無鉛無鎳淺槍色電鍍工藝

饒瑜瑋，鄭崇統(tǒng)，杜剛,

（1.江西大宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 工程系，江西 南昌 330024；2.上海漢霖化工有限公司，上海 201505；3.臨海浙江偉星實業(yè)發(fā)展股份有限公司，浙江 臨海 317000）

無鉛無鎳淺槍色電鍍工藝

饒瑜瑋1,2，鄭崇統(tǒng)3，杜剛2,*

（1.江西大宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 工程系，江西 南昌 330024；2.上海漢霖化工有限公司，上海 201505；3.臨海浙江偉星實業(yè)發(fā)展股份有限公司，浙江 臨海 317000）

介紹了一種無鉛無鎳淺槍色電鍍工藝，給出了鍍液配方和操作條件。分析了各工藝條件的影響，討論了生產(chǎn)中常見的故障及其解決方法。

電鍍；淺槍色；無鉛無鎳

1 鍍液制備

1. 1 開缸鍍液

727A劑100 mL/L，727B劑150 ～ 240 mL/L，727淺槍鹽100 g/L。

若鍍液濃度高、室溫低，產(chǎn)品容易結(jié)晶，因此需要充分攪拌后才能添加727B劑。當產(chǎn)品顏色要求偏藍時，可添加10 ～ 20 mL/L錫鈷合金增藍劑。

1. 2 開缸方法

先將計量的727淺槍鹽全溶于水，在攪拌下加入計量的727A劑。一定要用磷酸調(diào)節(jié)溶液pH至10，否則加入727B劑后會引起混濁。最后加入計量的727B劑，攪拌后將溶液pH調(diào)至工藝范圍，再加溫至50 °C，攪拌均勻，即可試鍍。

1. 3 鍍液消耗及補充量

每1 000 A·h消耗2 ～ 3 L 727A劑，1.5 ～ 3.0 L 727B劑，60 ～ 100 g 727淺槍鹽。補充時，727B劑和A劑按(1.0 ～ 1.3)∶1的比例添加。

2 工藝配方及設(shè)備

2. 1 工藝配方

Jk(掛鍍) 0.6 ～ 1.2(1.0)A/dm2

Jk(滾鍍) 100 ～ 150(120)A/桶

t(掛鍍) 30 ～ 70(40)s

t(滾鍍) 3 ～ 10(7)min

ρ(Sn) 6 ～ 9 g/L

ρ(Co) 0.8 ～ 1.5 g/L

pH(用磷酸或氫氧化鉀調(diào)節(jié)，勿用氨水) 10 ～ 11(10)

波美度 18 ～ 30 °Bé

θ 50 ～ 55(53)°C

攪拌方式 陰極搖擺

過濾方式 連續(xù)過濾

說明：括號中為工藝最佳值。

2. 2 設(shè)備

鍍槽：硬性PVC或鋼槽包塑。加熱：鈦或石英電熱加溫管，盡量有恒溫調(diào)控。陽板：碳板或不帶磁性的不銹鋼。攪拌：陰極搖擺，最少11 ～ 20次/min或采取液體流動方式。過濾：連續(xù)過濾。滾鍍：普通半自動龍門線，轉(zhuǎn)速5 ～ 12 r/min。pH測試：使用9.5 ～ 13.0精密試紙，不能用廣泛試紙。

3 工藝條件的影響

3. 1 727A劑

727A劑是無色的。當727A劑含量高時，鍍層白亮帶“灰白”啞色，此時應(yīng)添加727B劑。

3. 2 727B劑

727B劑是酒紅色略帶藍色的。通過色澤深淺，可以確定727B劑的情況。配槽后，觀看紅色深淺程度。當紅色越來越淡時，需要補充727B劑。若727B劑含量過多，鍍層會偏黑。

3. 3 錫鈷合金增藍劑

當產(chǎn)品顏色要求偏藍時，可適量添加錫鈷合金增藍劑。但若添加過量，鍍層耐蝕性會有所下降。

3. 4 槽液波美度

槽液波美度應(yīng)維持在18 °Bé左右。當?shù)椭?5 °Bé時，727A劑、727B劑及淺槍鹽都要適量補充。

3. 5 溫度

鍍液的工作溫度會影響鍍層的色澤。鍍液溫度由低向高變化時，鍍層色澤會發(fā)生變化。鍍液溫度低于45 °C時，高電流密度區(qū)易出現(xiàn)棕色條紋，因此鍍液的工作溫度最好控制在50 ～ 55 °C。

3. 6 pH

鍍液pH過低時，鍍層色澤偏黃；pH過高時，鍍層易出現(xiàn)輕霧。生產(chǎn)過程中，鍍液的pH會慢慢降低。當pH低至9時，應(yīng)加入1 ～ 2 g/L氫氧化鉀將pH調(diào)回10左右。正常兩班生產(chǎn)，一般4 ～ 5天可補加1 g/L氫氧化鉀。當pH超過11.5時，槽液變嚴重渾濁，需加入121無鉛無鎳淺槍處理劑處理。

3. 7 電壓與電流密度

電流密度宜控制在1 A/dm2左右，槽電壓一般控制在3 ～ 4 V。若淺槍槽的電源與其他槽共用，須控制好淺槍槽的槽電壓，不能只看總電壓表的電壓。因為當一臺整流同時供多臺鍍槽使用時，每個槽的槽電壓往往低于總電壓表的電壓。槽電壓過低，不易得到淺槍白色鍍層。電流密度過高，高電流密度區(qū)易出現(xiàn)棕色條紋。

3. 8 陽極

本工藝使用不溶性陽極，一般選用碳板或304、316不銹鋼，最好使用1Cr18Ni9Ti不銹鋼，以防止氯離子過多帶入鍍液時造成陽極腐蝕。

4 常見問題的處理

4. 1 鍍液的凈化

鍍液中含有金屬雜質(zhì)時，可以用小電流(0.5 A/dm2)電解通電處理加以清除。

4. 2 鍍液穩(wěn)定性的控制和混濁鍍液處理

生產(chǎn)過程中，鍍液出現(xiàn)輕微混濁是正常現(xiàn)象，但如果鍍液出現(xiàn)嚴重混濁(變成乳白色)則電鍍不能正常進行。必須加入70 ～ 100 mL/L 121無鉛無鎳淺槍處理劑對鍍液進行沉淀過濾處理。

4. 3 鍍層的退除及補鍍

不良的無鉛無鎳淺槍鍍層應(yīng)使用696退鍍劑退除，亦可用濃鹽酸退除，退除時間為1 ～ 3 min。退鍍后在5% ～ 10%(質(zhì)量分數(shù))硫酸中活化，清洗干凈即可重鍍。

5 性能測試

為了快速檢驗無鉛無鎳淺槍鍍層的抗變色性能，可抽出已鍍好的無鉛無鎳淺槍鍍件，在5%(質(zhì)量分數(shù))硫酸或在生產(chǎn)中使用的弱酸活化液中浸5 ～ 10 s。取出清洗后觀察，若鍍層無條紋和變色現(xiàn)象則視為合格。若浸弱酸后發(fā)現(xiàn)有條紋和變色現(xiàn)象，則應(yīng)檢查鍍液溫度是否太低、槽電壓是否過高，并適當提高鍍液溫度，降低槽電壓或補加10 ～ 20 mL/L 727A劑。

6 成本分析

(1) 本工藝開缸成本約為三價黑鉻開缸成本的1/10，易于被廠家接受。

(2) 本工藝的生產(chǎn)消耗成本比六價黑鉻的黑鉻酐消耗成本增加約30% ～ 40%，但所使用的電流密度僅為鍍黑鉻的1/10，有明顯的節(jié)電效果。

(3) 本工藝有寬廣的電流密度范圍和極佳的深鍍能力，電鍍時可斷電檢查，再繼續(xù)電鍍，不存在鍍層燒焦和低區(qū)露黃的現(xiàn)象，電鍍正品率比鍍六價黑鉻至少可以提高1% ～ 2%。

(4) 本工藝不含劇毒的氰化物和六價鉻，生產(chǎn)過程既無刺激性氣味又無強腐蝕性，可改善生產(chǎn)環(huán)境，提高工人工作效率，降低生產(chǎn)成本。

7 結(jié)論

(1) 本工藝所得鍍層具有美麗獨特的淺黑色，色澤由白鋼烏亮到淺黑至中黑，易控制。

(2) 本工藝可在光亮或啞光的白銅錫、黃銅、鎳等鍍層上施鍍，適用范圍極廣，可作為白鋼烏亮色、槍色、黑鎳、金、銀的底層，結(jié)合力好。

(3) 本工藝不含鉻、鎘、鉛、汞、鎳，是替代三價黑鉻和六價黑鉻電鍍的新型環(huán)保電鍍工藝，通過SGS檢測RoHS(2002/95/EC)指令要求。

(4) 本工藝不含氰化物，符合清潔生產(chǎn)要求，經(jīng)過電解保護后，200 °C的熱沖擊不變色。所得鍍層在大氣中極為穩(wěn)定，色澤和抗蝕性能可與黑鉻層媲美。

(5) 本工藝不適合對鍍層有特殊硬度、耐磨或抗極高溫性能要求的電鍍加工。

備注：本文所用試劑均由上海漢霖化工有限公司生產(chǎn)。

致謝

本文得到了國內(nèi)著名電鍍學(xué)者、高級工程師何生龍先生的指導(dǎo)和關(guān)心，特此感謝！

[ 編輯：吳杰 ]

Lead and nickel free light gun color plating process //

RAO Yu-wei, ZHENG Chong-tong, DU Gang*

A lead and nickel free light gun color plating process was introduced. The bath formulation and operation conditions were given and the effect of individual process condition was analyzed. The common faults and their remedy were discussed.

plating; light gun color; lead and nickel free

Shanghai Hanlin Chemical Co., Ltd., Shanghai 201505, China

TQ153.2

B

1004 – 227X (2010) 01 – 0017 – 02

2009–10–14

饒瑜瑋（1961–），男，江西人，工程師，研究方向為表面處理。

杜剛，工程師，(Tel) 021–51699823。