěn)定、細(xì)致。但它的最大優(yōu)點是無氰。對環(huán)境的危害要小的多。鋅酸鹽鍍鋅有了新的發(fā)展，起泡和脆性等缺陷得到了克服，分散能力大為改進(jìn)，可以和氰化鍍鋅比美。
酸性鍍鋅
鍍液的PH值在4-6。20世紀(jì)70年代大搞無氰鍍鋅的第二個成果便是無氰氯化銨鍍鋅。與鋅酸鹽堿性鍍鋅并駕齊驅(qū)。它以氯化鋅為主鹽，氯化銨為絡(luò)合劑及導(dǎo)電鹽。檸檬酸，氨三乙酸為輔助絡(luò)合劑。聚乙二醇和硫脲作鍍層細(xì)化劑。從這種鍍液中獲得的鍍層細(xì)致，分散能力好。鍍液毒性小。但缺點主要是鍍液不穩(wěn)定，散發(fā)出來的氯化銨氣體對電鍍設(shè)備腐蝕性很大。電流效率也較低。對雜質(zhì)敏感性強(qiáng)。工作溫度范圍窄。現(xiàn)已基本上被氯化鉀鍍鋅工藝所淘汰。
氯化鉀或氯化鈉鍍鋅工藝
氯化鉀或氯化鈉鍍鋅工藝是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種全新無氰鍍鋅工藝。它主要成分為：氯化鋅主鹽，一般使用含量為70-90g/L。氯化鉀作導(dǎo)電鹽，使用含量從140-280g/L不等，根據(jù)不同需求可任意調(diào)整。硼酸作PH值緩沖劑，以穩(wěn)定PH值在4.6-5.6之間。由于這種鍍液是在室溫條件下工作，硼酸的溶解度不高，一般含量控制在25-30g/L。
單獨靠這三種成分是鍍不出合格鋅鍍層來的。還要加入一些添加劑才能獲得光亮、細(xì)致的鍍鋅層來。氯化鉀鍍鋅的優(yōu)點是鍍液穩(wěn)定、鍍層光亮細(xì)致且成本低、電流效率高、無毒。缺點是鍍液的分散能力比堿性鍍鋅稍差，鍍層的脆性也較大。盡管如此，氯化鉀鍍鋅一面世，立刻普遍受到歡迎。發(fā)展十分迅速，已占據(jù)鍍鋅的半壁江山。從市場上看，鍍鋅工藝主要是兩個鍍種：堿性鋅酸鹽和酸性氯化鉀鍍鋅。其他鍍鋅工藝均已相形見絀，緩慢退出歷史舞臺。
酸性鍍鋅工藝中還有一種硫酸鹽鍍鋅工藝。它的主要成分是主鹽硫酸鋅。含量在250-500g/L之間。明礬或硫酸鋁作導(dǎo)電鹽。含量在30-50g/L之間。導(dǎo)電鹽也有加入硫酸鈉或氯化鈉的。除了上述幾種外，還要加入一些添加劑，作用是使鍍層細(xì)致。最早是采用糊精或樹膠，后來發(fā)明了一些專用光亮劑使鍍層更加光亮細(xì)致。硫酸鹽鍍鋅的最大優(yōu)點是可使用較大電流密度(1-5A/dm2)，鍍速快。但缺點是鍍液的分散能力很差，不宜用來鍍較復(fù)雜工件。
由于它的特殊性，硫酸鹽鍍鋅主要用在鍍鐵絲、鋼帶、鋼板等形狀簡單，連續(xù)化生產(chǎn)性強(qiáng)的行業(yè)。除了上述幾種常用的鍍鋅工藝外，還有焦磷酸鹽鍍鋅、氟硼酸鹽鍍鋅、羥酸鹽鍍鋅等工藝。
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