提高钢铁件防腐蚀性能的途径

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钢铁零件,在潮湿和腐蚀性环境中极易锈蚀,须采取一定的工艺措施加以保护,最为切实有效的方法是对其进行锌层镀覆。光亮酸性氯化钾镀锌工艺操作比较容易,污水处理也简单,该镀种还显示了它自己独特的优点,如:镀液稳定、节省电能、成本低廉、电效率高、沉积速度快、分散能力和深镀能力较好、镀层结晶细、光亮整平性能佳、能对钢铁件进行电镀、氢脆小等。

电镀就是利用电解,在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。电镀锌与电镀其他金属相比,锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属,属低值防蚀电镀层。被广泛用于保护钢铁件,特别是防止大气腐蚀。镀覆技术包括槽镀(或挂镀)、滚镀(适合小零件)、自动镀和连续镀(适合线材、带材)。目前,国内按电镀溶液分类,可分为四大类:氰化物镀锌、锌酸盐镀锌、氯化物镀锌、硫酸盐镀锌。电镀工艺的实施会不同程度地造成环境污染,唯酸性氯化钾镀锌工艺是电镀生产中为数不多的绿色环保工艺之一,可谓绿色电镀。此工艺在电镀行业应用比较广泛,所占比例高达70%。经兰白钝化后,可以锌代铬,与镀铬层相媲美,并且是符合国家清洁生产要求的镀种,废水处理方法简单,满足环保要求。

工艺配方

氯化锌:60-80克/升

氯化钾:180-220克/升

硼酸:25-35克/升

KZ-2000:15-20毫升/升

电流密度:1-4安培/分米2

温度:5-70℃

PH值:4.8-5.5

阳极:0#或1#锌板

阴阳面积比:1:1.5-2

滚桶转速:10-15转/分

镀液的配制

(1)用1/2体积的热水(50～60℃)将氯化锌、氯化钾深解,待澄清后过滤。

(2)用10倍的热水(80℃)将硼酸溶解后,与上面溶液相互混匀,向混合液中加水至规定体积。

(3)加入1～2ml/t双氧水,充分搅拌,使二价铁转化为三价铁沉淀并过滤,去掉铁质。

(4)加入1～2g/l锌粉,充分搅拌1～2小时,使置换出不活泼的金属杂质,过滤去掉沉淀。

(5)再将核定计量的KZ-2000光亮剂用水稀释5～10倍后,加入上述冷却溶液里。光亮剂添加时,要在不断搅拌下缓慢进行,保证其完全溶解,决不能向未稀释至规定体积的溶液里加光亮剂,不能在溶液很热时加光亮剂,也不能把光亮剂一下子倾倒在溶液中去。否则会使溶液发生混浊,甚至光亮剂会漂浮起来,致使光亮剂不起作用。

(6)用1:1试剂级盐酸或20%NaOH调节PH值至5.5后即可试镀。在试镀中,如果前面没有用锌粉处理,最好以小电流处理,即挂瓦楞铁板,在DK=0.1～0.2A/dm条件下电解处理4～8小时,如果材料好,配制方法得当,也可不进行电解而直接试镀。如试镀后,镀层发黑,最好加锌粉1～2g/l,充分搅拌,静置1～2小时之后马上过滤。

镀液的维护与管理

(1)镀件及处理工序完善,除油去锈要彻底,除油不干净的零件,易镀不上和产生花斑,甚至造成镀层基本结合力不良之弊病。

(2)本镀液很稳定,操作简便,易掌握。由于镀体入槽时带进清水,出槽带出镀液,将会降低镀液浓度,但是镀液表面水分的蒸发又可使浓度增加。二者可以互相抵消一部分,氯化钾、氯化锌、硼酸的含量每周分析一次即可。根据分析结果,调节镀液的浓度。

(3)可用调节阳极面积的大小来控制锌离子浓度,若要升高锌离子浓度,可在停镀时不取出阳极。在一般情况下,锌阳极在停镀时溶解较慢,可不取出,若长期停镀,要取出,防止锌离子浓度超过工艺规范。

(4)平时工作时,要经常检查PH值,一般在电镀过程中,PH值会慢慢上升,滚镀槽需每天调整PH值,一般加入1:1的稀盐酸进行调整。

①PH值太高,低电流密度区发黑H值过低,镀液会发生混浊,PH值低于4,光泽剂会部分析出,因此在加酸调PH值时,既不能太浓,也不能一下子倾倒入镀液内,应稀释后缓慢加入,并不断搅拌。

②低电流密度区发黑,若PH值正常,则可能是光亮剂含量不足,要补充,光亮剂补充要本着少加勤加的原则;光亮剂过多,会造成脆性增大,甚至脱皮,而且彩色钝化膜会容易掉膜,白色钝化膜容易发雾。

(5)根据镀件的电镀情况可判断光亮剂的含量,必要时可用霍尔槽来控制,指导日常生产,光亮剂补充量一般为80～100ml/KAH,一般在下班前加入。

(6)该镀液是弱酸性溶液,会腐蚀极杠,不要将溶液溅到极杠上,最好用挂具涂料绝缘极杠及挂具表面不须导电部分。

(7)在清洗铜棒、铜钩时,应避免杂质进入镀槽,更不能在挂锌阳极时,把部分铜钩浸在镀液里,如有铜杂质进入镀液,当镀锌层在稀硝酸里出光时,会发现发黑现象。

(8)镀液中的有机杂质和金属杂质对电镀都有影响,应及时除去。滚镀槽最好每月处理一次,挂镀槽2～3个月处理一次。

综上所述，此工艺操作简便,节约能源,成本低廉,符合国家清洁生产要求;用该工艺镀覆的钢铁件,在腐蚀性环境中工作时,会由于所镀覆的锌层的牺牲阳极保护而减缓受腐蚀速度,从而提高其寿命和使用安全性。

打铁

楼主能不能发点关于镀铬过程中出现的质量问题与对策方面的资料呢？