電鍍鋅如何用于黑色金屬鑄件

　　通常所講黑色金屬鑄件，一般分為鑄鋼件和鑄鐵件，這里僅討論鑄鋼件的電鍍鋅，鑄造碳鋼具有較高的強(qiáng)度和較好的塑性，鑄造性能和焊接性能良好，可切削性差，可用作軋鋼機(jī)機(jī)架、軸承座、連桿、箱體、曲拐及缸體等。由于鑄鋼件具有優(yōu)良的機(jī)械加工性能，能壓鑄成幾何形狀復(fù)雜的工件，而且價(jià)格便宜，所以在機(jī)械制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。同時(shí)，氯離子含有一定的水合能，易被吸附在金屬表面的孔隙、裂縫排擠并取代氯化層中的氧，把不溶性的氧化物變成可溶性的氯化物，使鈍化態(tài)表面變成活潑表面。鑄鋼件通常需要進(jìn)行鍍鋅處理，在電鍍過(guò)程中，氫易于析出，造成嚴(yán)重析氫，不利于金屬離子在工件表面沉積，鍍層容易脫皮、需專(zhuān)門(mén)的前處理工序。

　　1．鑄鋼件基材成分及前處理

　　鑄鋼件為ZG270-500鑄鋼件，其成分(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))為:0．40%C、0．50%Si、0．90%Mn、0．04%P與S、98．16?。

　　鑄鋼件首先進(jìn)行防滲出預(yù)處理，然后進(jìn)行除油：5?8除油王，θ為50～55℃，t為5-10min化學(xué)除油處理及陽(yáng)極電解除油，酸洗除銹：鹽1酸15%，多功能酸洗添加劑1.5%，室溫，t為1～2min,預(yù)浸后不水洗直接鍍鋅。

　　鉀鹽鍍鋅溶液配方如下：

　　KCl  240g/L  ZnCl2  50g/L  硼酸  30g/L　LAN―919  18ml/L  室溫 PH  5.6～5.8  Jκ1.0A/dm2

　　電鍍20～30min，鑄鋼件表面形成均勻的鋅鍍層。電鍍后處理：出光―R·G135三價(jià)鉻藍(lán)白鈍。

　　堿性鋅溶液配方如下：

　　燒1堿  140g/L  氧化鋅  120g/L  RG―2005開(kāi)缸劑  10ml/L  RG―2005光亮劑  2ml/L  室溫  Jκ  1.5A/dm2  電鍍30min，鑄鋼件表面形成均勻的鋅鍍層。電鍍后處理：出光―R·G165三價(jià)鉻彩鈍。

　　2.電鍍層質(zhì)量測(cè)試

　　1)附著力。按照GB/T5270-2005金屬基體上的金屬覆蓋層電沉積和化學(xué)沉積層附著強(qiáng)度試驗(yàn)方法評(píng)述標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)鍍鋅層附著強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn);

　　2)厚度與致密度。JSM-6360LV掃描電子顯微鏡檢測(cè);

　　3)外觀。按照GB/T9799-1997金屬覆蓋層鋼鐵上的鋅電鍍層標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)鋅鍍層的外觀與厚度進(jìn)行檢測(cè);

　　4)鍍層成分分析。⑥用于收音機(jī)、電視機(jī)制造中釬焊并防止鋼與鋁間的原電池腐蝕的錫-鋅鍍層。電鍍層化學(xué)成分分析表明;沿著基體金屬向鍍層方向，鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在遞增，鐵在遞減，這是由于電鍍過(guò)程起始階段，基體金屬上的鐵原子與鋅形成合金，隨著電鍍進(jìn)程的深入，鍍層主要以鋅與高分子配合物形成高分子配合物為主，基體金屬被鋅層所覆蓋，因而距離基體金屬較遠(yuǎn)處的鍍層，主要是鋅，這也加強(qiáng)了基體的防腐性能。

　　3．鍍層致密度檢測(cè)

電鍍層在放大5000倍時(shí)的表面形貌，電鍍層致密度良好，確保了鍍層附著力與NSS試驗(yàn)的良好防腐性能。

　　4．鍍鋅層的厚度檢測(cè)

采用SEM測(cè)量的鍍鋅層厚度。測(cè)量鍍鋅層不同部位的δ為8～10μm，達(dá)到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，而且厚度均勻。

　　5．耐腐蝕性試驗(yàn)。

電鍍添加劑的作用機(jī)理和控制機(jī)理

      電鍍添加劑包括無(wú)機(jī)添加劑(如鍍銅用的鎘鹽)和有機(jī)添加劑(如鍍鎳用的香豆素等)兩大類(lèi)。按功能分類(lèi)，電鍍添加劑可分為光亮劑、整平劑、應(yīng)力消除劑和潤(rùn)濕劑等。3)銅鹽加速醋酸鹽霧試驗(yàn)（CASS試驗(yàn)）是國(guó)外新近發(fā)展起來(lái)的一種快速鹽霧腐蝕試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度為50℃，鹽溶液中加入少量銅鹽—氯化銅，強(qiáng)烈誘發(fā)腐蝕。不同功能的添加劑一般具有不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和作用機(jī)理，但多功能的添加劑也較常見(jiàn)，例如糖精既可作為鍍鎳光亮劑，又是常用的應(yīng)力消除劑;并且不同功能的添加劑也有可能遵循同一作用機(jī)理。

電鍍添加劑的作用機(jī)理

金屬的電沉積過(guò)程是分步進(jìn)行的:首先是電活性物質(zhì)粒子遷移至陰極附近的外赫姆霍茲層，進(jìn)行電吸附，然后，陰極電荷傳遞至電極上吸附的部分去溶劑化離子或簡(jiǎn)單離子，形成吸附原子，后，吸附原子在電極表面上遷移，直到并入晶格。

非擴(kuò)散控制機(jī)理

根據(jù)電鍍中占統(tǒng)治地位的非擴(kuò)散因素，可將添加劑的非擴(kuò)散控制機(jī)理分為電吸附機(jī)理、絡(luò)合物生成機(jī)理(包括離子橋機(jī)理)、離子對(duì)機(jī)理、改變赫姆霍茲電位機(jī)理、改變電極表面張力機(jī)理等多種。

擴(kuò)散控制機(jī)理

在大多數(shù)情況下，添加劑向陰極的擴(kuò)散(而不是金屬離子的擴(kuò)散)決定著金屬的電沉積速率。這是因?yàn)榻饘匐x子的濃度一般為添加劑濃度的100～105倍，對(duì)金屬離子而言，電極反應(yīng)的電流密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其極限電流密度。寧波電鍍鍍銀層很容易拋光，有很強(qiáng)的反光本領(lǐng)和良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電、焊接性能。寧波電鍍廠控制添加劑擴(kuò)散，大多數(shù)添加劑粒子擴(kuò)散并吸附在電極表面張力較大的凸突處及特殊的晶面上，致使電極表面吸附原子遷移到電極表面凹陷處并進(jìn)入晶格，從而起到整平光亮作用。

電鍍的防腐蝕作用

     腐蝕是自然界中所有物體都要面對(duì)的消損破壞現(xiàn)象，不僅消耗資源、污染環(huán)境，甚至危及人類(lèi)的安全和健康。而發(fā)生腐蝕普遍、嚴(yán)重的是金屬材料制品，特別是大量使用的鋼鐵材料的制品。當(dāng)然不只是金屬會(huì)發(fā)生腐蝕，動(dòng)值物、無(wú)饑物包括人們認(rèn)為異常堅(jiān)硬的山石，也會(huì)發(fā)生腐蝕。電鍍液有酸性的、堿性的和加有鉻合劑的酸性及中性溶液，無(wú)論采用何種鍍覆方式，與待鍍制品和鍍液接觸的鍍槽、吊掛具等應(yīng)具有一定程度的通用性。對(duì)于這類(lèi)材料的腐蝕，通常用侵蝕一詞。而對(duì)于有機(jī)物則多用腐1敗一詞。

     所謂腐蝕，通俗地說(shuō)是物質(zhì)氧化的過(guò)程，嚴(yán)格地說(shuō)是構(gòu)成物質(zhì)的分子或原子失去電子的過(guò)程，是物質(zhì)從高能狀態(tài)向低能狀態(tài)變化的過(guò)程，就像水往低處流一樣，是一個(gè)自發(fā)的過(guò)程。只要環(huán)境中有導(dǎo)致物質(zhì)特別是金屬物質(zhì)氧化的條件，如潮濕（離子移動(dòng)的環(huán)境）、鹽類(lèi)微粒（電解質(zhì)）、物質(zhì)界面（電子交換的場(chǎng)所），腐蝕就會(huì)發(fā)生。電鍍?nèi)藳](méi)有祈求人們?nèi)殡婂兏桧炟暙I(xiàn)，但也不希望人們只懂得利用它的好處而又盲目宣傳它的不足，宣泄自己自私的不滿(mǎn)。而現(xiàn)在這樣的環(huán)境到處可見(jiàn)，因此腐蝕隨時(shí)都在發(fā)生。

     由于腐蝕具有普遍性、隱蔽性、漸進(jìn)性的特點(diǎn)，雖然可以控制，但是卻難以根1除，加上腐蝕控制效益的滯后性、問(wèn)接性，使得大多數(shù)人對(duì)其視而不見(jiàn)，不以為然。

     電鍍，正是金屬防腐蝕的一種常用的和重要的手段。例如，曾經(jīng)有人統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)解放牌汽車(chē)上各種零件鍍鋅的面積達(dá)10m2，像高壓線(xiàn)塔、高速公路護(hù)欄、各種日用鋼制品，都要用到電鍍技術(shù)。

     我們常用的螺釘，也就是人們所說(shuō)的緊固件，如果沒(méi)有電鍍層的保護(hù)，不僅很快會(huì)生銹，而且會(huì)影響到被聯(lián)接件的使用壽命與安全。生銹的緊固件也難以裝拆，因此，絕大多數(shù)的緊固件是電鍍過(guò)的。由于銀原子容易擴(kuò)散和沿質(zhì)料外貌滑移，在潮濕大氣中易孕育產(chǎn)生“銀須”造成短路，故銀鍍層不宜在印刷電路板中利用。緊固件主要采用的是鍍鋅，也有因特別需要而鍍鎳或發(fā)黑的，這些電鍍后的緊固件有效地延長(zhǎng)了使用壽命。

     同時(shí)，我們還可以看到，電鍍技術(shù)不只是用于材料的防腐蝕和金屬產(chǎn)品的外觀裝飾，而且還有許多其他的功能，已成為現(xiàn)代制造業(yè)不可或缺的重要加工技術(shù)。

電鍍加工方式

    電鍍分為掛鍍、滾鍍、連續(xù)鍍和刷鍍等方式，主要與待鍍件的尺寸和批量有關(guān)。掛鍍適用于一般尺寸的制品，如汽車(chē)的保險(xiǎn)杠，自行車(chē)的車(chē)把等。滾鍍適用于小件，緊固件、墊圈、銷(xiāo)子等。②用于耐磨的中、高速柴油機(jī)活塞環(huán)上的硬鉻鍍層，這種鍍層也可用在塑料模具上，具有不粘模具和使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。連續(xù)鍍適用于成批生產(chǎn)的線(xiàn)材和帶材。刷鍍適用于局部鍍或修復(fù)。電鍍液有酸性的、堿性的和加有鉻合劑的酸性及中性溶液，無(wú)論采用何種鍍覆方式，與待鍍制品和鍍液接觸的鍍槽、吊掛具等應(yīng)具有一定程度的通用性。

     電鍍鎳廣泛應(yīng)用于各種環(huán)境下工作的機(jī)械零件，如采油機(jī)械、車(chē)輛船舶另件、室外作業(yè)及海洋作業(yè)設(shè)備及醫(yī)1療化工配件等。在添加劑擴(kuò)散控制情況下,大多數(shù)添加劑粒子擴(kuò)散并吸附在電極表面張力較大的凸突處及特殊的晶面上,致使電極表面吸附原子遷移到電極表面凹陷處并進(jìn)入晶格,從而起到整平光亮作用。本公司具備較強(qiáng)的生產(chǎn)實(shí)力，可承接大批量化學(xué)鍍鎳加工業(yè)務(wù)，其性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并可為高標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品單獨(dú)調(diào)整工藝進(jìn)行生產(chǎn)以滿(mǎn)足客戶(hù)的特殊需求。