新聞專區
產品中心
電鍍後處理有多重要,你(nǐ)明白嗎?
一、序
電(diàn)鍍後處理和鍍前處(chù)理在生產中占有極其重(chóng)要的地位(wèi),許多采用表麵電鍍(dù)技術製造出的產(chǎn)品,出(chū)現不良決大多數都是因為前處(chù)理和(hé)鍍後(hòu)處理不當造成的,有關前處理的知識(shí)大家(jiā)從各種渠道都(dōu)有所了解,但對鍍後處理還(hái)沒(méi)有文章進行過係統的論述(shù),今(jīn)天(tiān)我們平台就與大家探討(tǎo)一下電鍍後處理。
由於(yú)各種鍍層的性能及用途不同,鍍後處理的目的和方法有較大的差別(bié),但(dàn)是鍍件經過鍍後處理以後,應該達(dá)到以下幾點的要求,才能保(bǎo)證鍍後處理工程的質量(liàng)。
①經過鍍後處理的(de)鍍層表麵不應有鍍液遺留,不汙(wū)染鍍層,使鍍(dù)層呈現其金屬本色。
②對於裝飾性鍍層,經鍍後處理(lǐ)後要(yào)保持原(yuán)來的光澤與色彩,並且要(yào)能維持(chí)永久不脫色、變色,以滿足用戶的(de)觀(guān)賞需(xū)要。
③對於防護性鍍(dù)層既要滿足防護(hù)性能的要求,也要保持(chí)其金(jīn)屬光(guāng)澤,即在保護(hù)其外觀的情況下,要能達到鹽霧試驗、濕(shī)熱試驗及日照試驗等的要求。
④對於要求有良好導電性能並用於電(diàn)器設(shè)備的鍍層應符合(hé)產品對接觸電阻的技術要求,並且還要具有(yǒu)良好的抗色變能力。
⑤對於焊接鍍層(如(rú)鉛—錫合金、鋅—錫合金等)要保證鍍(dù)層表麵不受氧化,並滿足產品(pǐn)的可焊(hàn)性要求。
⑥對於以高強度鋼為(wéi)基體材料的鍍件或對(duì)滲氫敏感的鍍層,鍍後應進行除氫處理,防止氫脆出現。
其(qí)實,鍍後處理的主要目是(shì)為了提高鍍層的耐腐蝕性能;保持鍍層原有的特(tè)性不變化。其中最主(zhǔ)要的鍍後處理方式是除氫處(chù)理和鈍化保護處理。為了提高鍍層的抗腐蝕與耐鹽霧性能,一般都要(yào)同(tóng)時進行除氫和鈍(dùn)化處理,有些還需要塗有機膜(光(guāng)油,電泳(yǒng)柒),如(rú)鍍鋅(xīn)件目前一般要經過除氫和化學鈍化處理,仿金電鍍要經過(guò)化學鈍化和塗有機膜處理等。
二、電鍍後處理的種類
1.除(chú)氫處(chù)理
除氫對於(yú)電(diàn)鍍產品是非常重(chóng)要的,因為(wéi)在電鍍體係中(zhōng),被鍍金屬離子在(zài)陰極上得到電子,氫離子(zǐ)也同(tóng)樣會得到電子,生成原子態的氫,滲透到金屬鍍層內部,使鍍層產生疏鬆(sōng),當放置一段時間後(hòu),原子態的氫會結合生成(chéng)氫氣而體積膨脹,這樣就導致鍍層產生針孔、鼓(gǔ)泡(pào)甚至脫落等不良缺陷,如果滲(shèn)透到基體還會導致整(zhěng)個構件的氫脆現象(xiàng),特別是對於(yú)高強度鋼,一旦滲(shèn)氫容易導致構件的脆斷。
因此,電鍍(dù)後要在一定的溫度下熱處(chù)理數小時,以驅除滲透到鍍層下麵或者基體金屬中的氫。
相對於鈍化保護(hù)處(chù)理來說,除氫(qīng)處理的方(fāng)法比較(jiào)單(dān)一(yī)和簡單,一般都是采用熱處理的方式把原(yuán)子態的(de)氫驅逐(zhú)出來(lái),對於常用的鍍鋅(xīn)構件(jiàn),一般是在帶循環送風的(de)烘箱中,220℃恒溫條件下保溫2小時,這個工序一般是在鈍(dùn)化之前,這樣不會造成由於驅(qū)氫而導致鈍化層的破裂。
不鏽鋼化學鍍鎳後經過400℃,1.5h的熱處理,可以顯著提高其硬(yìng)度,降低脆性。Fe-Mn合金鍍層經過100℃、150℃、200℃,1.5h的除氫處理後,拉伸結合強度分(fèn)別提高了49.5%、75.5%和121.8%,可見(jiàn),除氫處理對於提高鍍層的性能具有重要作用。
1、1一般(bān)除氫方法
(1)將需除氫的鍍件放在烘箱內(最好(hǎo)放在真空爐內),或(huò)在熱油中(適用於鍍硬鉻件),在200~250℃下處理3H以上。
(2)熱油中(zhōng)除氫能獲得(dé)與在烘箱中除氫具(jù)有同(tóng)樣的效果,由於其受熱均勻,對鍍層還(hái)具有填充孔隙的作用,有利於(yú)提高鍍層的防(fáng)護功能,對設備要求也簡單。
1、2根據工件要求提出除氫方法
比如鍍硬鉻,在鍍硬鉻時由於電流效率過低,隻有13%~18%,大部分電流消耗在氫的析出上,氫容易擴散到鍍層和基體金(jīn)屬的晶格中,滲氫較為嚴重,從(cóng)而引起疲勞強度的降低,影響動、靜(jìng)負載強度,故在(zài)設(shè)計中應提出鍍(dù)鉻後除氫處理的要求。經除氫處理之後可去除滲入鍍(dù)層和(hé)基(jī)體中60%~70%的氫,從而大大減輕了脆性而不會(huì)降低其硬度。
1、3熱(rè)油代替在烘箱內除氫
鍍鉻的電流效率很低,因而鍍(dù)層孔隙率較高,且鍍層極易鈍化,同時由於鋼鐵件表麵的鉻層優勢陰極性鍍層,當鍍層厚度較薄時(shí)極易引起鏽蝕。為改善這一缺陷環節,可(kě)采(cǎi)取熱油除氫代替在同樣工藝條件下的烘箱中除氫工(gōng)藝。實踐證明,該工藝方(fāng)法(fǎ)既可保持工件各部分(fèn)的溫度均勻,達到完整(zhěng)的除氫效果,又可有效想鉻層的孔隙、裂縫中填充油脂,從而提(tí)高了鉻層的防護能力。
1、4除氫溫度不能太高
比如,鍍鋅後,除氫是采用(yòng)加熱的方法將氫從金屬中趕走的。除氫的功效與除氫的溫度、保溫時間的長短有關。除氫的(de)溫度越高,時間越長,除氫就越徹底。但不(bú)能超過250攝氏度(dù)。因為在這個溫度下鍍(dù)鋅層的結(jié)晶組(zǔ)織會變形、發脆、抗(kàng)蝕性能下降(jiàng)。
1.5除氫時還應(yīng)注意以下幾點:
(1)工件的使用安全係(xì)數。安全重要性大的工件(jiàn),應適當延長除氫時間。
(2)工件的幾何形狀和截麵積。帶(dài)有容易產生應力集中的缺口(kǒu)、小角度等細小、較薄的工件應加強除氫(qīng)。
(3)工件的滲氫程(chéng)度(dù)。在表麵處理中產生氫多、處理時間長的零件,應加強除
(4)工件使用(yòng)中的(de)受力(lì)性(xìng)質。當(dāng)零(líng)件受到高(gāo)的張應力作(zuò)用時應加強除氫,隻受壓應力時不會(huì)產生氫脆。
(5)除氫前必須保持鍍層表(biǎo)麵清潔,除氫應在鈍化前處理,以保證除氫效果和(hé)鈍化層的質量。
(6)除氫應保證時間連續,不可中間停止。盡可能等烘(hōng)箱降至(zhì)室溫(wēn)時,再開烘箱取出零件。
(7)零(líng)件件電鍍後盡量不(bú)要返工。如不得已要電鍍,可用堿性溶(róng)液退掉鍍層,並在電鍍(dù)後延長除氫時間。
(8)除氫處理應在(zài)電鍍後3小時內進行(háng)。
通過上麵的介紹可見,除氫處理通常是選擇一個最佳的溫度區間(jiān)(一般(bān)是(shì)在200~300℃之間)和時(shí)間(一般是2~3h)進(jìn)行熱處理,但(dàn)是針對不同的鍍層稍有差異,而且不(bú)同的處理溫(wēn)度和處理時間對鍍層(céng)的性能也有一定的影響(xiǎng)。因(yīn)此,除氫工藝要保證:能有效的驅除滲透到(dào)鍍層或者金屬基(jī)體的(de)原子態的氫,又不會導致鍍層破裂。
2.鈍化保護處理
鈍化處理是指在一定的溶液中進行(háng)化學或電化學處(chù)理,在鍍層上形成一層堅實致密的、穩定性高的薄膜的表麵處理方法,鈍化使鍍(dù)層(céng)的(de)耐腐(fǔ)蝕性能進一步的(de)提(tí)高並增加表麵光(guāng)澤和抗汙染的能力。
鈍化處(chù)理按照鈍化(huà)膜的化學成分可分為無機(jī)鹽鈍化和有機類鈍化兩類;根據鈍化膜組成成分對人體的危害性可分為鉻酸鈍化和無鉻鈍化。鉻酸鈍化是無機鹽(yán)鈍化的一個分支,目前國內外研究較多的無鉻鈍化有:鉬酸鹽溶液(yè)、鎢酸鹽溶液、矽酸鹽溶液、鈦鹽鈍化、含鋯溶液、含鈷溶液、稀(xī)土(tǔ)金屬鹽溶液、三價鉻(gè)溶液、磷酸鹽鈍化(磷化處(chù)理)等無機鹽鈍化和有機類鈍化等。
2.1無(wú)機鹽鈍化保護處理
無機鹽鈍(dùn)化處(chù)理研究比較成熟和應用較早的是(shì)鉻酸鹽鈍化,在含鉻鈍化膜中,Cr3+起(qǐ)骨骼作用,Cr6+起血肉作用,Cr6+在空氣中具(jù)有良好(hǎo)的(de)自修複功能(néng),因而對鍍層具有(yǒu)很好的保護作用,而且,改(gǎi)變Cr6+和Cr3+的不同(tóng)配比(bǐ),還可以得到不(bú)同色彩的鈍化膜(mó)[3]。
由於這些突出的優點使得鉻酸鈍化(huà)仍然是(shì)目前應用最廣的鈍化工藝。但是由於Cr6+具有相當高的毒性且(qiě)易(yì)致癌,隨著人們環境保護意識的增強,越來越希望尋找可以代替鉻酸鈍化(huà)的新配方和新工藝,樂將科技LJ-27電解(jiě)防變(biàn)色鹽就是應用很成熟的無鉻(gè)替代工藝。
鉬和鉻是同族(zú)元素,因此,它與鉻具有相似的化學性(xìng)質,鉬酸鹽已經廣泛用於鋼鐵以及有色(sè)金屬的緩蝕劑和鈍化劑。鉬酸鹽鈍化處理方法主要有陽極極化處理、陰(yīn)極極化處理和化學浸泡處理。
把鍍鋅件在鉬酸(suān)鹽中進行化學浸泡處理,測(cè)試結果(guǒ)表明鉬酸鹽鈍化比不上鉻酸鹽鈍化,但可以明顯提高鋅層的耐蝕(shí)性。使用鉬酸鹽/磷酸鹽體係處理鍍鋅件,腐蝕(shí)試(shì)驗結果顯示,在中性和堿性環境中,其鈍(dùn)化效果沒有鉻酸鈍化好,但(dàn)是在酸性環境中卻優於鉻酸鈍(dùn)化,室外暴露試驗(yàn)結果相當。
鋅鎳合金(jīn)鍍(dù)層經過鉬酸鹽(yán)鈍(dùn)化處理(lǐ),其耐(nài)腐(fǔ)蝕性能也不如鉻酸鈍化,並(bìng)且不(bú)具有自(zì)修複作用,不(bú)過還是可以明顯提高合(hé)金的耐腐蝕性能。
鎢酸鹽作為(wéi)金屬的緩蝕劑同鉬酸鹽具有相(xiàng)似性,鋅、錫合金的經鎢酸鹽鈍化形成(chéng)的鈍化膜,鹽霧試驗顯示(shì)其(qí)耐腐蝕性能要差於鉻酸。用於鈍化Sn-Zn合金時(shí),其抗鹽霧性能和抗濕熱循環試驗性能比鉻酸鹽和鉬酸鹽都要差。
矽酸鹽鈍化(huà)處理具有價格低廉,無毒、無汙染,化學穩定性好等優點。但是其耐腐蝕(shí)性能比較(jiào)差,在日本的有關實驗室正進(jìn)行著矽酸(suān)鈉為主體的電解液中陽極極(jí)化鍍鋅鋼板形成高耐腐蝕的氧化膜研究,不過,仍處於實驗室研(yán)究階段。
含鋯溶液已經代替鉻(gè)酸鹽用於鋁(lǚ)基表麵(miàn)的預處理,但很少用在鋅基金屬(shǔ)的處理,一般(bān)可以用來作為鍍鋅(xīn)件塗漆的前處(chù)理,而不作為鋅基表麵的後處理[8]。此外,含(hán)鋯溶液還存在成本較貴問題。
含鈷溶液一般應用較多還是鋁及鋁合金(jīn)表麵的鈍化處理,對於鋅基金屬表麵的研究不多。稀土金屬如含有鈰、鑭等的鹽類是鋁合金在含氯溶液中有效的緩蝕劑,研究表明鈰的氧化物和氫氧化物能對鍍鋅層起到很好的(de)保護作用。
對於三價鉻溶液,雖然其毒性隻有(yǒu)六價鉻的1%,對三價鉻的鈍化研究(jiū)也有不少,不過其耐腐(fǔ)蝕性能(néng)還遠遠達不到要求,再者使用三價鉻也沒有從根本上解決鉻的汙染問(wèn)題,因此很難普及。
2.2有機類鈍化保護
有機(jī)類(lèi)鈍化是很有希望代替鉻酸鈍化的一種無鉻鈍(dùn)化工藝(yì)。許多行業(yè)專家對鍍鋅層的有機物無鉻鈍化進行了詳細的報道, 主要提到了二氨基三氮雜茂(BAT4)及其衍生物的鈍化,丙烯酸樹脂(zhī)鈍化、環氧樹脂鈍化(huà)、單寧酸鈍化、植酸鈍化和有機鉬(mù)酸鹽鈍化等。
對鍍鋅層最有希望代替鉻(gè)酸鹽(yán)鈍化的是(shì)一些特別的鋅的有機螯合處理,它(tā)能在鋅表麵(miàn)形成一層不溶性有機(jī)複合物(wù)薄膜,膜內分子以配位形式與基體(tǐ)金屬相結合,形(xíng)成(chéng)屏蔽(bì)層,增強(qiáng)了膜的抗蝕性。研究表麵,BAT4及其衍生物對鋅(xīn)具有較好的抗腐(fǔ)蝕效率。
在美(měi)國行業有專家提到一種金(jīn)屬基表麵鍍鋅處理的(de)鈍化方法(fǎ),其鈍化液中含有烷(wán)基甲基(jī)丙烯酸(suān)酯聚合物(wù),通過實驗(yàn),認為在總體上用這種含有烷基甲基丙烯酸酯聚合(hé)物所配置成的鈍化(huà)液浸鍍Zn或Zn-Al合金後,耐腐蝕性能接近甚至某些方麵超過了鉻酸鹽鈍化,很有發展前途,不過目前國(guó)內還(hái)沒(méi)有見到其使用。
單寧酸是一種多元苯酚的複雜化合物,水解後溶液呈現酸(suān)性,可以用於鍍鋅層的鈍化處理,成膜過程中,單寧酸(suān)提供膜中所需要(yào)的羥基(jī)和羧基,一般來說,濃度(dù)高對成膜(mó)有利,隨膜層變厚,顏色變深,耐蝕性能增強,但是濃度超過40%,雖然膜層顏色加深,但是對耐腐蝕性能(néng)影響不大。不過單寧(níng)酸存在(zài)價格較貴,與規模的生產應用還存在一定距離。
以歐洲鋼鐵企(qǐ)業為(wéi)中心的(de)研究機構正在致力於電解(jiě)聚合法(fǎ)研製有機防鏽膜如有機矽烷、硫醇等來代替鉻酸鹽表麵處理方法,不過,目前僅處於實驗室研究階段。
行業有專家對植酸在金屬防護中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細的敘述,指出,植酸可以在金屬表層形成堅(jiān)固致密的單(dān)分子保護膜,抑製金屬的氧化腐蝕。從而是一種理想的(de)鈍化(huà)液。
2.3有機類與無機鹽混合鈍(dùn)化保(bǎo)護處理(lǐ)
為了進一步的提高無鉻鈍化膜(mó)的耐腐(fǔ)蝕性能,又有專家研究將有機物與無機鹽進行混合對鍍層進行鈍化處理。使用混(hún)合鈍化液(yè)所獲得的鈍化膜(mó)其耐腐蝕性能通常(cháng)要比單一的無機鹽(yán)鈍化或有機物鈍(dùn)化更加優良(liáng)。
單寧酸可以用於鍍鋅件的鈍化處(chù)理,但是如果在鈍化液中加入(rù)金(jīn)屬鹽類,有機或無機緩蝕劑,可(kě)以進一步增強其耐腐蝕性能。
對經過水溶性的丙烯酸樹脂加(jiā)入到鉬酸(suān)鹽和磷酸(suān)鹽中得到的鈍化液處理後的鍍鋅試件的耐腐蝕性(xìng)能進行了(le)測試,認為其抗腐蝕(shí)性能接近(jìn)了(le)鉻酸鈍化。
在歐洲行業有專家發明的一(yī)種新(xīn)型(xíng)的鈍化液,用該專利的鈍化液浸泡鍍Al-Zn合金或Al後可在(zài)鍍層上形成一層由無鉻塗層混合物形成的塗層,這層混合(hé)物包括凍膠凝膠相和分散相,凍膠凝膠是一種有機聚合物,包括水溶性聚合(hé)物(wù)和那些可以溶解在無水溶(róng)劑(jì)中的聚合物,聚合物(wù)一般選擇環氧樹脂,也可以選擇丙烯酸聚合物、聚(jù)亞胺酯等,連續相一般是(shì)無鉻鹽類,一種是稀有金屬酯以及堿和堿土(tǔ)金屬的釩酸鹽,另一種(zhǒng)是堿金屬的硼酸鹽。根據其配置的(de)鈍化液(有機聚合物加入硼酸鈣及亞釩酸鈉)進行試驗並於鉻酸鹽做比較,3000小時的鹽(yán)霧試驗顯示其抗腐蝕性能可(kě)以同鉻酸相匹敵。
無機(jī)鉬酸鹽鈍化(huà)大多數是采用單一的(de)鈍(dùn)化液試劑處理金屬表層,所獲得(dé)的塗(tú)層的耐腐蝕性能相對於鉻酸鈍化還不是很好。采用鉬酸鹽與多種組分複合(hé)配方,借分子間協同緩(huǎn)蝕作用可以提高耐腐蝕效率。
由於有機物能在鋅表麵形成一(yī)層不溶性的複合物薄膜,當加入適(shì)量(liàng)的無機緩蝕劑時有機膜內的分子與無機金屬鹽及金屬基體相結合,構成屏蔽層(céng),使膜比起單獨使用無機物緩蝕劑或有機物所形成的膜層致密的多,從而增強了膜的抗腐蝕性能,由於采用的無機物及加入的各種無機緩蝕劑都(dōu)是無毒的,所以用來代替有毒的鉻酸鹽鈍化是有希望的。
2.4無鉻鈍(dùn)化存在的主要問題(tí)及最新研究
無鉻(gè)鈍化對塗鍍鋼板生(shēng)產廠(chǎng)家的環保有利,但是無(wú)鉻(gè)鈍化處理的工藝設(shè)備投資和生產成本會上升,而且無鉻鈍化工藝對(duì)市場和產品的適應能力差,一般來說,鉻酸鈍化的鋼板的耐腐蝕(shí)性,布耐鹽霧要比無鉻鈍化鋼板的好。對於汽車塗裝來說,使用鉻酸鈍化處理的汽車車身(shēn)鍍鋅鋼板塗裝(zhuāng)時(shí)可以使用無鉛或低鉛油漆,而采用無鉻鈍化處理的汽車(chē)車身鍍鋅鋼板塗裝時必須使用含鉛電泳油漆,即為了保證(zhèng)一定的耐(nài)腐蝕能力,鈍化液和底漆二者之(zhī)間必須有一個是有(yǒu)毒的,由於單位麵積使(shǐ)用的含鉛電泳油漆比鈍化膜要多,而鉻酸鹽(yán)鈍化處理的鍍(dù)鋅板耐腐蝕(shí)性能更加(jiā)好(hǎo),使用技術更加成熟,因此,目前還是被(bèi)更多的用戶青睞。
盡管已經有各種不同的無鉻鈍化工藝,但是還沒有(yǒu)一種無鉻(gè)鈍化工藝能夠完全取代鉻酸(suān)鹽鈍化,雖然有些無鉻鈍化性能已經接近鉻酸鈍化,不過其市場前景,應用(yòng)範(fàn)圍以及環保效果還有待進一步的研(yán)究。隨著人們對環保意識的日益增加,對於使用最(zuì)廣泛(fàn)的鍍鋅行業,有希望代替其鉻酸鈍化的無鉻鈍(dùn)化工藝是鉬酸鹽鈍化和有(yǒu)機類鈍化。
國內對無鉻鈍化的研究報道不是很多,至於其在生產中的應用,由於多種原因仍少見。最近有研究也(yě)是從有機物鈍化角度出發,同時考慮到(dào)無毒以(yǐ)及零排放的目的,提出了一種新的(de)配方(fāng)和工藝(yì),在鍍鋅層表麵上再塗敷一層水溶性高分子乳液,這層乳液幹燥後即形(xíng)成一層(céng)極薄的(de)無色透明膜,膜的(de)厚度大約在微米級,由於無色透明,即防止了鍍鋅層的腐蝕(shí),又保(bǎo)持了原有的外(wài)觀,目前在這方麵的應用國內尚處於空白。
針對這層有(yǒu)機膜進行了耐腐蝕實驗。主(zhǔ)要包括室外暴曬(shài)實(shí)驗、鹽霧(wù)實驗和浸泡鹽水實驗。有機(jī)膜層的耐腐蝕性能已經通過檢(jiǎn)驗,並且超出了預期的結果,耐腐蝕性(xìng)能優良。目前,這(zhè)種乳液已經在一家鋼管廠試用,由於工藝(yì)上還有一些正待解決的問題。仍(réng)在(zài)進(jìn)一步的研究中,但是,由於其用量少、價格低廉(lián)、設備投資少等優點,相信不久可以推廣使用。
三、結語
鍍後處(chù)理的重要性和鍍前處理一樣,如果鍍後處理不恰當,會造成更大(dà)損失,鍍後處理主要(yào)包括除氫處理和鈍(dùn)化保護處理(lǐ),除氫(qīng)為了除去滲透到鍍層甚至產品(pǐn)基體中的氫原子,以防止鍍層、鏽斑鼓泡、針(zhēn)孔(kǒng)、麻點等(děng)缺陷(xiàn)。鈍化處理主要是為了提高鍍層的耐腐蝕性能,目前主要還是采用鉻酸(suān)鹽鈍化,由於(yú)其對環境以及(jí)人體的危害,大(dà)家正(zhèng)在積極尋(xún)求一種價格經濟(jì)、性能優良的替代工藝。
有關無鉻鈍(dùn)化(huà)的配方工藝已經有很多,但是由於從性能、成本以及廢水處理難度等綜合角度考慮,還沒有(yǒu)一種工藝可(kě)以完全替代鉻酸鹽鈍化。
電鍍銠,加熱管鍍銀廠,滾鍍銀,詳情進入官網http://www.dongyueguolu.com

