一、鋅鎳合金電鍍簡(jiǎn)介
鋅鎳合(hé)金電鍍(dù),是一項(xiàng)電鍍新技術。鍍層不再(zài)是單單的鋅層(céng),而是鋅鎳合金層,通(tōng)過電鍍技術鍍在鋼材表麵。
鋅鎳合金(jīn)是用於電鍍鋼件時做可溶性合金陽極(jí)的鋅合金。電鍍用鋅鎳合金一般熔煉成Zn-2%Ni合金,用Zn-2%Ni合金配製成含鎳量0.04%~0.09%的鍍鋅液,與傳統鍍鋅層相比,鍍鋅鎳合金能有(yǒu)效解決活性鋼(gāng)鍍層超厚問題(tí)而降低成本(běn),提高鍍層耐腐蝕性能。
鋅鎳合金電鍍內在質量(liàng)控製主要是控製鍍液中鋅、鎳濃度的比例,從而使鍍層中鎳達到一定含量,要做到這一點,關鍵(jiàn)是(shì)控製鋅、鎳陽極麵積的比例和分控電流大(dà)小(要有分析手段,以掌握鋅、鎳濃度(dù))。外觀質量的好壞主要是選好鍍鋅光亮劑。
二、鋅鎳合金電鍍的發展前(qián)景
鋅合金有(yǒu)鋅鈷、鋅鐵、鋅鎳等。其中鋅鎳鍍層抗蝕性最(zuì)高,主要是指(zhǐ)含鋅90%~95%、鎳50%~10%的合金。這(zhè)類合金已在世界範圍許多領域實用許多年。例如鍍鋅鎳合金薄板(bǎn)已在汽車工業和計算機工業提供優良的生產毛坯(pī),大大改善了抗蝕性。鋅鎳合金電鍍的汽(qì)車元件如燃料管、掣動(dòng)器、傳動元件等在某些歐美國家設計圖中已標準化,在日本(běn)應用範圍更廣泛。
三、鋅鎳合金電鍍在國(guó)內的發展(zhǎn)情況
⑴1992年3月廣州市二輕研究所袁國偉提(tí)出在酸性氯化物鍍液中鍍得光亮、整平的鋅鎳合金鍍層,經過藍色鈍化處理後,外觀和抗蝕性都(dōu)很好。
⑵1992年9月湖南教育(yù)學院韓(hán)定國提出氯化物酸性鍍(dù)鋅鎳合金,彩虹鈍化後鹽霧試驗4周期後彩色(sè)未(wèi)變。
⑶1992年6月北(běi)京(jīng)航空航天大學朱立群、羅黨育研究了(le)鋅鎳合金鍍層塗覆有機漆膜後在5%氯化鈉溶液中和鹽酸酸(suān)霧條件(jiàn)下的耐蝕(shí)性,含鎳l0%~l5%的鋅鎳(niè)合(hé)金鍍層(céng)耐蝕性最好。
⑷l993年廣東花東工藝電鍍廠呂安敏介紹兩(liǎng)種不同類(lèi)型的鋅鎳合金電解液,可獲得含鎳≤8%的鎳鋅合金鍍層,經後處理可得藍白、彩色、黑色轉化(huà)膜(mó),耐蝕性優異。
⑸1997年9月杜捍義、李異(華南理工大學(xué))研究堿性電鍍光亮鋅鎳合金,合成(chéng)TD添加劑,獲得高抗蝕性含鎳l2%~l3%的鋅鎳合金鍍(dù)層。
⑹1997年6月何為提出氯化物鍍液鋅鎳(niè)合金電鍍配方,1998年討(tǎo)論鋅鎳合金的異常共沉積與正(zhèng)常共沉積的(de)轉變。
⑺屠振密等(哈(hā)爾濱工大)研究成(chéng)功低氫脆鋅鎳合金電鍍工藝、研製出721-3添加劑用於氯化物鍍液,ZQl用於堿性鍍液。
⑻許強(qiáng)齡等(上海輕工業高等專科學院)成功研製出連(lián)續鍍半光亮鋅鎳合金(jīn)鍍液添加劑NZ-A。
⑼1996年盧錦堂(華南理工大(dà)學)等研究以氨水為絡合(hé)劑、二甲胺及乙二胺等為添(tiān)加劑的堿性鋅鎳合金電鍍工藝。
⑽1989年(nián)張順清(國營9624廠)介紹在檸檬酸鹽體係中使用791光亮劑和聚(jù)醚多元醇作添加劑得到結晶細致光亮的(de)鋅鎳合金鍍層。
⑾1993年廣州金殿(diàn)工藝製作有(yǒu)限公司呂安(ān)敏通過對微酸性與(yǔ)堿(jiǎn)性鋅鎳合金電鍍和轉化膜試驗,研製抗蝕性比鋅大5倍(bèi),比鎘大3倍的鋅鎳合金鍍層,鈍化膜(mó)呈光(guāng)亮五彩色、軍綠色和黑色D93。
⑿1993年蔡加(jiā)勒、周紹民提出(chū)XZN一(yī)2組合添加劑(jì)對鋅鎳異常(cháng)共沉積的作(zuò)用,化學組成、相組成和晶體(tǐ)結構的關係。
⒀1994年熊剛、鄒群等(武漢材(cái)保所)采(cǎi)用NZ-918係列添加劑在(zài)堿(jiǎn)性(xìng)鍍鋅鎳合金鍍液中以Dk0.5~6A/dm2獲得外觀光亮含鎳(niè)8%~l0%的鋅(xīn)鎳合金(jīn)。
⒁1994年盧燕平、任玉苓等(北京科技大學(xué))優選鋅鎳(8%~l0%Ni)合金(jīn)鍍層鈍(dùn)化配方,鈍化膜穩定性好,其耐蝕性比未鈍化的高2倍以上。
⒂1988年江(jiāng)蘇揚州電鍍廠夏振華在高濃度的氯化鎳和硫酸鋅的醋酸(suān)型鍍鋅鎳合(hé)金鍍液中,在較高的Dkl5~30A/dm2鍍得光亮細致的鍍層。
⒃1993年廈門大學楊防祖、許書楷等在含有DIE和AA-1組合添加劑(jì)的(de)堿(jiǎn)性鋅鎳鍍液中獲得結合好、光亮鋅鎳(5%~l0%鎳)合金鍍層。
四、對當前(qián)我國鋅(xīn)鎳合金電鍍現狀(zhuàng)的一(yī)點看法
我國對鋅鎳合金的研究始於上世紀八十年代,其所研究的皆為酸性氯化物電鍍工(gōng)藝。在隨後的研究中,專家(jiā)們成功地解決了酸(suān)性氯化物電鍍鋅鎳合金的技(jì)術關鍵-找到並確定有效抑製低陰極電流密度區(qū)鎳(niè)沉積的最佳組合添加劑。由於這一突破,該項工(gōng)藝可用於形狀較為複雜(zá)鋼鐵件的掛鍍,也可用於滾(gǔn)鍍。自一九九三年起先後多家單位用此工藝投入工業批量(liàng)生產,其中一項主要加工產品是電纜橋架,在近(jìn)十年裏其(qí)加工量達1-2萬噸。據悉,酸性鋅鎳合(hé)金電鍍雖在上世紀九十年代開始用於工業生產(chǎn),但無論從(cóng)其應用的產品品種和數量來說(shuō)均處於起(qǐ)步階段,至於堿性鋅鎳合金電鍍在九十年代尚未見用於工業生產的報導。
鋅鎳合金電鍍在(zài)我國迅速(sù)發展普及還(hái)是最近幾年的事,但發(fā)展的隻(zhī)是堿性鋅鎳(niè)合金電鍍,酸性鋅鎳合金電鍍卻並(bìng)未得到相應發展。如前所述,酸性(xìng)鋅鎳合金電鍍與堿性鋅鎳合金電鍍的工藝特點與酸性鍍鋅與堿性鍍鋅的(de)特點類似(sì),工藝的選擇均取決於工件的形狀(除某(mǒu)些(xiē)鋼種(zhǒng)外),有的適用堿性工藝,有的適用酸性工藝,因此,按理鋅鎳合金電鍍兩種工(gōng)藝的使用比例應與酸性鍍鋅與堿性鍍鋅的比例大致接近,而不應有懸殊的差別。
據知,我國酸性鍍鋅占電鍍鋅總(zǒng)量的(de)50%以上,堿性(xìng)鍍鋅約占40%左右,而酸性鋅鎳合金電鍍雖未見全國統計數據,但據我(wǒ)們估計不會超過10%。酸性鋅鎳合金電鍍所占比例如此之低的原因就(jiù)在於大量本(běn)應采用酸性鋅鎳(niè)合金電鍍的工件目前普遍采用(yòng)了堿性鋅鎳(niè)合金電(diàn)鍍工藝。僅據煤礦(kuàng)單體液壓支柱為例,全國使用量超過100萬支,無數專一為(wéi)此電鍍加工的單位普遍(biàn)采用堿性鋅鎳合金電(diàn)鍍工藝而不是酸性鋅鎳合金電鍍工藝。根據專家們對這(zhè)兩種工藝的(de)研發與生產實踐,這類加工件在鍍層(céng)鎳含量相同、鍍層厚度相同、耐(nài)蝕性相似的情況(kuàng)下,采用(yòng)酸性鋅鎳合金電鍍工藝其生產成本可降(jiàng)低50%左右,產量(liàng)可提高2倍以上。在此我們不打算對造成我國近年鋅鎳合金(jīn)電鍍兩種工藝不合常理的發展狀況的原因進行探討,但僅預測這種狀況將在數年後會得到改變,酸性鋅鎳合(hé)金電鍍工藝將逐步上升至它所應占的比例。
|