电镀锌工艺化学介质讲解.ppt

电镀锌工艺化学介质讲解,李浩,脱脂段,化学脱脂电解脱脂,化学脱脂原理,皂化作用NaOH与皂类油脂发生皂化反应乳化作用表面活性剂与矿物油在机械作用下，发生乳化反应,化学脱脂成分,主要成分：NaOH，KOH（溶解度高，清洗效果好，价格高）添加剂：Na3PO3（缓冲作用，提高水洗性能），三乙醇胺，硅酸钠（乳化作用），消泡剂等等,影响脱脂效果的因素,浓度不宜过高，皂化盐不宜清洗,浓度过高增加脱脂剂的消耗，而清洗效果不会得到较大提升，边际效用递减(4-5g/L)温度70-85清洗时间机组速度，脱脂槽的长度机械作用刷洗力度，液体流动速度电流密度电流过大导致电脱过程析出氢气比较多，产生氢脆（氢脆是溶于钢中的氢聚合为氢分子造成应力集中，超过钢的强度极限，在钢的内部形成细小的裂纹，又称白点。氢脆只可防不可治）（电流密度低于20A/dm2）,清洁效果检测,乙醇润湿滤纸,1.带出消耗(3-10ml/m)挤干辊问题，增加漂洗水用量增加有机物带入镀液影响电镀,2.槽液排放以及溢流,3.泡沫,5.漏液，不溶解部分等,4.皂化,脱脂剂的消耗途径,酸洗段,酸洗作用硫酸酸洗清除铁的氧化物提高带钢表面活性，进一步去除残铁酸洗原理硫酸与铁的氧化物反应,影响酸洗效果的因素,浓度适中浓度40%以上不反应，过低反应速度慢(资料要求50-100g/L具体范围待定)温度适中温度过高产生过酸洗和氢脆，温度过低反应速度慢（40左右）,酸洗过程的注意事项,脱脂产生的皂盐发生逆反应产生微量油脂不用盐酸清洗为防止卤素杂质带入镀液酸洗液铁含量要控制防止铁离子进入镀液(铁离子浓度低于5g/L),电镀工艺,电镀工艺参数,温度70左右介质游离H2SO41-10g/LZn2+含量75-100g/LpH值1.3-1.6操作温度70C总的Fe含量低于4g/L,电镀液杂质控制,氟离子max.2mg/L氯离子max.10mg/L铅8mg/L如作为PbSO4铁max.4g/L总铁，80%Fe2+，20%Fe3+铁伴随元素Mn,Ni,Cu,Cd5mg/L（对每种元素）Cr3+20mg/L有机杂质2mg/L,影响电镀工艺的因素,脱脂工艺残炭，残铁，残留的皂盐导致镀层不牢酸洗工艺铁离子高带入镀液影响镀层阴极极化作用增加提高晶粒生成速度导电辊清洗效果，减少辊印，提高板面质量边缘效应控制，机械作用减少枝晶电流密度过高的电流密度带钢上析氢引起氢脆（加大流量降低阴极极化作用）,阴极极化作用,浓差极化离子扩散速度小于电子运动速度降低浓差极化可以通过加大镀液流速电化学极化电极电化学反应速度小于电子运动速度提高电流密度虽然能提高极化作用，但容易析氢造成氢脆,后处理段,活化（表面调整）磷化（封闭或者不封闭）钝化（无铬或者有铬钝化）耐指纹（无铬或者有铬耐指纹）汽车板专用预涂层（筹建）涂油,磷化种类,磷化不封闭现有的工艺是预磷化，在后期使用过程中还需要再次磷化磷化封闭后期直接使用的磷化板需要在辊涂段进行封闭处理,磷化工艺简介,活化（表面调整）在镀后的带钢上增加一层钛盐，为磷化提供晶核，没有活化磷化后颜色发黑磷化（预磷化）使用三系磷酸液喷在带钢上沉积磷酸盐封闭在磷化膜的间隙中填充钛盐，磷酸盐等物质未封闭的磷化板可以后期进行主磷化,目的：利于磷化膜的生成细化磷化结晶提高磷化膜的致密性增加整个涂装系统的耐腐蚀性,活化（表调工艺）,无表调或表调浓度过低,合适的表调浓度,磷化目的,提高镀锌板的加工性能提高镀锌板的耐蚀性能提高镀锌板与涂层的结合力提高整个涂层系统的耐腐蚀性,磷化工艺（一）,化学品的组成锌、镍、锰的酸式磷酸盐，磷酸，硝酸盐等,磷化主要反应Zn+3Zn(H2PO4)2=Zn3(PO4)2+ZnHPO4+3H3PO4+2H2,磷化工艺（二）,磷化结晶生长,磷化膜结晶,电镀锌基材,电镀锌表面磷化膜的形成,磷化工艺（三）,磷化成膜过程带钢经过表调，附着一层钛盐（晶核），磷酸盐沉积在晶核上（吸热过程）。吸热过程会影响磷化液的温度，而磷化效果对磷化温度非常敏感，温度控制成为重难点,磷化膜的组成由致密、细致的磷酸锌、磷酸镍、磷酸锰等所形成的复杂的化合结构,磷化主要处理类型,高温磷化8090处理时间为10-20分钟常（低）温磷化10-40常（低）温磷化（除加氧化剂外，还加促进剂，时间10-40分钟中温型50-75，处理时间5-15分钟，磷化膜厚度为1-7g/m2，游离酸度稳定，易掌握，磷化时间短，生产效率高，耐蚀性与高温磷化膜基本相同（本工艺70作用）,浸渍磷化刷涂磷化喷淋磷化适用于中、低温磷化工艺，可处理大面积工件，如汽车、冰箱、洗衣机壳体。特点：处理时间短，成膜反应速度快，生产效率高，且这种方法获得的磷化膜结晶致密、均匀、膜薄、耐蚀性好。,影响磷化的因素,温度（敏感控制因素，温度变化在正负3-5之间）温度越高晶核越粗过高，铁易氧化游离酸度过高析氢，过低晶核疏松不致密总酸度加速反应过高膜薄过低膜粗糙PH值3时，表面易生成粉末，1.5时难以成膜溶液中离子浓度溶液中Fe2+极易氧化成Fe3+，导致不易成膜。但溶液中Fe2+浓度不能过高，否则，形成的膜晶粒粗大，膜表面有白色浮灰，耐蚀性及耐热性下降Zn2+的影响，当Zn2+浓度过高，磷化膜晶粒粗大，脆性增大，表面呈白色浮灰；当Zn2+浓度过低，膜层疏松变暗。磷化渣的影响有利维持游离酸度不利磷化质量,磷化后处理封闭,无铬磷化封闭，钛含量12mg/m272小时盐雾试验图片白锈小于5%主要作用是提高耐蚀性能封闭后的预磷化板不能再次磷化,辊涂,钝化耐指纹封闭涂油,钝化,有铬钝化（六价铬钝化，三价铬钝化）无铬钝化组分：钛盐锰盐磷酸盐水溶性聚合物（有一定的耐指纹作用）,耐指