企业培训_电镀锌培训材料

1 电镀锌工艺防锈的技术原理 工艺方法及注意事项 2008年8月 2 电镀锌的防腐原理 锌的性质 银白色 密度7 17g cm3 熔点420 标准电极电位 0 76V 比铁的标准电极电位 0 44V低 当接触到腐蚀性介质时 锌层比铁更容易失去电子 所以镀锌对钢铁基体能够起到电化学保护作用 并且在镀层有空隙或由于损伤露出基体时 锌层也会是阳极受到腐蚀而保护钢铁基体 镀层越厚防腐能力越强 因此不同件不同使用环境选择不同的镀层厚度 电镀锌层经钝化后在干燥的空气中几乎不发生变化 在汽油或二氧化碳的潮湿的水汽中防锈性能较好 3 电镀锌简要的说分三个大过程 前处理 除油 除锈 除油 电解除油 碱性除油 有机溶剂除油除锈 机械法除锈 喷砂 抛丸 酸洗除锈电镀锌从工艺分有 酸性镀锌 碱性镀锌常用的酸性镀锌有 氯化物镀锌 锌酸盐镀锌 目前以氯化物镀锌居多 从工件装夹方法分有 挂镀 滚镀后处理 驱氢 钝化 烘干等 钝化种类 漂白 蓝白钝化 五彩钝化 黑色钝化 绿色钝化 军绿 橄榄绿 4 电镀锌的技术原理 一 电镀锌原理电镀过程简单的说就是一个复杂的电化学反应过程 电镀时直流电的正 负极接镀槽的阴 阳极上 锌板接阳极 锌在电流作用下失去电子形成带正电的锌离子进入溶液 在阴极锌离子得到电子被还成锌原子沉积到工件表面形成镀层 实际上 在电镀过程中 并不是以所说的那么简单 因为电镀液中不只是简单的电解液 而是含有络合物的电解液 在阴极还原并不只是简单的金属离子的得电子还原 还有络离子的还原 5 6 7 电镀全过程可以归纳为以下三个步骤 1 金属的水合离子或络离子从溶液内部迁移到阴极表面 2 金属水合离子脱水或络离子解离 金属离子在阴极上得到电子发生还原反应生成金属原子 3 还原的原子进入晶格结点 8 从电化学反应整体角度看电极反应实际由以下几个分步骤串联而成 9 10 11 12 13 14 镀锌件钝化原理 锌是比较活泼的金属 与空气中的氧易发生氧化反应 所谓钝化 就是把经过镀锌的工件浸入含有铬酸等组分的强氧化性溶液中进行处理 使镀锌层表面形成稳定性高 组织致密的钝化膜 将锌与空气中的氧隔离 不发生反应起到提高抗蚀性能的作用 同时由于不同钝化工艺产生不同的表面颜色也起到了装饰性作用 15 零部件镀锌技术标准和试验方法 一 镀锌技术标准GB T5267 1 2002紧固件电镀锌主要对镀层厚度及检查 进行规定QC T625 1999汽车用涂镀层和化学处理层主对汽车用不同涂镀层的防蚀性进行规定 其中对镀锌钝化膜的防蚀性要求如下表 16 镀锌层上的铬酸盐转化膜的性能要求见表 17 二 镀锌的试验方法 1 镀锌件的质量检验 外观检查 厚度测量 库仑电解法测厚度 螺纹件旋合性检查 镀后6h 6H通规格查 盐雾试验镀锌件一般用NSS试验 判定标准按QC T625 18 2 人造气氛腐蚀试验 NSS试验 要点 盐水配制浓度NaCl5 0 1 质量 PH值6 5 7 2 盐雾箱温度35 2 喷雾气压0 07 0 17MPa 80cm2的漏斗收集连续雾化16h的盐雾沉降量 有效空间内任一位置的沉降率为 1 0 2 0ml h 80cm2 工件之间必须有间距 小件用纤维线悬挂 非金属 平板件倾斜线20 放置 19 电镀锌的工艺过程 镀锌工艺流程 喷丸待镀产品前处理活化除油除锈电镀中和出光钝化封闭驱氢脱水烘干包装 清洗 清洗 清洗 清洗 清洗 清洗 清洗 清洗 20 电镀过程中影响镀层质量的主要因素 影响镀层质量的主要因素有 镀液成分 PH 电流参数 时间 添加剂 温度 基体材质 前处理质量 搅拌 21 1 主盐 氯化钾 氯化锌氯化钾浓度过高 对镀液影响不明显 但在低温时会有结晶析出 过低时 溶液导电性差 镀液分散能力差 镀层表面易产生黑色条纹 同时电流密度的光亮范围降低 槽液不易控制 氯化锌是锌离子的主要来源 氯化锌过高溶液的分散能力差 深镀能力差 但能够防止尖端镀层的烧焦 氯化锌浓度低时 镀液分散能力提高 能减少消耗 减小废水处理成本 但过低时 阴极电流密度范围变窄 高电流密度区易出现烧焦现象 由于氯化物镀锌运用普遍 以氯化物镀锌为例介绍 22 2 缓冲剂 硼酸 硼酸在电镀溶液中主要起缓冲剂作用 保持溶液PH在很小范围内变化 硼酸过高 会结晶析出 影响镀层质量 硼酸过低 镀层在高电流密度区易烧焦 23 3 光亮剂 当镀液中不添加光亮剂 只能够得到灰白色的 无光泽粗糙的镀层 加入光亮剂后 镀液的分散能力和覆盖能力提高 镀层光亮细致 整平性好 光亮剂过高 镀层脆性大 钝化膜结合力差 易脱落 降低镀层的耐蚀性 24 4 PH值 PH值的大小对氯化物镀锌的影响非常重要 镀液的PH一般控制在5 6 5 PH过高 镀液的光亮电流密度范围变窄 低电流密度区发暗 高电流密度区易烧焦 严重的镀层会产生灰黑色条纹 最终导致槽液无法正常使用 PH过低 镀液的分散能力和深镀能力下降 镀液中的Fe离子不能沉淀 严重时镀层会出现黑灰色条纹 在滚镀槽内尤为明显 25 5 温度 氯化物镀锌的工作温度主要由光亮剂的性能决定 一般的氯化镀锌工艺在15 30 随着镀液温度的变化 电流密度也要相应地调整 温度低时 电流密度应调整到工艺范围的中下限 温度高时电流密度应调整到工艺范围的中上限 26 6 电流密度 阴极电流密度的选择与主盐浓度高低 槽液温度高低 添加剂的品质和含量等有关 在正常的工艺范围内 若采用过大的电流密度 镀层中夹杂过多的光亮剂 结晶粗大 镀层会发脆 甚至烧焦 钝化膜结合力差 影响耐蚀性 若电流密度过低 镀层结晶细致 但沉积速度慢 生产效率低 氯化物镀锌的电流密度一般控制在0 8 2 5A dm2 27 7 搅拌的影响 搅拌可降低阴极极化 使晶粒变粗 但可提高生产效率 此外 还可以增强整平剂的效果 8 基体金属性质的影响 镀层的结合力与基体金属的化学性质及晶体结构密切相关 如果基体金属电位负于沉积金属电位 就难以获得结合良好的镀层 甚至不能沉积 若材料 如不锈钢 铝等 易于钝化 不采取特殊活化措施也难心以得到高结合力的镀层 基体材料与沉积金属其晶体结构相匹配时 利于结晶初期的外延生长 易得到高结合力的镀层 28 9 镀件前处理质量的影响 镀件电镀前需对镀件表面作精整和清理 去除毛刺 夹砂 残渣 油脂 氧化皮 钝化膜 使基体金属露出洁净 活性的晶体表面 这样才能得到健全 致密 结合良好的镀层 前处理不当会导致镀层起皮 剥落 鼓泡 毛刺 发花等缺陷 前处理是保证电镀质量的前提 如果前提得不到保证 将无法保证后续加工的质量 29 镀液的日常维护 1 零件镀前处理要彻底 否则除电镀质量不好外 还会污染镀液 2 镀液一般每周分析一次 3 调整锌离子4 每天检查 调整PH值5 根据生产情况适量补充添加剂 添加剂的补充应遵循 少加勤加 的原则 6 清洗铜极时 应避免铜粉和铜的氧化物进入镀槽 7 掉入镀槽的铁件或其他物品应及时打捞 8 根据生产量的大小定期处理有机杂质 过滤槽液 30 氯化物镀锌常见故障及解决方法 一 31 氯化镀锌常见故障及解决方法 二 32 氯化镀锌常见故障及解决方法 三 33 氯化镀锌常见故障及解决方法 四 34 钝化处理 镀锌后 一般要进行铬酸盐钝化 形成相应类型的转化膜 是保证镀后质量的关键工序之一 钝化后最好还应进行老化处理 烘干 钝化的作用 1 增加镀件表面的光亮性 2 钝化膜呈现不同的色彩 有蓝白色 彩虹色 军绿色 黑色等 起到装饰性 3 提高镀锌层的抗蚀能力 延长镀件的使用寿命 钝化件比非钝化件抗蚀性能提高8 10倍 35 彩色钝化 彩色钝化主要是铬酐 硝酸 硫酸等强氧化剂使锌层表面形层致密的铬酸盐膜 36 军绿色钝化 也叫五酸钝化 影响军绿钝化质量的因素及注意事项 1 镀层厚度太薄2 钝化时要摇动 出钝化槽前功尽弃10S停止摇动 如不摇动钝化膜无光泽或呈灰绿色 3 CrO3太少 钝化膜呈灰色4 硝酸太少 钝化膜无光军绿色 5 钝化膜稍带浅黄色 需加磷酸 6 钝化时间过长需加硫酸 7 适当清洗 停放时间太长钝化膜呈灰色且带微彩色 而水洗不充分易形成铬酸盐流痕 8 如钝化不成军绿色 呈土黄色 可在镀液中加少量NaS 9 钝化后应烘干老化 老化前应防止磕碰 划伤 37 白色 蓝白色钝化 铬酐偏低时 钝化膜抗蚀性差 但过高时钝化膜出现轻微淡彩虹色 影响外观 硝酸过低时 不光亮 发雾 过高时锌层溶解快 钝化膜不牢 硫酸低时 钝化膜暗黑不牢 偏高时 锌溶解快 抗蚀性降低 温度过高钝化膜发雾 应在室温下钝化 钝化后在空气中停留5 15S 38 黑色钝化 钝化膜色泽浅 可适当延长时间钝化膜干燥前易溶解 易划伤 清洗时要轻柔 钝化时间短 膜层呈彩色 钝化时间长膜溶解 钝化后空气中搁置5秒钟 然后清洗 热水封闭 热水封闭后必须吹干并烘干老化 39 保证镀锌件盐雾试验的几大措施 1 改善加强前处理工艺 采用电解除油除锈 超声波除油 机械除锈等方法 彻底解决基体表面的油脂 腐蚀物 碳化物等附着物 2 工件经前处理后应妥善存放 及时周转 经过活化后的工件必须封存在干净的水中 封存半小时内必须进行电镀处理 以避免工件表面再次被钝化 影响锌层和基体的结合力 3 电镀时注意控制以下几点 滚镀装载量均匀 适中 挂镀挂具根据工件合理选择 设计 电镀锌时严格控制电流密度 对于紧固件较难控制 特别滚镀工艺 尽量避不同表面积的工件同槽电镀 不同规格的工件表面和不同 导致电流密度分配不均 镀层不均匀 电镀完后加强中和处理 酸性镀锌后 用微碱性溶液进行浸泡中和 碱性镀锌后用微酸性溶液进行中和 以确保锌层的酸碱性适宜 选择厚膜型的钝化工艺 严格执行烘干工艺 使钝化膜层老化后再包装 包装 运输时尽量避免磕碰 擦伤 采用塑料袋包装时一定要冷包装 改善成品的贮存条件 加强防护 避免因受潮而腐蚀 40 常用的电镀有关标准 GB T12611 1990金属零 部 件镀覆前质量控制技术要求JB T6986 1993铝及铝合金电镀前表面准备方法GB T9799 1997金属覆盖层钢铁上的锌电镀层GB T9798 1997金属覆盖层镍电沉积层GB T12332 1990金属覆盖层工程用镍电镀层GB T12599 1990金属覆