锌镀层起泡的控制.doc

锌镀层起泡的控制张道明Elimination of Blistering of Zinc ElectrodepositsZHANG Daoming1前言碱性锌酸盐镀锌工艺维护简单，镀层结晶细致、耐蚀性能优良，镀液毒性小，废水处理简便，是一种应用广泛的镀种。在我国碱性锌酸盐镀锌约占镀锌总量的50%。在长期实践中，广大电镀工作者积累了许多碱性锌酸盐镀锌工艺维护管理的成功经验和排除故障的有效方法。笔者从事镀锌工艺，对锌镀层起泡故障进行了比较深入的分析和探索，认为某些故障例如镀层起泡不仅要注意镀锌工艺的维护管理，而且必须对镀锌零件的制造工序、电镀工艺、环境条件等加以控制。这里略加总结，供同志们参考。2零件制造工序的控制2.1零件的选材与处理零件在机加工过程中，其表面缺陷处很容易渗入油污，尽管镀前经严格除油，缺陷处的油污仍很难除尽，且在电镀过程中缺陷处易渗入酸、碱、盐以及有机物，它们夹杂在镀层中引起镀层起泡。因此零件在机加工时，应尽量选用表面状态适宜的基材，不应选用表面有微孔、夹杂凹坑或严重锈蚀的材料，如果因条件所限只能采用表面有缺隙的零件，则应采取相应措施，对其进行碾压，研磨抛光、切削加工、喷砂处理等，尽可能消除缺陷。弹性零件，冷轧薄板冲压件等在机加工过程中形成了应力集中区，易引起镀层起泡，因此不宜直接镀锌，必须先进行回火处理以降低内应力。2.2机加工工序的控制为避免零件在机加工过程中形成应力集中，应选用适宜的机加工方法，如自上而下，从左到右的切削、研磨、抛光；同时还要选用能最大限度消除表面缺陷的机加工方法。表面有裂纹、微孔、凹坑等缺陷，采用补焊填平，再精磨削平；对焊渣、结瘤的零件则采用精工、打磨予以消除。机加工工序间的防锈宜采用置换型防锈油，不宜采用矿物油。因矿物油较难除净，易引起镀层起泡。2.3焊接工序的控制镀锌零件焊接后若留有焊缝、焊渣，镀液中的酸、碱、盐及有机添加剂会渗入其中，引起镀层起泡。因此，焊接件须平整光滑，不能留有焊缝、焊孔、焊渣。焊渣要用精车或打磨清除。焊接零件宜自然冷却。2.4热处理工序的控制为了提高镀锌件的强度，镀锌零件(如弹性零件、紧固件)在机加工后需进行热处理，如果机加工后防锈油未除净，热处理时会烧结成带油垢的氧化膜，如镀前酸洗时油未除尽，易导致镀层起泡；热处理过程中还应避免产生过厚的高温氧化皮，否则会延长酸洗时间，引起碳硅等游离富集。热处理油淬火时，油也可能渗入基体缺隙处，导致镀层起泡。目前热处理广泛应用新型淬火剂，虽有助于提高淬火性能，但这类淬火剂含有一些有机物，易夹杂在基体内，导致镀锌层起泡。热处理时宜选用循环水冷却，水中可适当添加少量缓蚀剂，不宜使用含有机物的淬火剂。3电镀工序的控制3.1前处理工序的控制零件表面的油污，一般经化学除油、电解除油即可清除干净。但若操作不当，可能会有少量油珠残留在零件表面，引起镀锌层起泡。如酸洗除锈时间过长，由于过腐蚀也会引起镀层起泡。此外，镀前活化不充分，没有活化，零件表面形成了一层薄氧化膜，也会导致镀层结合力变差而起泡。因此碱性锌酸盐镀锌前处理要严格控制。前处理流程为：化学除油热水洗冷水洗酸洗除锈2次流动水洗电解除油热水洗流水洗镀前活化2次流动水洗镀锌。除油液要定期加料；酸洗液、镀前活化液要定期更换，而且要严防铜杂质的危害。3.2电镀工序的控制3.2.1电镀工序中引起镀层起泡的因素挂具选择不当会引起锌镀层起泡，这一点往往易被人们忽略。一般是用焊锡或铜将挂钩与杆子焊接在一起，再浸塑、浸漆，或用聚氯乙烯薄膜包扎。若包扎破损，焊接处易受电解质腐蚀，腐蚀产物附着在零件表面、零件自上而下便产生带状密集小泡，因此应经常检查挂具焊接处是否破损以防止挂具腐蚀而引起镀层起泡。镀液操作或维护不当导致锌镀层起泡。镀液中添加剂含量过高，易夹杂在镀层中使得内应力骤增，导致镀层起泡；镀液中重金属杂质，如铅、铜等含量过高，使锌层中夹杂过多的铅、铜等杂质，镀层与基体结合不良而起泡；光亮剂香草醛加入过多，镀层的光亮性虽好，但脆性增大，导致镀层起泡，此外，操作条件控制不当如温度太低，电流密度太大，也会导致镀层夹杂有机杂质，引起起泡。3.2.2严格控制电镀工序减少镀锌层起泡首先要把好原材料关，选用性能优良的原料和添加剂，添加剂加入镀槽前，必须先进行赫尔槽实验。加强槽液维护，严格控制添加剂及光亮剂的用量，以少量勤加为原则，根据赫尔槽试验计量补加。掉入槽内的零件要及时捞出，铜挂钩一律不能浸入镀液中。要注意锌阳极的纯度，一般采用0号锌或1号锌，不能用2号锌作阳极。严格按工艺规程控制电流密度和温度，冬季气温太低时，应适当加温至15以上。如果没有加温装置，则尽可能减少添加剂及光亮剂用量。严格控制镀层厚度，边缘厚度不宜超过20m，否则特别容易起泡。当有机物和重金属杂质过多，应进行大处理，处理方法为：加入1ml/L过氧化氢，搅拌30min，将镀液加温至6070，再加入专用活性炭510g/L，锌粉12g/L(也可用CK-778净化剂处理)，充分搅拌3060min，静置4h，过滤，调整镀液成分，即可试镀。3.3镀后工序的控制镀后出光、钝化操作不当，清洗不彻底，出光液、钝化液残留在镀层内，烘烤老化易起泡。因此我们制订了如下后处理流程：镀锌2次水洗20ml/L冰乙酸中和水洗热水浸泡510min冷水洗3%HNO3液出光2次水洗低铬钝化2次回收洗2次流水洗温水洗压缩空气吹干烘焙老化处理(5565，3060min)检验浸清漆烘干检验成品。加强各道工序漂洗，经常更换浸泡用热水，可以大大减少因后处理不当而产生的起泡现象。此外，还需严格控制老化温度，否则温度过高，镀层与基体因热胀冷缩差异太大而起泡。4环境条件的控制环境也可能引起电镀故障，例如：某厂碱性锌酸盐镀锌每年45月份总是发生镀层严重起泡，一直未能找到原因，只得每年停产一个多月，笔