[關(guān)鍵詞]鋅鐵合金鍍層;底層;仿金鍍;防護(hù)性能;光亮度;生產(chǎn)成本
[中圖分類號]TQ153.2 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B [文章編號]1001-1560(2011)03-0062-02
前言
裝飾性仿金鍍層色澤莊重高雅,深受青睞,已廣泛用于家用、五金、儀器、建材及首飾等行業(yè)。仿金電鍍?nèi)芤河星杌镄图盁o氰化物型2種。無氰仿金電鍍已逐步替代氰化電鍍,但其底層主要用焦磷酸鹽鍍液和HEDP鍍液。前者成分復(fù)雜,分散能力不夠,較難控制;后者分散能力和深鍍能力較好,溶液穩(wěn)定,色澤均勻,但光亮度不夠?？梢?仿金電鍍預(yù)鍍層的選擇至關(guān)重要。此外,基體的前處理、仿金鍍工藝及其鍍后處理的選用亦要得當(dāng)。本工作以鋅鐵合金為底層,對仿金鍍?nèi)坠に囘M(jìn)行了討論,并指出了其故障排除方法,收到了良好的效果。
1 基材前處理
對普通鋼鐵,將脫脂與浸蝕合為一體,即在硫酸溶液中加入OP-10乳化劑和硫脲一步完成酸洗除油,速度快、效率高,具體工藝如下:
2 鋅鐵合金底層電鍍工藝
裝飾品仿金鍍層較薄,耐蝕性極差,用厚銅打底易泛紅;采用亮鎳打底,仿金鍍層光亮、硬度高,不易發(fā)花,但成本高;采用光亮銅錫合金-亮鎳或暗鎳-亮銅-亮鎳作底鍍層也能滿足要求,但操作復(fù)雜。用高耐蝕性全光亮鋅鐵合金電鍍?nèi)〈囅底鞣陆疱兊讓?不僅鍍層光亮度好,防護(hù)性能還更優(yōu),其生產(chǎn)成本又大大降低,具體工藝見表1。
3 HEDP仿金電鍍工藝
3.1 鍍液組成
3.2 鍍液配制
(1)將計量的HEDP倒入鍍槽中,加少量水,攪拌下緩慢加入檸檬酸鉀(注意放熱),調(diào)節(jié)pH值。
(2)將CuSO4,NaSnO3,Na2CO3和ZnSO4·7H2O用熱水溶解后,攪拌下加入鍍槽中。
(3)加入添加劑,加水至所需體積。
(4)用KOH調(diào)節(jié)pH值,小電流電解數(shù)小時即可。
3.3 鍍液維護(hù)
(1)為了獲得滿意的金色鍍層,應(yīng)將CuSO4與ZnSO4·7H2O的摩爾比控制在2.5~3.0。
(2)HEDP是主要配位劑,含量高,鍍層細(xì)致、光亮性好,鍍液的分散能力和深鍍能力也好,但過高會導(dǎo)致電流效率下降,鍍層色澤偏紅;含量過低,會導(dǎo)致陰極鈍化,在pH值較高時,還會使溶液渾濁。將HEDP與(Cu2++Sn2+)的摩爾比控制在1.5左右較好。
(3)溫度過低,鍍層容易發(fā)霧;溫度過高,鍍層粗糙,色澤偏紅。溫度一定要控制在15~35℃。
(4)升高電流密度,鍍層中銅含量降低,提高溫度,采用空氣攪拌或陰極移動,適當(dāng)降低pH值,都有利于提高陰極電流密度。
(5)pH值偏低,鍍層色澤偏紅;pH值太高,鍍層發(fā)暗,陰極電流密度范圍縮小,鍍液易渾濁。
(6)陽極采用含70%Cu的黃銅板,不可用不銹鋼板協(xié)助調(diào)節(jié)鍍液中的銅離子濃度。
4·仿金鍍后處理
4.1 鈍化
鈍化處理可以防止仿金鍍層變色或泛點,還可中和零件表面滯留的堿,所以仿金鍍后應(yīng)立即清洗,再進(jìn)行鈍化。3種工藝如下:
(1)50.0g/L重鉻酸鉀,用醋酸調(diào)pH值至3.0~4.0,溫度10~30℃,時間15~30min。
(2)15.0g/L苯并三氮唑,用2~3mL/L乙醇溶解,溫度50~60℃,時間2min;浸液后不經(jīng)清洗,直接甩干后再用冷風(fēng)吹干。
(3)50.0g/LCrO3,1.0mL/LHNO3,0.8g/LZnO,0.2mL/L表面活性劑,室溫,時間5~15s。
4.2 涂覆有機膜
因為仿金鍍層極薄,硬度低,耐磨差,鈍化后應(yīng)進(jìn)行涂料封閉,以增加耐磨性,并保持其色澤鮮艷。涂料封閉可噴表面護(hù)光漆或浸表面護(hù)光漆。經(jīng)封閉后,將鍍件分開晾干至護(hù)光漆不黏手為止,此后再于烘箱中100℃烘干1h,或120℃烘干25~30min。烘干時鍍件要分放,以防止相互黏結(jié)。
按上述要求操作,漆膜硬度可達(dá)4~5HB,結(jié)合力好,不影響鍍件的光亮度。
5·仿金鍍故障排除
5.1 不合格鍍層的退除
不合格鍍層退除的方法有3種:
(1)150~250g/LCrO3,5~10mL/LH2SO4;
(2)3份H2SO4,1份HNO3;
(3)30~40g/LNaNO3,pH值5~7,JA1A/dm2電解。
5.2 缺陷鍍層的處理
5.2.1 發(fā)紅
(1)整體產(chǎn)生的原因是仿金鍍層中Cu+含量高,加入Zn2+,調(diào)整Cu+,Zn2+比例至正常;或pH值過高,鍍層過薄而發(fā)紅,將陰陽極導(dǎo)電狀態(tài)調(diào)至工藝范圍。
(2)塊狀產(chǎn)生的原因是其他物質(zhì)污染,檢查鍍液中是否有污染物和氣體,或?qū)⒉糠謱?dǎo)電不良處調(diào)整適當(dāng)。
(3)點狀產(chǎn)生的原因是pH值過低或有油類玷污,調(diào)節(jié)pH值,撈凈油類物質(zhì)。
5.2.2 發(fā)白
這不包括有機膜發(fā)白,通常有整體發(fā)白、塊狀發(fā)白和點狀發(fā)白3種。整體發(fā)白由鍍液中Cu+,Zn2+比例失調(diào)所致,Zn2+濃度較高,調(diào)整適當(dāng);塊狀、點狀發(fā)白多為油類雜質(zhì)污染,撈去油污即可。
5.2.3 發(fā)綠
一般分為涂料封閉前發(fā)綠與封閉后發(fā)綠。前者多因Cu+,Zn2+比例失調(diào),即Zn2+濃度過高而引起,調(diào)整比例至正常。后者出現(xiàn)于涂料封閉后5~15d,一般在鍍件下部,這是表面生成堿式碳酸銅(綠色)所致,調(diào)整鍍液中Cu+,Zn2+到工藝范圍即可消除。如果因鈍化時間不夠,表面殘存堿性物質(zhì),可調(diào)整濃度到工藝要求。仿金鍍后涂覆有機膜前,一定要蒸發(fā)掉全部水分,封閉前要干燥到位。
5.2.4 泛點
有些焊接管鍍件外壁有毛細(xì)孔,毛坯拋光后又有不明顯的細(xì)裂縫,電鍍與鈍化后細(xì)裂縫內(nèi)殘留的溶液出現(xiàn)在仿金層與漆膜之間,形成了泛點。解決方法:加強毛坯拋光,盡量磨去較淺的細(xì)孔與裂紋,以減少溶液的殘留;鈍化后的清洗熱水槽應(yīng)升溫到100℃,延長烘干時間,使殘存的電鍍液徹底蒸發(fā)。
6·結(jié)語
以氯化物鋅鐵合金為底層,不用銅作底層,消除了氰污染,不用亮鎳作底層,光亮度與防護(hù)性能不變,生產(chǎn)成本降低,同時能使仿金鍍層達(dá)到真金的顏色,質(zhì)量得到了提高,具有較高的社會和經(jīng)濟效益,值得推廣應(yīng)用。
