低氰鍍鋅與高氰鍍鋅的工藝應(yīng)用探討

熊俊

摘 要：該文對(duì)低氰鍍鋅與高氰鍍鋅的工藝流程及規(guī)范應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)對(duì)比，深入分析了電解液的相關(guān)成分及主要作用，并對(duì)相關(guān)電解液的維護(hù)與調(diào)整進(jìn)行了說(shuō)明，提出了生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的故障并給出相關(guān)故障排除方法，并提出了高氰鍍鋅向低氰鍍鋅工藝轉(zhuǎn)化的方法，通過(guò)試樣對(duì)比低氰鍍鋅與高氰鍍鋅的鍍層質(zhì)量，分析低氰鍍鋅與高氰鍍鋅的工藝優(yōu)缺點(diǎn)，提出了低氰鍍鋅將來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：低氰 高氰 鍍鋅

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ15 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）09（c）-0054-02

電鍍鋅層結(jié)晶細(xì)致光亮，耐蝕性好，與基體的結(jié)合力強(qiáng)。含氰鍍鋅溶液穩(wěn)定，陰極極化高，分散能力和覆蓋能力好，對(duì)雜質(zhì)容忍度高；由于它是堿性鍍液，有除油和活化能力，對(duì)設(shè)備腐蝕性小，所以氰化鍍鋅工藝在航空零件的表面處理中一直占主要地位。但該工藝最大缺點(diǎn)是鍍液中的氰化物為劇毒化學(xué)品，無(wú)論是生產(chǎn)、儲(chǔ)存還是運(yùn)輸和使用，都對(duì)環(huán)境和使用人構(gòu)成極大的威脅。盡管氰化物廢水并不難處理，由于清洗工藝流程的設(shè)計(jì)和實(shí)際操作上的原因，我國(guó)含氰廢水的初始濃度都很高，加上很多電鍍廠沒(méi)有實(shí)現(xiàn)廢水分流，使實(shí)際處理效果不良，含氰電鍍廢水仍然是一個(gè)嚴(yán)重的污染源。當(dāng)前民用的無(wú)氰鍍鋅工藝，因?yàn)槠錃浯鄡A向性大的缺陷而無(wú)法用于航空制造業(yè)。因此，在航空表面處理中一直采用氰化鍍鋅工藝，并且是高濃度氰化鍍鋅體系。

筆者曾長(zhǎng)期從事無(wú)氰鍍鋅以及低氰鍍鋅的學(xué)習(xí)及試驗(yàn)，現(xiàn)聯(lián)系目前工廠高氰鍍鋅的工作實(shí)踐，對(duì)低氰鍍鋅電解液與高氰鍍鋅電解液的工藝應(yīng)用進(jìn)行了對(duì)比，并提出了高氰電解液向低氰電解液的轉(zhuǎn)化方法。

1 氰化鍍鋅工藝流程及其規(guī)范

1.1 工藝流程

低氰鍍鋅與高氰鍍鋅的工藝流程基本相似，這里將介紹一下氰化鍍鋅的工藝流程，具體如下。

鍍前驗(yàn)收→除油→消除應(yīng)力→掛裝→電解除油→熱水洗→冷水洗→弱浸蝕→冷水洗→中和→冷水洗→鍍鋅→冷水洗→熱水洗→吹干→除氫→冷水洗→活化→冷水洗→出光→冷水洗→鈍化→冷水洗→冷水洗→拆卸→吹干→檢驗(yàn)→油封（按需進(jìn)行）。

1.2 槽液配方及工藝參數(shù)

高氰鍍鋅與低氰鍍鋅溶液所含溶質(zhì)成分基本一致，各組分所起作用也基本相同，主要區(qū)別是溶質(zhì)含量不一樣，由表1可知，低氰鍍鋅中氰化鈉含量遠(yuǎn)小于高氰鍍鋅氰化鈉含量。

2 氰化鍍鋅液各成的作用

（1）ZnO。主鹽鋅酸鈉是由ZnO與NaOH作用生成鋅酸鹽的絡(luò)合物，成為電鍍鋅溶液的主鹽。鋅含量夏季可稍高，冬季則低些為好。當(dāng)其濃度增加時(shí)，會(huì)使陰極電流效率提高，但鋅層光亮區(qū)變差，且鋅層易起泡。

（2）NaCN。氰化鈉是主要的絡(luò)合劑，過(guò)量的氰化鈉存在還能保持鉻鹽的穩(wěn)定性，增加陰極極化作用，改善電解液的分散能力，使鍍層結(jié)晶細(xì)致，同時(shí)能加速陽(yáng)極溶解，防止陽(yáng)極鈍化。

（3）NaOH。常以游離苛性鈉形式存在，可有效防止鋅酸鹽水解，穩(wěn)定電解液，提高電解液導(dǎo)電性，改善分散能力。當(dāng)NaOH含量過(guò)低時(shí)，鍍液導(dǎo)電性降低，引起陽(yáng)極鈍化，鍍層變薄、起泡等缺陷。當(dāng)NaOH含量過(guò)高時(shí)，加速陽(yáng)極溶解，鍍層易燒焦、粗糙、發(fā)暗、鍍液黏性大，藥品帶出耗損大，增加生產(chǎn)成本。

（4）Na2S。硫化鈉可除去槽液中的鐵雜質(zhì)和重金屬雜質(zhì)，使其成為不溶物沉淀于槽底，從而使得到光亮鋅層，即為光亮劑。

3 電解液的維護(hù)與調(diào)整

（1）鍍槽應(yīng)在非工作時(shí)間加蓋，防止灰塵污染槽液。

（2）鍍鋅的鋅陽(yáng)極不要和鎘陽(yáng)極混放在一起，以免用錯(cuò)，造成溶液損害事故。

（3）添加氧化鋅時(shí)，必須用少量水調(diào)成糊狀，再溶解在飽和的氰化鈉溶液中，使它成為Na2Zn（CN）4 和Na2ZnO2的形式存在溶液中。硫化鈉加入時(shí)，先用水溶解后，再加入槽內(nèi)。

（4）每日工作完畢，加水維持水平面至規(guī)定液面高度。

（5）鋅陽(yáng)極用潔凈的尼龍袋套上后，放在溶液中，或用微孔塑料板制成的陽(yáng)極隔框放置鋅陽(yáng)極，工作完畢后，取出鋅陽(yáng)極浸在清水槽中，次日工作前先刷洗鋅陽(yáng)極，后掛入槽中。

（6）鍍鋅溶液1～2月過(guò)濾或循環(huán)過(guò)濾1次，并清理槽底沉渣；每年一次大處理。

（7）電解：每月16 h，在陰極電流密度為0.1～0.3 A/dm2左右和陰極面積大于陽(yáng)極面積（約2～2.5∶1）的情況下，通電處理，以除去金屬雜質(zhì)，如銅、鐵、鎳等。

4 生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題和排除方法

（1）沉積速度慢?？商岣唠娏髅芏?，將鋅總量提高到上限，加強(qiáng)鍍前處理，提高溶液的溫度（冬季室溫低的情況下）。

（2）鍍層粗糙?？山档弯\含量，降低電流密度，適當(dāng)補(bǔ)加硫化鈉和氫氧化鈉，降低溫度補(bǔ)加硫化鈉。

（3）鍍層發(fā)白無(wú)光澤?？商岣邭溲趸c含量，提高電流密度，降低溶液溫度，適當(dāng)補(bǔ)加硫化鈉。

5 高氰鍍鋅向低氰鍍鋅的轉(zhuǎn)化方法

（1）陽(yáng)極板用不溶性的鎳板代替?？刂其\含量的上升，使鋅含量逐漸降至低氰鍍鋅的工藝范圍之內(nèi)。

（2）在正常的生產(chǎn)過(guò)程中，氫氧化鈉和氰化鈉不再加入。讓鍍液中的NaCN逐漸自然消耗，這樣，向高氰一中氰一低氰過(guò)渡，自然下降到低氰鍍鋅工藝范圍之內(nèi)。

（3）硫化鈉根據(jù)質(zhì)量情況適當(dāng)補(bǔ)加。

6 產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)比

通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，可知兩種工藝的耐蝕性能均能滿足工藝要求，但高氰鍍鋅的鍍層更均勻細(xì)致，深鍍能力更強(qiáng)，鍍層質(zhì)量對(duì)比見(jiàn)表2。

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上的分析，與高氰鍍鋅相比，低氰鍍鋅有以下一些優(yōu)缺點(diǎn)。

（1）溶液的使用管理和維護(hù)簡(jiǎn)單，成份穩(wěn)定，容易掌握?？梢怨?jié)約大量的化工原料，只氰化鈉一種就比高氰節(jié)約了3倍，減少了原料損耗。由于降低了氰化鈉的含量，相應(yīng)地減輕了污水處理的負(fù)擔(dān)，這樣鍍件就更易清洗，夏季的變質(zhì)現(xiàn)象得到解決。

（2）高氰鍍鋅均鍍能力和深鍍能力好，鍍層結(jié)晶細(xì)致，允許的電流密度和溶液溫度相對(duì)大。

綜上所述，在鍍層質(zhì)量上，高氰鍍鋅較低氰鍍鋅好，但低氰鍍鋅比高氰鍍鋅槽液好控制維護(hù)，如果國(guó)家要嚴(yán)格控制氰化物的使用并且影響到航空生產(chǎn)時(shí)，本文闡述的低氰鍍鋅技術(shù)將是一種比較好的選擇。

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