腳輪滾鍍鋅工藝
發表時間:2012/9/10 8:36:38
1 工藝流程
上掛→除油除銹→水洗→中和→水洗→噴淋水洗→鍍鋅→回收→回收→水洗→噴淋水洗→出光→水洗→鈍化（蘭白、彩色、黑色）→水洗→噴淋水洗→熱水洗→下掛
2 主要工序工藝規范
2.1除油除銹
鹽酸（比重1.16以上）400～600毫升/升
酸性除油劑 10～20克/升
溫度 室溫
2.2鍍鋅
氯化鉀 200～240克/升
氯化鋅 50～80克/升
硼酸 25～30毫升/升
柔軟劑 12～20毫升/升
光亮劑 0.5～1.0毫升/升
PH 4.8～5.4
溫度 10～50℃
時間 視鍍層厚度而異
陰極電流密度 200～400安/桶
陰陽極面積比 1：1.5～2.0
2.3出光
硝酸（比重1.6以上） 10～30毫升/升
溫度 常溫
時間 5～10秒
2.4鈍化
2.4.1蘭白鈍化
三價鉻蘭白鈍化劑 80～100毫升/升
PH值 1.8～2.0
溫 度 室溫
時 間 10～20秒
2.4.2彩色鈍化
三價鉻彩色鈍化劑 80～100毫升/升
PH值 2.0～2.4
溫 度 室溫
時 間 30～60秒
2.4.3黑色鈍化
三價鉻黑色鈍化劑A 100毫升/升
三價鉻黑色鈍化劑B 100毫升/升
PH值 1.8～2.2
溫 度 室溫
時 間 10～30秒
2.5熱水洗
鍍層封閉劑 30～50毫升/升
時間 5～10秒
溫度 ≥60℃
3 鍍液配制步驟
①在鍍槽中注入50%水。
②在不斷攪拌下將計算量的氯化鉀和氯化鋅溶解。
③在另一容器中用10倍于計算量硼酸的熱水（80℃以上）溶解硼酸，完全溶解后注入鍍槽中和已溶解的氯化鉀，氯化鋅溶液混合均勻。
④加入1-2毫升/升雙氧水（稀釋3倍以上）充分攪拌。
⑤加入1-2毫升/升鋅粉，充分攪拌2小時以上。
⑥用精密PH試紙測試鍍液的PH值，將其調整到工藝規范的范圍內。如PH值偏高，用5%稀鹽酸調低，如PH值偏低，用5%氫氧化鈉溶液調低。
⑦陰極上掛瓦楞鋼板用0.2-0.3安/分米²小電流電解數小時后觀察鍍鋅層有無異常。
⑧鍍層若無異常，即可加入所需光亮劑、柔軟劑（用水稀釋5倍以上），并攪拌均勻即可試鍍。
4 鍍液中各種成分的作用及工藝條件的影響
4.1氯化鋅
氯化鋅是鍍液中的主鹽，也是鋅離子的主要來源，它可以在較大范圍內變化。氯化鋅含量高時，能夠提高陰極電流密度，從而加快沉積速度，而且防止鍍件尖端部位的燒焦，但鍍液的分散能力和深鍍能力降低。氯化鋅含量低時，鍍液的分散能力和深鍍能力提高，但溶液的濃差極化增大陰極電流密度范圍變小，高電流密度容易出現燒焦現象。
當氯化鋅含量低時，可以直接加入氯化鋅補充，并酌情增加陽極面積，使陰陽電流效率基本平衡，以保持鍍液中氯化鋅含量穩定。
4.2氯化鉀
氯化鉀是鍍液中的導電鹽，氯離子在濃度較高時，對鋅離子具有微弱的絡合作用，這對增強陰極極化作用，提高鍍液的分散能力和深鍍能力十分有利，但氯化鉀濃度過高，對鍍液影響不明顯。氯化鉀含量過低，不僅鍍液的導電性能差，而且鍍層的表面容易產生黑色條紋，同時陰極電流密度的光亮范圍也將縮小。
氯化鉀在電鍍過程中并不消耗，主要是隨著鍍液帶出而損失，因此應根據分析化驗結果和對鍍件的要求定期適量補充。
4.3硼酸
硼酸是鍍液中的緩沖劑，它能夠保持鍍液的PH值在很小的范圍內變化，硼酸含量低，陰極電流密度上限低，鍍層尖端部位容易燒焦。硼酸含量高，陰極電流密度上限高，鍍液的分散能力和深度能力好，但由于受硼酸溶解度的限制，硼酸的含量也不能很高，特別是冬季氣溫較低時，容易結晶析出。一般保持在25~30克/升范圍既有很好的緩沖作用，硼酸原則上在電鍍過程中不消耗，主要是鍍液帶出損失，所以也應根據分析結果定期補充。
4.4光亮劑和柔軟劑
光亮劑和柔軟劑是提高鍍鋅層質量的關鍵，當鍍液中不添加這兩種物質時，只能夠得到灰白色、無光澤的粗糙鍍層。但當適量加入光亮劑和柔軟劑時，不僅鍍液的分散能力和深度能力得到顯著提高，而且還可以獲得整平性好結晶細致，光亮美觀的鍍鋅層。但光亮劑和柔軟劑的比例和含量必須適當，含量低，作用不明顯，含量高不僅鍍層產生脆性，而且鍍層中夾雜著過多的有機物也會導致鈍化膜結合力差，容易變色從而降低鍍層的耐腐性。
光亮劑和柔軟劑目前尚無分析方法，全憑經驗添加，可供參考的消耗指標是：光亮劑150~200毫升/千安時，柔軟劑100~160毫升/千安時，但在不同的工藝條件（如電流，溫度,PH值）下，會有明顯的差別。應從實踐中總結出科學的消耗規律。在總結出光亮劑和柔軟劑的消耗規律后，在往鍍液中補充時應本著少加勤加的原則。
4.5PH值
PH值是氯化物鍍鋅工藝中一個主要的技術指標，PH值過高，鍍液的光亮電流密度范圍變窄，低電壓區發暗，高電區則容易燒焦，鍍層結晶粗糙，沒有光澤，嚴重時鍍層產生黑色條紋，陽極發生鈍化，鍍液渾濁，最終將導致鍍液無法正常工作。PH值過低，則會加速陽極板溶解，鍍液鋅離子急劇上升，鍍液的分散能力和深鍍能力也會下降。
鍍鋅液中的硼酸是起緩沖作用的，只要保持鍍液中硼酸的足夠含量，鍍液的PH值還是比較穩定的，實際生產中的情況是，鍍液的PH值會有緩慢上升的現象，其原因有以下幾方面原因造成：
①陰極析氫；②鋼鐵零件微量溶解，特別是腳輪滾鍍的情況下更容易發生；③鋅陽極的化學溶解。為了有效控制鍍液的PH值，每個班次必須測量鍍液的PH值，并隨時用5%稀鹽酸調整。
4.6溫度
氯化物鍍鋅的溫度范圍比較寬廣，一般在10~50℃范圍內都能夠得到優質的鍍層。但隨著溫度的改變，陰極電流密度也應做相應調整。鍍液溫度低時，陰極電流密度應調整到工藝范圍的中下限，鍍液溫度高時，陰極電流密度應調整到工藝范圍的中上限，此時沉積速度快、生產效率高。雖然說氯化物鍍鋅的溫度范圍比較寬廣，在室溫條件均能正常工作，但為了提高生產效率和降低生產成本以及保證產品質量，最好能附設加溫和降溫設備，以保證鍍液在最佳溫度范圍內工作。
4.7陰極電流密度
氯化物鍍鋅的陰極電流密度范圍也比較寬廣，陰極電流密度的選擇和鍍液中主鹽濃度的高低、液溫的高低、添加劑的質量和含量、陰陽極之間距離以及滾筒的轉速都有關系。主鹽濃度高，鍍液溫度高，陰陽極間距離大，滾筒轉速快，就允許采用較高的陰極電流密度，此時的沉積速度快，光亮程度高，分散能力和深鍍能力也很好，否則相反。因此應根據工藝的具體條件和零件的形狀、大小、重量，來確定最佳的陰極電流密度，在腳輪滾鍍中，以200~300安/桶為宜。
4.8陽極
為了維護好鍍液，電鍍鋅的陽極板必須采用0#鋅錠制作，澆鑄成型后的陽極板再經過壓延處理，并保持陰陽極面積比為1：1.5~2.0，具體比例應以保證鍍液中的鋅離子基本穩定為原則。
5 鍍液維護
①零件鍍前處理要徹底，確保鍍件基體表面無油膜和氧化膜。
②鍍液的主要成分氯化鉀、氯化鋅和硼酸在正常生產時含量變化不大，氯化鉀、硼酸只是鍍件進出損失，可根據分析化驗結果適量補充。鍍液中的鋅離子含量可以通過調節鋅陽極的面積來控制。
③PH值應在每天生產開始前進行測量調整，調高PH時用5%氫氧化鈉溶液，調低時用5%鹽酸溶液。由于陽極化學溶解一般情況下PH值會有緩慢上升現象，所以鍍液長期不用時，應將陽極板取出。
④光亮劑和柔軟劑補充應本著少加勤加的原則，最好用3倍以上的水稀釋后再添加。
⑤掉入鍍槽內的零件應及時撈出。
⑥在清洗銅杠和極座時，應避免銅粉和銅銹進入鍍槽，掛陽極鋅板的銅掛鉤絕對不能浸入鍍液中。
6 雜質的處理
6.1有機雜質
6.1.1有機雜質的來源
鍍液中有機雜質的來源主要是添加劑分解產物和零件表面未清洗干凈的油污長時間在鍍槽內富集而形成的。有機雜質積累到一定程度后會導致鍍液性能惡化，鍍層質量變差光亮劑消耗量增加，嚴重時會使鍍層產生黑色條紋。
6.1.2有機雜質的處理
將鍍液升溫至45℃，加入2~4克/升活性炭，攪拌1小時，靜置12小時后進行過濾，若有機雜質污染嚴重時，應加入1克/升高錳酸鉀或2毫升/升雙氧水（稀釋3倍以上）然后攪拌1小時，再加入2~4克/升活性炭進行處理。
6.2無機雜質
6.2.1無機雜質的來源
無機雜質主要指進入鍍液中的各種金屬離子，如鐵離子、銅離子、鉛離子等，這些金屬離子在含量不高時對鍍液的性能影響不大，但如果到一定程度時，則會嚴重影響鍍層的外觀和耐蝕性，必須及時處理。
6.2.2無機雜質的處理
6.2.2.1鐵雜質的處理
鍍液中鐵離子的允許上限為5克/升，超過5克/升時高電區發暗，低電區發黑，分散能力變差，鍍層容易產生黑斑。先將鍍液的PH用5%鹽酸調整到4以下，然后加入雙氧水0.5~1.0毫升/升（用水稀釋3倍以后）充分攪拌1小時，再用5%氫氧化鈉溶液調PH值大到6.0左右，靜置6~8小時后過濾。
6.2.2.2銅雜質的處理
鍍液中對銅離子的允許值較小，一般超過5毫克/升則對鍍層產生不良影響，鍍層在出光后沒有光澤，甚至發花、發黑。此時，加入1克/升的鋅粉，充分攪拌并靜置2小時后過濾除去，也可以用瓦楞板在0.1~0.3安/分米²條件下電解除去。
6.2.2.3鉛雜質的處理
鍍液中對鉛離子的允許值也很小，一般超過5毫克/升則會對鍍層產生不良影響，處理方法和除銅雜質一樣。
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