第二節(jié)　堿性鋅酸鹽鍍鋅

堿性鋅酸鹽鍍鋅電鍍液，是由氧化鋅、氫氧化鈉和少量的表面活性劑及光亮劑組成的。這種電鍍液的優(yōu)點(diǎn)是:第一，電鍍液成分簡單，工藝范圍較寬，分散能力和覆蓋能力好，鍍層結(jié)晶細(xì)致有光澤;第二，電鍍液對設(shè)備腐蝕性小，廢水處理比較容易，無毒。缺點(diǎn)是:鍍層較厚時脆性大，添加劑比例不當(dāng)時，易產(chǎn)生鍍層起泡現(xiàn)象。盡管如此，堿性鋅酸鹽鍍鋅在目前應(yīng)用仍比較廣泛。

一、鍍液的成分及工藝條件

鍍液的成分及工藝條件見表6－3。

表6－3　鍍液的成分及工藝條件

注:(1)配方1適合于掛鍍，配方2適合于滾鍍。

(2)光亮劑生產(chǎn)廠家:上海永生助劑廠與無錫市錢橋助劑廠聯(lián)合生產(chǎn)。

二、電鍍液各成分的作用

(1)氧化鋅。在鍍液中提供鋅離子。鋅的含量比較寬，在6～20g/L之間即可進(jìn)行生產(chǎn)。鋅含量高時，允許電流密度范圍大，電流效率高，沉積速度快，但是過高時，邊緣鍍層粗糙，容易燒焦。鋅含量低時，鍍層結(jié)晶細(xì)致，光澤均勻，鍍液分散能力好，過低時，電流密度范圍變窄，電流效率低，沉積速度慢。所以，鋅的含量一般控制在8～12g/L最佳。

(2)氫氧化鈉。氫氧化鈉是鋅的配合劑，同時還有導(dǎo)電和溶解陽極的作用。含量過高，陽極溶解過快，鋅含量增高，鍍層結(jié)晶粗糙，而且有刺激性氣體逸出。含量過低，鍍液導(dǎo)電性差，槽壓高，陽極易鈍化，鍍層發(fā)暗。一般控制在Zn∶NaOH=1∶8～1∶10(質(zhì)量比)。

(3)添加劑。是一種易溶于水的表面活性物質(zhì)，在電鍍過程中起吸附作用，阻滯電流通過，減慢鋅離子的遷移和放電速度，提高陽極極化作用，提高鍍液分散能力，使鍍層結(jié)晶細(xì)致。但含量不能太高，否則陽極溶解較差，導(dǎo)致鍍層脆性增大或起泡。

三、工藝條件的影響

(1)溶液溫度。一般在10～40℃之間都可以得到合格的鍍層。當(dāng)溶液溫度低時，電流密度范圍小，沉積速度慢。溶液溫度高時，分散能力和覆蓋能力下降，鋅陽極溶解速度加快，鍍層結(jié)晶粗糙。

(2)陰陽面積比例。陰極和陽極面積比例為1∶(2～3)。陽極以軋制純鋅為好，鑄造陽極含雜質(zhì)多。為防止鋅離子濃度升高，可采用不溶性陽極來代替鋅陽極。如鈦板和不銹鋼板。

(3)陰極電流密度。一般控制在1～3A/dm²之間。當(dāng)鍍液中的成分和溫度控制在工藝規(guī)定的范圍之內(nèi)時，利用較高陰極電流密度可獲得良好的鋅層。陰極電流密度過低或過高，對鍍層的不良影響與氰化鍍鋅相同。

(4)雜質(zhì)。

①Cl^－，NO^－，CrO₄²－對溶液的影響明顯，當(dāng)達(dá)到一定量時，電流效率降低;低電流密度區(qū)無鍍鋅層，可采用小電流電解方法處理。Cu²⁺，Pb²⁺，F(xiàn)e²⁺在溶液中積累到一定量時，會使鍍層發(fā)暗、發(fā)黑和出現(xiàn)黑色條紋，鍍液的分散能力下降，零件的邊緣部分面燒焦。處理方法與氰化鍍鋅相同。

②有機(jī)雜質(zhì):過多會使鍍層孔隙率高，脆性增加，鈍化后表面發(fā)霧。對有機(jī)物分解產(chǎn)物，用活性炭吸附去除。

(5)鍍液中鋅和堿的比值控制。掛鍍:鋅離子含量為8～10g/L，氫氧化鈉含量為100～130g/L，Zn∶NaOH=1∶(11～13)。滾鍍:鋅離子含量為7～9g/L，氫氧化鈉含量為100～140g/L，Zn∶NaOH=1∶(13～15)。

四、堿性鋅酸鹽鍍鋅溶液的配制

(1)將所需的氫氧化鈉倒入配制槽中，加入需配制的鍍液體積1/3的水，攪拌至氫氧化鈉完全溶解。

(2)在另一個容器中，將所需的氧化鋅用少量的水調(diào)成糊狀。在不斷攪拌的條件下，緩緩加入熱的氫氧化鈉溶液中，至全部溶解，然后加水稀釋至所需的體積。

(3)待鍍液冷卻后，加入鋅粉(1～3g/L)攪拌30min左右，靜止4～6h后過濾。

(4)加入所需添加劑、光亮劑，攪拌均勻后，用小電流(0.1～0.5A/dm²)電解，試鍍，待生產(chǎn)。

五、堿性鍍鋅溶液維護(hù)及雜質(zhì)的去除

1.鍍液維護(hù)

(1)鍍液要定期分析。一般應(yīng)每星期分析調(diào)整一次。Zn∶NaOH控制在1∶10(質(zhì)量比)左右。

(2)鍍液溫度必須控制在工藝范圍內(nèi)，夏季必須采用降溫控制。

(3)每天工作后，必須將掉入槽內(nèi)的零件打撈出來，以防止鐵等異金屬雜質(zhì)污染鍍液。

(4)每年要去除一次碳酸鈉，一般可在冬季用冷卻法處理。

2.雜質(zhì)的去除

(1)銅雜質(zhì):鍍液中的過量銅雜質(zhì)會造成鍍層粗糙、無光。去除銅雜質(zhì)可采用:

①小電流電解處理，一般電流密度為0.1～0.2A/dm²;

②化學(xué)法:可加入0.5～1g/L鋅粉置換去除。

(2)鉛雜質(zhì):鍍液中過量的鉛雜質(zhì)會使鍍層發(fā)黑、發(fā)暗。通常加入0.1～0.2g/L硫化鈉(分析純)，使之生成硫化鉛沉淀。

(3)鉻酸根、硝酸根雜質(zhì):會使鍍液分散能力和覆蓋能力下降，嚴(yán)重時造成低電流無鍍層。去除方法:硝酸根可采用小電流電解去除;鉻酸根可加入0.2～0.4g/L保險粉去除。

(4)有機(jī)雜質(zhì):過量的有機(jī)雜質(zhì)增加鍍層脆性，使結(jié)合力下降。去除方法:加入1～3mL/L雙氧水，充分?jǐn)嚢?0min以上，再加入3～5g/L活性炭，繼續(xù)攪拌1h，靜止8～12h過濾鍍液。

(5)碳酸鈉雜質(zhì):鍍液碳酸鈉含量超過50g/L以上時，鍍液導(dǎo)電率下降，沉積速度降低。處理碳酸鈉最有效的方法是冷凍法，使其形成晶體碳酸鈉析出。

(6)雜質(zhì)綜合處理:采用市場銷售的堿性鍍鋅溶液凈化處理劑，可同時去除Cu²⁺，Pb²⁺，Cr⁶⁺，F(xiàn)e²⁺等金屬雜質(zhì)及有機(jī)物。

六、常見的故障及排除方法

常見的故障及排除方法見表6－4。

表6－4　常見的故障及排除方法