鎘金屬和鍍鎘層染色

徐 捷

（荊門高新技術開發有限責任公司，湖北 荊門 448124）

鎘金屬和鍍鎘層染色

徐 捷

（荊門高新技術開發有限責任公司，湖北 荊門 448124）

0 前言

鎘是銀白色有光澤的軟質金屬，其硬度比錫硬、比鋅軟，可塑性好，易于鍛造和輾壓。鎘的化學性質與鋅的相似，但鎘不溶解于堿液中，溶于硝酸和硝酸銨中，在稀硫酸和稀鹽酸中溶解很慢。鎘在室溫和干燥的空氣中幾乎不發生變化，但在潮濕的空氣中容易氧化，其表面會生成一層薄膜，防止金屬繼續被氧化，起到了一定的保護作用。鎘的蒸汽和可溶性鎘鹽都有毒，必須嚴格防止鎘的污染。

鎘的標準電極電位為－0.40V，比鐵的標準電極電位（－0.44V）稍正，但在質量分數為3%的氯化鈉溶液中，鎘的電極電位則比鐵的負。因此，鍍鎘層對鋼鐵制件來說，其保護性會隨使用環境的不同而發生變化。在一般條件下或在含硫化物的潮濕大氣中，鍍鎘層屬陰極性鍍層，起不到電化學保護作用；而在海洋和高溫大氣環境中，鍍鎘層屬陽極性鍍層，其保護性能比鋅好，故航空、航海及無線電和電子產品的零件需要鍍鎘。因為鎘污染的危害很大，價格也很昂貴，所以通常采用鍍鋅層或合金鍍層來取代鍍鎘層。

本文介紹了鎘金屬和鍍鎘層染色的特點和工藝流程，并對主要工序作了說明。

1 染色特點

（1）鎘金屬和鍍鎘層染色是借助鋁表面化學轉化膜染色的工藝。

（2）在工件鍍鎘以后進行染色，既能獲得類似鋁氧化染色的外觀，又能獲得較高的硬度。

（3）鎘金屬和鍍鎘層染色的裝飾性很好，色彩絢麗均勻，涂上罩光漆后，產品具有特殊的金屬光澤，使其表面金屬感很足。

（4）鎘金屬和鍍鎘層染色不受生成金屬鹽色澤的限制，有多少適用的染料就能染多少顏色，可進行多色染色。

（5）鎘金屬和鍍鎘層染色的耐蝕性好，再加上表面的一層罩光漆，既光亮又隔絕了空氣，使產品的耐蝕性更加優異。

（6）鎘金屬和鍍鎘層染色的工藝簡單，操作容易，能投入大批量生產。

2 工藝流程

鎘金屬或鍍鎘層—→水洗—→出光（質量分數為1%的硝酸）—→水洗—→化學處理—→清洗—→染色—→清洗—→干燥—→封閉（疏水有機涂層）—→干燥

3 主要工序說明

3.1 鍍鎘

目前國內生產中應用較廣的鍍鎘溶液有氰化物鍍液、氨羧配位劑鍍液和酸性硫酸鹽鍍液；此外，還有三乙醇胺鍍液、焦磷酸鹽鍍液和HEDP鍍液等。染色與使用何種鍍鎘溶液沒有關系，凡是鍍鎘層均能染色。可使用下列氰化物鍍鎘溶液配方：氧化鎘23～25g/L，氰化鈉50～80g/L，氫氧化鈉10～20 g/L，pH 值12.5，2～3A/dm2，30～40℃。

3.2 化學處理

化學處理工藝流程：化學轉化（鈍化）—→清洗—→漂白（瀝濾）—→清洗。化學轉化及漂白工藝配方，分別如表1和表2所示。鎘金屬或鍍鎘層經化學處理后，應立即清洗、染色，這樣效果最好。鎘比鋅容易上色且染色深。

3.3 染色

3.3.1 染色設備

染色不需特殊設備，基本上與電鍍車間相似，僅增添以下設備：

（1）染色槽

可用不銹鋼槽、陶瓷槽或鋁桶，不能用鐵槽，以防污染。有的染色液要加熱至80℃，則需設加熱裝置。此外，還要有攪拌裝置。

（2）化學處理槽

用一般的陶瓷槽或塑料襯里槽，要有調溫裝置。

表1 化學轉化工藝配方

表2 漂白工藝配方

（3）烘箱

染色后及浸涂疏水有機涂層后要用烘箱烘干。

（4）疏水有機涂層槽可用鋁槽或不銹鋼槽。

（5）染色夾具

最好用掛具直接染色。若是小件滾鍍產品，只能放在塑料籃中進行化學轉化處理與染色。

3.3.2 染色液的配制與染色配方

（1）染色液配制

染色液需用蒸餾水配制。先將稱量好的染料用水（用水量為染料量的1～2倍）調成糊狀，然后加入規定量及規定溫度的熱水將染料溶解，充分攪拌后再將溶解染液加入染色槽，染色液加入前可過濾一下。根據染料的要求調整pH值，原則上酸性染料、媒介染料的pH值調節在微酸性。

（2）染色配方

染料品種不同，其質量濃度也不同。Caddye染料0.5～10.0g/L，pH 值4.5～7.0，溫度15～80℃，染色時間60s以內。

3.3.3 染色要點

（1）把經化學轉化處理后的工件浸在染色液中進行染色。要采用適當的掛具，避免工件表面碰撞。要控制染色溫度和時間。染色后要用流動水清洗，把多余的染料洗去，并烘干或用熱風吹干（溫度不能太高，以防止干燥過度而呈粉末狀落下），隨后立即浸涂罩光漆，再瀝干凈，進烘箱烘干。

（2）染色中添加醋酸，既能降低pH值，又能穩定pH值。實質上，當pH值為5左右時，鉻酸鹽轉化膜的膜電位最有利于染料吸附。

（3）染色后的零件需用流動水洗凈，不要用硬水，不能接觸酸堿物質，不能用熱水洗，也不能用過高溫度烘，一般在50～60℃左右。

（4）化學轉化處理后不能用手摸，更不能沾污表面，否則會影響染色的均勻性。要在流動水中洗凈，化學轉化處理液絕不能帶到染液中。

（5）漂白處理后，稍作瀝干即染，絕不能表面干燥后染，否則會影響染色的質量。

（6）染色干燥后，一定要浸涂一層無色透明涂料以保護染色膜，使其能長期使用、保存，并提高表面光亮度及美觀性。

TG 177

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1000-4742（2013）01-0045-02

2011-08-17