【导读】
氯化钾镀锌由于不含络合剂、废水处理简单、对设备腐蚀性小、电流效率高、镀层整平性和光亮性好等优点近几年来得到广泛使用。虽然该工艺已经得到广泛应用,但是在推广过程中还是会出现一些问题,为了便于技术人员尽快熟悉该工艺的应用,在此笔者结合从试验和现场遇到的一些经历和认识以问答形式写出本文,仅供参考。
一、氯化钾镀锌有哪些优缺点?
镀锌分为氯化钾镀锌、氰化物镀锌、氯化铵镀锌及锌酸盐镀锌等。
任何镀种的优缺点都是相比较而言的,相对于氰化镀锌和氯化铵镀锌来讲,氯化钾镀锌最大的优点是废水处理简单,因为它不含络合剂,这一点与锌酸盐镀锌相当。
相对于氰化物镀锌和锌酸盐镀锌,氯化钾镀锌电流效率要高很多(氯化钾镀锌的电流效率为98%左右,氰化物镀锌的电流效率为70%左右,无氰碱性镀锌的电流效率为80%左右)。再加上其电阻小,电压低,因此,其节约电能可达50%左右。但相对于氯化铵镀锌要差一些,因为氯化铵的导电性比氯化钾要好;
相对于氯化铵镀锌,氯化钾镀锌对设备的腐蚀性大大降低,阳极铜棒和铜钩表面铜绿减少,对钢铁的腐蚀性能要减轻,这是由于支持电解质氯化钾比氯化铵分解较少的缘故。
就分散能力和深镀能力,氯化钾镀锌仅次于氰化镀锌,大致与氯化铵和碱性无氰镀锌相仿。
总之,氯化钾镀锌的优点较多,其综合性能好,是值得大力推广的一种镀锌工艺。
二、配制槽液要注意哪些问题?
氯化钾镀液配制较为简单,共四种:氯化钾、氯化锌、硼酸和光亮剂。其中氯化钾是支持电解质,起导电和防止阳极钝化的作用;氯化锌是锌离子的供应体;硼酸是PH值缓冲剂;光亮剂使镀层结晶细致,并产生光亮作用。
配制氯化钾镀锌溶液并不复杂,关键是质量的纯度。硼酸问题不大,目前使用最多的是美国生产(车马牌)的硼酸。氯化钾和氯化锌往往因产地而异,市面上售卖的氯化钾规格较多,约旦和以色列生产的最好(中化集团销售),国内的氯化钾厂家相对来说,其氯化钾的含量较低,在实际生产中,建议厂家使用好一点的氯化钾。
市售电镀级氯化锌一般是锌粒和盐酸的反应得到的,盐酸一般是用工业盐酸,工业盐酸含有少量铁杂质,对镀液不会造成较大危害,关键是锌粒的质量。如用Zn-0号锌粒和Zn-1号锌粒,则质量没有问题;Zn-2锌粒质量则较差,因这种锌粒所含的铜和铅杂质已超过镀液杂质的容许浓度。遇到这种氯化锌,在配好槽后,就必须用锌粉处理,锌粉的用量1-2g/L,先将锌粉放在塑料桶中,用水调成浆糊状,每公斤锌粉再加3%盐酸(约100ml),边加入边搅拌使其溶化,然后将处理过的锌粉在搅拌条件下慢慢加入镀槽,搅拌1小时后,静止1小时后过滤、电解。目前市面上好的氯化锌是天津生产的电镀级氯化锌。
硼酸在冷水中的溶解度很低,最好是用80℃以上的热水溶解后加入镀槽中。最后加入光亮剂,光亮剂分为主光剂和柔软剂。新配槽时,主光剂一般是1-2ml/L,柔软剂是25-30ml/L。如果是热天配,取上限配槽,如果是冷天配,取下限配槽。
三、氯化钾浓度控制多少为好?
氯化钾的浓度一般控制在180-240g/L,以200-230g/L最好。氯化钾浓度高些,镀液导电性好,电阻小,电压低,节约用电,深镀能力也好,阳极锌板不容易钝化。一般来讲,超过240g/L的氯化钾,对导电性无多大改变。氯化钾浓度低,导电性差,电阻大,电压升高,阳极也容易钝化,分散能力和深镀能力也表较差。
对于某些性能较差的氯化钾镀锌光亮剂只能采用浓度低的氯化钾配方。因为浓度较高时,这些光亮剂的浊点很低,镀液浑浊,载体光亮剂盐析和主光亮剂析出。
四、氯化锌的浓度控制多少为好?
氯化锌的浓度一般在40-70g/L范围内变动,依据所镀工件采用不同的浓度。原则上是挂镀的可以比滚镀的含量高一些;温度低时比温度高时含量要高点;挂镀没有阴极移动比有阴极移动要控制得高;挂镀没有打气比有打气要高一些。
氯化锌含量高,电流效率高,分散能力和深镀能力则较差。对有阴极移动而言,挂镀槽的氯化锌含量在50-60g/L为好;如果没有阴极移动装置,则应控制在60-70g/L。热天镀液温度高时用下限,冷天镀液温度低时用上限。滚镀锌的氯化锌含量控制在35-50g/L为好,热天用下限,冷天用上限。
五、硼酸浓度控制到多少为好?
氯化钾镀锌溶液中,硼酸是PH值得缓冲剂。由于硼酸溶解度较低,含量高了在槽液温度低时要结晶析出,因此一般控制在30g/L左右,一般含量控制在25-35g/L。
六、氯化钾镀锌光亮剂是否浊点越高越好?
不是。浊点是一项重要指标,但不是唯一的指标。氯化钾镀锌光亮剂的配制也要有君臣佐使的配合,即一类基础光亮剂、二类主光剂、还有低电流密度区增光剂、高电流密度区防烧焦剂以及少量杂质掩散剂等。
实践表明,无浊点的氯化钾镀锌光亮剂,其整平性和均镀能力都较差,得不到镜面光亮镀层(在白钝出光后)。经试验,在氯化钾200g/L的镀液中,浊点在65±5℃是最合适的。这既能满足热天高温条件下的镀层光亮度需求,又能达到良好的整平均镀能力。超过70℃以上的浊点就没有必要了。
七、氯化钾镀锌溶液的PH值控制在什么范围为好?
氯化钾镀锌溶液的PH值以控制在5.8±0.2为适合。PH值过高,电流密度变窄,高电流密度处(如边缘和光角处)容易烧焦;PH值过低时,阳极溶解较快,镀液中锌离子会增高,同时镀液中铁杂质不会沉淀,导致铁杂质越积越多,这就使滚镀时很容易出现滚桶眼子印。PH值控制高一点有利,铁杂质容易沉淀,通过过滤容易去除。
一般情况下,镀液PH值得调整是用5%左右浓度的盐酸来调整。调整PH值时,不能用浓盐酸,因为浓盐酸加入后,在加入处局部PH值过低,这时就会有载体光亮剂析出,即使用5%盐酸调整PH值时,也要在搅拌条件下缓慢加入。
八、氯化钾滚镀锌滚桶的转速多少为好,挂镀是否需要阴极移动,可用空气搅拌吗?
氯化钾镀锌滚桶的转速与其他镀锌溶液的转速相仿,一般为5-6转/分为宜,滚桶转速太快,镀层容易磨损,尤其是螺纹件的牙尖部分,转速太慢,镀件上容易出现滚桶眼子印,电流密度也开不大。
挂镀最好有阴极移动装置,一般1分钟往复12次,往程100-150毫米。阴极移动后,容许的电流密度可提高,镀层边角处不易烧焦,镀层结晶细致均匀;没有阴极移动装置时,除镀层边角处容易烧焦外,还容易产生黑色条纹(气流带)和镀层易粗糙。
氯化钾镀锌可以使用空气搅拌。其好处与阴极移动一样,还能通过空气搅拌使镀液流动性大,镀液中的杂质能快速被过滤和去除。
九、滚镀氯化钾镀锌容易出现滚桶眼子印,在镀平面产品更甚,用什么办法解决为好?
滚桶眼子印在钾盐镀锌中经常发生尤其是镀平面产品,如垫圈、铁皮时更明显。滚桶眼子印其实就是镀层烧焦处。平面产品紧贴在滚桶壁上,电力线通过孔眼扩散到内层的镀件上,集中于这一点,造成该点电流密度大,导致镀层局部烧焦。滚镀时,平均电流密度虽然较小,只有0.5-0.8A/dm2,但大都集中在滚桶壁周围(尤其是靠阳极两侧的周围),越到内层,电流密度就越小,直到为零。
要解决这一问题,需要从镀液和设备双管齐下,才能取得较好的效果。
镀液中二价铁的影响最大,超过0.8g/L,就会明显出现滚桶眼子印,三价铁影响不大。镀液中的二价铁是很容易产生的,一是镀件酸洗后,未清洗干净或未经过碱中和,这样就会很快出现绿锈,这种绿锈主要是二价铁。刚入槽时,经滚动摩擦就会进入镀液;二是滚镀件往往带有铁屑,铁屑体积较小,容易通过孔眼和滚桶口掉入镀槽中;三是滚桶不紧密,使镀件漏入到槽底,有时滚桶盖脱落,整桶镀件掉落进去。最好在每天下班后,用吸铁石将镀件和铁屑吸出。
一旦二价铁多了,可加3%的双氧水(0.2-0.5ml/L)去除。加时,双氧水要用水稀释5倍以上,一次不能加入过多,如果一次加入2ml/L时,镀层就失去光泽,这时再补加光亮剂也不能使其光亮,需要适量加活性炭将氧化了的有机杂质吸附并去除。
除二价铁外,镀液中的锌离子低,主光剂过多、槽液温度低及电流密度大等因素也有一定的关系。
对设备而言,最好镀平面产品用专用滚桶和专用滚桶机。这种滚桶的孔眼直径大(平面件不会从孔中漏出来),或者滚桶内壁用较大的钻头制成退拔(锥度),也可以在两孔之间焊上一根塑料焊条,使平面零件不会紧贴在滚桶上,专用滚桶机的转速也可适当加快,达9转/分钟。
十、氯化钾镀锌镀液如何维护?
槽液的日常正确维护是非常重要的,它是电镀质量的保证。氯化钾镀锌溶液很稳定,比较容易维护,注意以下几点,一般槽液不易出故障:
1.光亮剂要勤加少加,滚镀锌时最好每缸加,在起缸前15分钟添加。挂镀槽消耗量少,可每隔2小时左右加一次;
2.调PH值一定要用稀盐酸,PH值可控制高些较好;
3.防止铜棒、阳极铜挂钩掉入镀槽,掉入后要及时捞出来,阳极铜钩不能进入镀液中,铜棒和铜钩上的铜绿也要经常清除,防止铜绿掉入镀槽中。滚镀的阳极棒要用阳极罩罩起来,以避免滚桶起出来和运行过程中镀液落到铜棒和铜钩上。阳极罩可用玻璃钢做,连导电铜元宝一起罩起来。挂镀槽靠近操作边的阳极铜棒也要用阳极罩罩起来;
4.每天下班后要用吸铁石将掉入槽底的镀件和铁屑吸出来;
5.氯化钾和硼酸可根据分析,每半月加一次,加时一定要用热水溶解好,切忌固体状态加入;
6.滚镀槽每半年用双氧水、活性炭大处理一次,挂镀槽每年大处理一次。处理时加30%双氧水2-3ml/L,用水稀释3倍后加入,边加入边搅拌,用2%NaOH调整PH值到6.2以上,再加入活性炭3-5g/L,将镀液升温到65℃以上,搅拌2小时,静止24小时后过滤、倒槽。
对于氯化钾镀锌,一般按以上几点来维护,槽液基本达到稳定。
来源:三孚新材料
【导读】
氯化钾镀锌由于不含络合剂、废水处理简单、对设备腐蚀性小、电流效率高、镀层整平性和光亮性好等优点近几年来得到广泛使用。虽然该工艺已经得到广泛应用,但是在推广过程中还是会出现一些问题,为了便于技术人员尽快熟悉该工艺的应用,在此笔者结合从试验和现场遇到的一些经历和认识以问答形式写出本文,仅供参考。
一、氯化钾镀锌有哪些优缺点?
镀锌分为氯化钾镀锌、氰化物镀锌、氯化铵镀锌及锌酸盐镀锌等。
任何镀种的优缺点都是相比较而言的,相对于氰化镀锌和氯化铵镀锌来讲,氯化钾镀锌最大的优点是废水处理简单,因为它不含络合剂,这一点与锌酸盐镀锌相当。
相对于氰化物镀锌和锌酸盐镀锌,氯化钾镀锌电流效率要高很多(氯化钾镀锌的电流效率为98%左右,氰化物镀锌的电流效率为70%左右,无氰碱性镀锌的电流效率为80%左右)。再加上其电阻小,电压低,因此,其节约电能可达50%左右。但相对于氯化铵镀锌要差一些,因为氯化铵的导电性比氯化钾要好;
相对于氯化铵镀锌,氯化钾镀锌对设备的腐蚀性大大降低,阳极铜棒和铜钩表面铜绿减少,对钢铁的腐蚀性能要减轻,这是由于支持电解质氯化钾比氯化铵分解较少的缘故。
就分散能力和深镀能力,氯化钾镀锌仅次于氰化镀锌,大致与氯化铵和碱性无氰镀锌相仿。
总之,氯化钾镀锌的优点较多,其综合性能好,是值得大力推广的一种镀锌工艺。
二、配制槽液要注意哪些问题?
氯化钾镀液配制较为简单,共四种:氯化钾、氯化锌、硼酸和光亮剂。其中氯化钾是支持电解质,起导电和防止阳极钝化的作用;氯化锌是锌离子的供应体;硼酸是PH值缓冲剂;光亮剂使镀层结晶细致,并产生光亮作用。
配制氯化钾镀锌溶液并不复杂,关键是质量的纯度。硼酸问题不大,目前使用最多的是美国生产(车马牌)的硼酸。氯化钾和氯化锌往往因产地而异,市面上售卖的氯化钾规格较多,约旦和以色列生产的最好(中化集团销售),国内的氯化钾厂家相对来说,其氯化钾的含量较低,在实际生产中,建议厂家使用好一点的氯化钾。
市售电镀级氯化锌一般是锌粒和盐酸的反应得到的,盐酸一般是用工业盐酸,工业盐酸含有少量铁杂质,对镀液不会造成较大危害,关键是锌粒的质量。如用Zn-0号锌粒和Zn-1号锌粒,则质量没有问题;Zn-2锌粒质量则较差,因这种锌粒所含的铜和铅杂质已超过镀液杂质的容许浓度。遇到这种氯化锌,在配好槽后,就必须用锌粉处理,锌粉的用量1-2g/L,先将锌粉放在塑料桶中,用水调成浆糊状,每公斤锌粉再加3%盐酸(约100ml),边加入边搅拌使其溶化,然后将处理过的锌粉在搅拌条件下慢慢加入镀槽,搅拌1小时后,静止1小时后过滤、电解。目前市面上好的氯化锌是天津生产的电镀级氯化锌。
硼酸在冷水中的溶解度很低,最好是用80℃以上的热水溶解后加入镀槽中。最后加入光亮剂,光亮剂分为主光剂和柔软剂。新配槽时,主光剂一般是1-2ml/L,柔软剂是25-30ml/L。如果是热天配,取上限配槽,如果是冷天配,取下限配槽。
三、氯化钾浓度控制多少为好?
氯化钾的浓度一般控制在180-240g/L,以200-230g/L最好。氯化钾浓度高些,镀液导电性好,电阻小,电压低,节约用电,深镀能力也好,阳极锌板不容易钝化。一般来讲,超过240g/L的氯化钾,对导电性无多大改变。氯化钾浓度低,导电性差,电阻大,电压升高,阳极也容易钝化,分散能力和深镀能力也表较差。
对于某些性能较差的氯化钾镀锌光亮剂只能采用浓度低的氯化钾配方。因为浓度较高时,这些光亮剂的浊点很低,镀液浑浊,载体光亮剂盐析和主光亮剂析出。
四、氯化锌的浓度控制多少为好?
氯化锌的浓度一般在40-70g/L范围内变动,依据所镀工件采用不同的浓度。原则上是挂镀的可以比滚镀的含量高一些;温度低时比温度高时含量要高点;挂镀没有阴极移动比有阴极移动要控制得高;挂镀没有打气比有打气要高一些。
氯化锌含量高,电流效率高,分散能力和深镀能力则较差。对有阴极移动而言,挂镀槽的氯化锌含量在50-60g/L为好;如果没有阴极移动装置,则应控制在60-70g/L。热天镀液温度高时用下限,冷天镀液温度低时用上限。滚镀锌的氯化锌含量控制在35-50g/L为好,热天用下限,冷天用上限。
五、硼酸浓度控制到多少为好?
氯化钾镀锌溶液中,硼酸是PH值得缓冲剂。由于硼酸溶解度较低,含量高了在槽液温度低时要结晶析出,因此一般控制在30g/L左右,一般含量控制在25-35g/L。
六、氯化钾镀锌光亮剂是否浊点越高越好?
不是。浊点是一项重要指标,但不是唯一的指标。氯化钾镀锌光亮剂的配制也要有君臣佐使的配合,即一类基础光亮剂、二类主光剂、还有低电流密度区增光剂、高电流密度区防烧焦剂以及少量杂质掩散剂等。
实践表明,无浊点的氯化钾镀锌光亮剂,其整平性和均镀能力都较差,得不到镜面光亮镀层(在白钝出光后)。经试验,在氯化钾200g/L的镀液中,浊点在65±5℃是最合适的。这既能满足热天高温条件下的镀层光亮度需求,又能达到良好的整平均镀能力。超过70℃以上的浊点就没有必要了。
七、氯化钾镀锌溶液的PH值控制在什么范围为好?
氯化钾镀锌溶液的PH值以控制在5.8±0.2为适合。PH值过高,电流密度变窄,高电流密度处(如边缘和光角处)容易烧焦;PH值过低时,阳极溶解较快,镀液中锌离子会增高,同时镀液中铁杂质不会沉淀,导致铁杂质越积越多,这就使滚镀时很容易出现滚桶眼子印。PH值控制高一点有利,铁杂质容易沉淀,通过过滤容易去除。
一般情况下,镀液PH值得调整是用5%左右浓度的盐酸来调整。调整PH值时,不能用浓盐酸,因为浓盐酸加入后,在加入处局部PH值过低,这时就会有载体光亮剂析出,即使用5%盐酸调整PH值时,也要在搅拌条件下缓慢加入。
八、氯化钾滚镀锌滚桶的转速多少为好,挂镀是否需要阴极移动,可用空气搅拌吗?
氯化钾镀锌滚桶的转速与其他镀锌溶液的转速相仿,一般为5-6转/分为宜,滚桶转速太快,镀层容易磨损,尤其是螺纹件的牙尖部分,转速太慢,镀件上容易出现滚桶眼子印,电流密度也开不大。
挂镀最好有阴极移动装置,一般1分钟往复12次,往程100-150毫米。阴极移动后,容许的电流密度可提高,镀层边角处不易烧焦,镀层结晶细致均匀;没有阴极移动装置时,除镀层边角处容易烧焦外,还容易产生黑色条纹(气流带)和镀层易粗糙。
氯化钾镀锌可以使用空气搅拌。其好处与阴极移动一样,还能通过空气搅拌使镀液流动性大,镀液中的杂质能快速被过滤和去除。
九、滚镀氯化钾镀锌容易出现滚桶眼子印,在镀平面产品更甚,用什么办法解决为好?
滚桶眼子印在钾盐镀锌中经常发生尤其是镀平面产品,如垫圈、铁皮时更明显。滚桶眼子印其实就是镀层烧焦处。平面产品紧贴在滚桶壁上,电力线通过孔眼扩散到内层的镀件上,集中于这一点,造成该点电流密度大,导致镀层局部烧焦。滚镀时,平均电流密度虽然较小,只有0.5-0.8A/dm2,但大都集中在滚桶壁周围(尤其是靠阳极两侧的周围),越到内层,电流密度就越小,直到为零。
要解决这一问题,需要从镀液和设备双管齐下,才能取得较好的效果。
镀液中二价铁的影响最大,超过0.8g/L,就会明显出现滚桶眼子印,三价铁影响不大。镀液中的二价铁是很容易产生的,一是镀件酸洗后,未清洗干净或未经过碱中和,这样就会很快出现绿锈,这种绿锈主要是二价铁。刚入槽时,经滚动摩擦就会进入镀液;二是滚镀件往往带有铁屑,铁屑体积较小,容易通过孔眼和滚桶口掉入镀槽中;三是滚桶不紧密,使镀件漏入到槽底,有时滚桶盖脱落,整桶镀件掉落进去。最好在每天下班后,用吸铁石将镀件和铁屑吸出。
一旦二价铁多了,可加3%的双氧水(0.2-0.5ml/L)去除。加时,双氧水要用水稀释5倍以上,一次不能加入过多,如果一次加入2ml/L时,镀层就失去光泽,这时再补加光亮剂也不能使其光亮,需要适量加活性炭将氧化了的有机杂质吸附并去除。
除二价铁外,镀液中的锌离子低,主光剂过多、槽液温度低及电流密度大等因素也有一定的关系。
对设备而言,最好镀平面产品用专用滚桶和专用滚桶机。这种滚桶的孔眼直径大(平面件不会从孔中漏出来),或者滚桶内壁用较大的钻头制成退拔(锥度),也可以在两孔之间焊上一根塑料焊条,使平面零件不会紧贴在滚桶上,专用滚桶机的转速也可适当加快,达9转/分钟。
十、氯化钾镀锌镀液如何维护?
槽液的日常正确维护是非常重要的,它是电镀质量的保证。氯化钾镀锌溶液很稳定,比较容易维护,注意以下几点,一般槽液不易出故障:
1.光亮剂要勤加少加,滚镀锌时最好每缸加,在起缸前15分钟添加。挂镀槽消耗量少,可每隔2小时左右加一次;
2.调PH值一定要用稀盐酸,PH值可控制高些较好;
3.防止铜棒、阳极铜挂钩掉入镀槽,掉入后要及时捞出来,阳极铜钩不能进入镀液中,铜棒和铜钩上的铜绿也要经常清除,防止铜绿掉入镀槽中。滚镀的阳极棒要用阳极罩罩起来,以避免滚桶起出来和运行过程中镀液落到铜棒和铜钩上。阳极罩可用玻璃钢做,连导电铜元宝一起罩起来。挂镀槽靠近操作边的阳极铜棒也要用阳极罩罩起来;
4.每天下班后要用吸铁石将掉入槽底的镀件和铁屑吸出来;
5.氯化钾和硼酸可根据分析,每半月加一次,加时一定要用热水溶解好,切忌固体状态加入;
6.滚镀槽每半年用双氧水、活性炭大处理一次,挂镀槽每年大处理一次。处理时加30%双氧水2-3ml/L,用水稀释3倍后加入,边加入边搅拌,用2%NaOH调整PH值到6.2以上,再加入活性炭3-5g/L,将镀液升温到65℃以上,搅拌2小时,静止24小时后过滤、倒槽。
对于氯化钾镀锌,一般按以上几点来维护,槽液基本达到稳定。
来源:三孚新材料