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氯化钾镀锌的生产应用现状及技术误区的探讨

氯化钾镀锌的生产应用现状及技术误区的探讨        氯化钾镀锌作为取代氰化镀锌的较成功工艺之一,得到广泛应用。经30多年应用,但在生产实践中不少人仍对其缺乏深入全面的了解,对过去认知的优缺点应作重新审视;生产实践中反映出的不少问题,尚值得讨论。在此,我结合个人实践体会,对一些问题提出看法,供**参考。
1对工艺优缺点的重新审视
当初推广氯化钾镀锌时对其优缺点有所评述,现经实践检验未必完全正确。我人人这样认为,其主要优点有:
(1)镀液呈微酸性,阴极电流效率可高达90%~95%,镀速较快,特别对铸件电镀有利;
(2)镀液组分简单,易于调整;
(3)相对于锌酸盐镀锌,对杂质敏感性低,允许容存量较大且易于处理;
(4)比其他镀锌工艺易获得高亮度镀层,利于蓝白钝化与银白钝化;
(5)镀前除油处理比锌酸盐镀锌要求低。
其原本存在及新暴露出来的主要缺点有:
(1)镀层及钝化层防蚀性能在各种镀锌工艺中处于较差地位。主要原因是为保证阴极较化,镀液中表面活性物质加入量很大,在镀层中的夹附量也很大,镀锌层纯度很差。在发生电化学腐蚀时,因微电池作用,锌的腐蚀加快;钝化层中的**夹杂也降低了其抗蚀力。故该工艺不适合于防蚀性要求较高的汽车及电器产品镀锌。
(2)钝化层中因**物夹附过多,蓝白钝化易泛彩、发花、发黄;白钝层易变灰暗,甚至长白灰、白毛;彩钝层色泽很易变淡,彩钝膜附着力远不如锌酸盐镀锌。
(3)过去认为废水处理简单而现在看来因无强配位剂,锌易处理,但废水中大量的表面活性剂成了废水处理的一大负担:即便采用成本高的活性炭处理也几乎无效,排放废水产生让人生厌的大量泡沫、必测指标化学耗氧量COD很易**标,阴离子表面活性剂ALS也易**标。
(4)对设备腐蚀性较强,铜较杆等很易生成碱式碳酸铜。
2主要成分的控制
2.1主盐氯化锌
过去追求允许电流密度越大越好,实际不对。由于镀液中无强配位剂(Cl-对Zn2+有微弱配位能力),必须保持适度的浓差较化,因而主盐浓度不能过高。250mL霍尔槽2A静止镀,对挂镀有1cm左右烧焦,对滚镀烧焦2~3cm,否则镀液分散能力与深镀能力均难达到要求(pH值为5.4~5.8之间时)。
2.2导电盐氯化钾
2.2.1含量影响
镀液的电导率越高,分散能力越好,一般深镀能力也越好。镀液的电导率并非随惰性强电解质的导电盐含量增加而线性上升,而有一个驼峰形:含量过高反而因“车流量过大而发生交通不畅”。对氯化物镀锌,氯化钾含量过高还会因盐析现象,表面活性剂析出,轻则镀液浑浊,重则添加剂加入过量时呈油状物浮出。如何确定其实际较佳用量至关重要。
2.2.2化学分析结果的不可靠性
多年前笔者就处理过一场电镀故障:某厂镀锌车间化验员根据化验结果认为导电盐含量够了;而工艺员认为按化验结果镀不出产品来,还得补加60g/L。事实上,他们两人都是对的,但没有找到问题的关键。原因是分析方法本身不切合实际:电镀厂都无法分析K+,而是分析而镀前Zn2+与总Cl-,先换算出ZnCl2,将剩余Cl-理论折算出KCl。K+会不断带出损耗,酸洗用盐酸,清洗不净(特别对镀管件)时会大量带入HCl调低pH值也用盐酸,所以总氯很高而K+太少,并不成比例。而K+含量对镀液电导率影响至关重要(导电性比Na+好),故除新配液外,化验结果都偏高,甚至偏高很多。纯粹靠化验结果调整镀液的工艺员不是一个合格的工艺员。
2.2.3霍尔槽小电流电镀调整法
先将pH值、ZnCl2与H3BO3含量调至正常,250mL霍尔槽0.3A静止镀3min,清洗后不经出光(出光对镀层的溶解量无法掌控),直接在pH值为1.5左右正常低铬彩钝15~20s,清洗后用电吹风吹干,良好状态下试片低端应无漏镀且色彩鲜艳。若有漏镀或低区彩钝层乌暗,则试验补加氯化钾至低区色泽鲜艳范围(劣质光亮剂达不到全部色鲜)。注意钝化时试片搅动速度应一致,原因是钝化时搅拌越强烈,成膜越快,镀层溶解量越大。
2.2.4槽电压判断法
霍尔槽试验直流回路中串接一支读数精确到1mA的数字式电流表,直流正负极间并接一支读数精确度达1mV的数字式电压表(均可用数字式万用表),同2.2.3所述先调好镀液其他条件,保持电流在1.0A电镀,逐渐补加KCl(注意若霍尔槽液位有上升,应吸出镀液至原液位),溶解良好后再镀,至电压表指数较低,累加KCl补加量则为较佳加入量。
2.3硼酸
不少电镀厂对硼酸的使用有一种误解,认为加了硼酸镀液pH值仍有上升趋势,所以很少补加,甚至一年半载都不加。诚然,镀液并非工作在硼酸较佳缓冲pH值范围内,但其对阴极界面液层的缓冲效果却意义重大:能抑制析氢,扩大允许DK、减少甚至消除镀层产生竖状暗色或亮色条纹。硼酸还具有细化镀层细晶、明显提高光亮性的作用,调整得当时可少用光亮剂。曾有人花几年工夫研究无硼酸工艺,终未成功,无物可替代之。故务必及时补加不断带出损耗的硼酸。


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