电镀锌工艺防锈的技术原理工艺方法及注意事项.pptx
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1、电镀锌工艺防锈的技术原理、电镀锌工艺防锈的技术原理、工艺方法及注意事项工艺方法及注意事项2008年年8月月 1 1电镀锌的防腐原理锌的性质:银白色,密度锌的性质:银白色,密度锌的性质:银白色,密度锌的性质:银白色,密度7.17g/cm37.17g/cm3,熔点,熔点,熔点,熔点420420,标准电极电位:,标准电极电位:,标准电极电位:,标准电极电位:-0.76V-0.76V,比铁的标准电,比铁的标准电,比铁的标准电,比铁的标准电极电位极电位极电位极电位-0.44V-0.44V低。当接触到腐蚀性介质时,锌层低。当接触到腐蚀性介质时,锌层低。当接触到腐蚀性介质时,锌层低。当接触到腐蚀性介质时,锌
2、层比铁更容易失去电子,所以镀锌对钢铁基体能够比铁更容易失去电子,所以镀锌对钢铁基体能够比铁更容易失去电子,所以镀锌对钢铁基体能够比铁更容易失去电子,所以镀锌对钢铁基体能够起到电化学保护作用;并且在镀层有空隙或由于起到电化学保护作用;并且在镀层有空隙或由于起到电化学保护作用;并且在镀层有空隙或由于起到电化学保护作用;并且在镀层有空隙或由于损伤露出基体时,锌层也会是阳极受到腐蚀而保损伤露出基体时,锌层也会是阳极受到腐蚀而保损伤露出基体时,锌层也会是阳极受到腐蚀而保损伤露出基体时,锌层也会是阳极受到腐蚀而保护钢铁基体。护钢铁基体。护钢铁基体。护钢铁基体。镀层越厚防腐能力越强。因此不同件不同使用环镀层
3、越厚防腐能力越强。因此不同件不同使用环镀层越厚防腐能力越强。因此不同件不同使用环镀层越厚防腐能力越强。因此不同件不同使用环境选择不同的镀层厚度。境选择不同的镀层厚度。境选择不同的镀层厚度。境选择不同的镀层厚度。电镀锌层经钝化后在干燥的空气中几乎不发生变电镀锌层经钝化后在干燥的空气中几乎不发生变电镀锌层经钝化后在干燥的空气中几乎不发生变电镀锌层经钝化后在干燥的空气中几乎不发生变化,在汽油或二氧化碳的潮湿的水汽中防锈性能化,在汽油或二氧化碳的潮湿的水汽中防锈性能化,在汽油或二氧化碳的潮湿的水汽中防锈性能化,在汽油或二氧化碳的潮湿的水汽中防锈性能较好。较好。较好。较好。2 2电镀锌简要的说分三个大过
4、程前处理(除油、除锈)前处理(除油、除锈)除油:电解除油、碱性除油、有机溶剂除油除油:电解除油、碱性除油、有机溶剂除油除锈:除锈:机械法除锈(喷砂、抛丸)、酸洗除锈机械法除锈(喷砂、抛丸)、酸洗除锈电镀锌电镀锌 从工艺分有:酸性镀锌、碱性镀锌从工艺分有:酸性镀锌、碱性镀锌常用的酸性镀锌有:氯化物镀锌、锌酸盐镀锌,目前常用的酸性镀锌有:氯化物镀锌、锌酸盐镀锌,目前以氯化物镀锌居多。以氯化物镀锌居多。从工件装夹方法分有:挂镀、滚镀从工件装夹方法分有:挂镀、滚镀后处理(驱氢、钝化、烘干等)后处理(驱氢、钝化、烘干等)钝化种类:钝化种类:漂白、蓝白钝化、五彩钝化、黑色钝化、漂白、蓝白钝化、五彩钝化、黑
5、色钝化、绿色钝化(军绿、橄榄绿)绿色钝化(军绿、橄榄绿)3 3电镀锌的技术原理电镀锌的技术原理一、电镀锌原理一、电镀锌原理 电镀过程简单的说就是一个复杂的电化学反应过程。电镀过程简单的说就是一个复杂的电化学反应过程。电镀时直流电的正、负极接镀槽的阴、阳极上。锌板接阳极,锌在电流电镀时直流电的正、负极接镀槽的阴、阳极上。锌板接阳极,锌在电流作用下失去电子形成带正电的锌离子进入溶液,在阴极锌离子得到电子被还作用下失去电子形成带正电的锌离子进入溶液,在阴极锌离子得到电子被还成锌原子沉积到工件表面形成镀层。成锌原子沉积到工件表面形成镀层。实际上,在电镀过程中,并不是以所说的那么简单,因为电镀液中不只实
6、际上,在电镀过程中,并不是以所说的那么简单,因为电镀液中不只是简单的电解液,而是含有络合物的电解液,在阴极还原并不只是简单的金是简单的电解液,而是含有络合物的电解液,在阴极还原并不只是简单的金属离子的得电子还原,还有络离子的还原。属离子的得电子还原,还有络离子的还原。4 45 56 6电镀全过程可以归纳为以下三个步骤:电镀全过程可以归纳为以下三个步骤:1、金属的水合离子或络离子从溶液内部迁移到阴极表面;2、金属水合离子脱水或络离子解离,金属离子在阴极上得到电子发生还原反应生成金属原子;3、还原的原子进入晶格结点。7 7从电化学反应整体角度看电极反应实际由以下几个分步电极反应实际由以下几个分步骤
7、串联而成:骤串联而成:8 89 91010111112121313镀锌件钝化原理锌是比较活泼的金属,与空气中的氧易发生氧化锌是比较活泼的金属,与空气中的氧易发生氧化反应。反应。所谓钝化,就是把经过镀锌的工件浸入含有铬酸所谓钝化,就是把经过镀锌的工件浸入含有铬酸等组分的强氧化性溶液中进行处理,使镀锌层表等组分的强氧化性溶液中进行处理,使镀锌层表面形成稳定性高、组织致密的钝化膜,将锌与空面形成稳定性高、组织致密的钝化膜,将锌与空气中的氧隔离,不发生反应起到提高抗蚀性能的气中的氧隔离,不发生反应起到提高抗蚀性能的作用,同时由于不同钝化工艺产生不同的表面颜作用,同时由于不同钝化工艺产生不同的表面颜色也
8、起到了装饰性作用。色也起到了装饰性作用。1414零部件镀锌技术标准和试验方法零部件镀锌技术标准和试验方法零部件镀锌技术标准和试验方法零部件镀锌技术标准和试验方法一、镀锌技术标准一、镀锌技术标准GB/T5267.1-2002GB/T5267.1-2002紧固件电镀锌紧固件电镀锌主要对镀层厚度及检查、进行规定主要对镀层厚度及检查、进行规定QC/T625-1999QC/T625-1999汽车用涂镀层和化学处理层汽车用涂镀层和化学处理层主对汽车用不同涂镀层的防蚀性进行规定。其中对镀主对汽车用不同涂镀层的防蚀性进行规定。其中对镀锌钝化膜的防蚀性要求如下表:锌钝化膜的防蚀性要求如下表:1515镀锌层上的铬
9、酸盐转化膜的性能要求见表。耐耐 蚀蚀 性性转转化膜的种化膜的种类类NSSNSS试验时间,试验时间,hh评级标准评级标准其它性能其它性能B B(漂白)(漂白)2424不出现白色腐蚀物不出现白色腐蚀物按按GB/T9800GB/T9800 C C(彩虹)(彩虹)7272不出现白色腐蚀物不出现白色腐蚀物按按GB/T9800GB/T9800D D(深色)(深色)96961 1)不出现白色腐蚀物不出现白色腐蚀物按按GB/T9800GB/T9800E E(复合、高耐(复合、高耐蚀蚀性)性)200200不出现白色腐蚀物不出现白色腐蚀物按按GB/T9800GB/T9800注:注:1 1)黑色转化膜的耐蚀性允许有
10、较大的差异,但不得低于)黑色转化膜的耐蚀性允许有较大的差异,但不得低于NSSNSS试验试验48h48h。1616二、镀锌的试验方法1、镀锌件的质量检验:、镀锌件的质量检验:外观检查外观检查 厚度测量(库仑电解法测厚度)厚度测量(库仑电解法测厚度)螺纹件旋合性检查(螺纹件旋合性检查(镀后镀后镀后镀后6h/6H6h/6H通规格通规格通规格通规格查)查)查)查)盐雾试验盐雾试验 镀锌件一般用镀锌件一般用镀锌件一般用镀锌件一般用NSSNSS试验,判定标准按试验,判定标准按试验,判定标准按试验,判定标准按QC/T625QC/T62517172 2、人造气氛腐蚀试验(、人造气氛腐蚀试验(NSSNSS试验)
11、要点:试验)要点:、盐水配制浓度NaCl50.1%(质量)、PH值6.57.2、盐雾箱温度352、喷雾气压0.070.17MPa、80cm2的漏斗收集连续雾化16h的盐雾沉降量,有效空间内任一位置的沉降率为:1.02.0ml/h.80cm2。、工件之间必须有间距,小件用纤维线悬挂(非金属),平板件倾斜线20放置。1818电镀锌的工艺过程电镀锌的工艺过程镀锌工艺流程:镀锌工艺流程:喷丸喷丸 待镀产品待镀产品前处理前处理活化活化除油除油除锈除锈电镀电镀中和中和出光出光钝化钝化封闭封闭驱氢驱氢脱水脱水烘干烘干包装包装清洗清洗清洗清洗清洗清洗清洗清洗1919电镀过程中影响镀层质量的主要因素影响镀层质量
12、的主要因素有:影响镀层质量的主要因素有:镀液成分、镀液成分、PH、电流参数、时间、添加剂、电流参数、时间、添加剂、温度、基体材质、前处理质量、搅拌温度、基体材质、前处理质量、搅拌20201、主盐:氯化钾、氯化锌氯化钾氯化钾氯化钾氯化钾浓度浓度过高过高过高过高,对镀液影响不明显,但在低温,对镀液影响不明显,但在低温时会有结晶析出;过低时,溶液导电性差,镀液时会有结晶析出;过低时,溶液导电性差,镀液分散能力差,镀层表面易产生黑色条纹,同时电分散能力差,镀层表面易产生黑色条纹,同时电流密度的光亮范围降低,槽液不易控制。流密度的光亮范围降低,槽液不易控制。氯化锌氯化锌氯化锌氯化锌是锌离子的主要来源,氯
13、化锌是锌离子的主要来源,氯化锌过高过高过高过高溶液的溶液的分散能力差、深镀能力差,但能够防止尖端镀层分散能力差、深镀能力差,但能够防止尖端镀层的烧焦;氯化锌浓度低时,镀液分散能力提高,的烧焦;氯化锌浓度低时,镀液分散能力提高,能减少消耗,减小废水处理成本,但过低时,阴能减少消耗,减小废水处理成本,但过低时,阴极电流密度范围变窄,高电流密度区易出现烧焦极电流密度范围变窄,高电流密度区易出现烧焦现象。现象。由于氯化物镀锌运用普遍,以氯化物镀锌为例介绍由于氯化物镀锌运用普遍,以氯化物镀锌为例介绍21212、缓冲剂:硼酸硼酸在电镀溶液中主要起缓冲剂作用,保持溶液PH在很小范围内变化。硼酸过高:会结晶析
14、出,影响镀层质量。硼酸过低:镀层在高电流密度区易烧焦。22223、光亮剂当镀液中不添加光亮剂,只能够得到灰白色的、无光泽粗糙的镀层。加入光亮剂后,镀液的分散能力和覆盖能力提高,镀层光亮细致、整平性好。光亮剂过高,镀层脆性大,钝化膜结合力差,易脱落,降低镀层的耐蚀性。23234、PH值PHPH值的大小对氯化物镀锌的影响非常重要。值的大小对氯化物镀锌的影响非常重要。镀液的镀液的PHPH一般控制在一般控制在56.556.5。PHPH过高,镀液的光亮电流密度范围变窄,低电流过高,镀液的光亮电流密度范围变窄,低电流密度区发暗,高电流密度区易烧焦。严重的镀层密度区发暗,高电流密度区易烧焦。严重的镀层会产生
15、灰黑色条纹,最终导致槽液无法正常使用。会产生灰黑色条纹,最终导致槽液无法正常使用。PHPH过低,镀液的分散能力和深镀能力下降,镀液过低,镀液的分散能力和深镀能力下降,镀液中的中的FeFe离子不能沉淀,严重时镀层会出现黑灰色离子不能沉淀,严重时镀层会出现黑灰色条纹,在滚镀槽内尤为明显。条纹,在滚镀槽内尤为明显。24245、温度氯化物镀锌的工作温度主要由光亮剂的性能决定,一般的氯化镀锌工艺在1530。随着镀液温度的变化,电流密度也要相应地调整。温度低时,电流密度应调整到工艺范围的中下限,温度高时电流密度应调整到工艺范围的中上限。25256、电流密度阴极电流密度的选择与主盐浓度高低、槽液温度阴极电流
16、密度的选择与主盐浓度高低、槽液温度高低、添加剂的品质和含量等有关。高低、添加剂的品质和含量等有关。在正常的工艺范围内,若采用过大的电流密度,在正常的工艺范围内,若采用过大的电流密度,镀层中夹杂过多的光亮剂,结晶粗大、镀层会发镀层中夹杂过多的光亮剂,结晶粗大、镀层会发脆、甚至烧焦、钝化膜结合力差,影响耐蚀性;脆、甚至烧焦、钝化膜结合力差,影响耐蚀性;若电流密度过低,镀层结晶细致,但沉积速度慢,若电流密度过低,镀层结晶细致,但沉积速度慢,生产效率低。生产效率低。氯化物镀锌的电流密度一般控制在氯化物镀锌的电流密度一般控制在0.82.5A/dm0.82.5A/dm2 226267、搅拌的影响搅拌可降低
17、阴极极化,使晶粒变粗;但可提高生产搅拌可降低阴极极化,使晶粒变粗;但可提高生产效率,此外,还可以增强整平剂的效果。效率,此外,还可以增强整平剂的效果。8、基体金属性质的影响:、基体金属性质的影响:镀层的结合力与基体金属的化学性质及晶体结构密镀层的结合力与基体金属的化学性质及晶体结构密切相关。如果基体金属电位负于沉积金属电位,切相关。如果基体金属电位负于沉积金属电位,就难以获得结合良好的镀层,甚至不能沉积。若就难以获得结合良好的镀层,甚至不能沉积。若材料(如不锈钢、铝等)易于钝化,不采取特殊材料(如不锈钢、铝等)易于钝化,不采取特殊活化措施也难心以得到高结合力的镀层。基体材活化措施也难心以得到高
18、结合力的镀层。基体材料与沉积金属其晶体结构相匹配时,利于结晶初料与沉积金属其晶体结构相匹配时,利于结晶初期的外延生长,易得到高结合力的镀层。期的外延生长,易得到高结合力的镀层。27279、镀件前处理质量的影响镀件电镀前需对镀件表面作精整和清理,镀件电镀前需对镀件表面作精整和清理,去除毛刺、夹砂、残渣、油脂、氧化皮、去除毛刺、夹砂、残渣、油脂、氧化皮、钝化膜,使基体金属露出洁净、活性的晶体表面。钝化膜,使基体金属露出洁净、活性的晶体表面。这样才能得到健全、致密、结合良好的镀层。前处理这样才能得到健全、致密、结合良好的镀层。前处理不当会导致镀层起皮、剥落、鼓泡、毛刺、发花等不当会导致镀层起皮、剥落
19、、鼓泡、毛刺、发花等缺陷。缺陷。前处理是保证电镀质量的前提,如果前提得不到保证,将无法保证后续加工的质量。2828镀液的日常维护1 1、零件镀前处理要彻底。否则除电镀质量不好外,还会、零件镀前处理要彻底。否则除电镀质量不好外,还会、零件镀前处理要彻底。否则除电镀质量不好外,还会、零件镀前处理要彻底。否则除电镀质量不好外,还会污染镀液。污染镀液。污染镀液。污染镀液。2 2、镀液一般每周分析一次,、镀液一般每周分析一次,、镀液一般每周分析一次,、镀液一般每周分析一次,3 3、调整锌离子、调整锌离子、调整锌离子、调整锌离子4 4、每天检查、调整、每天检查、调整、每天检查、调整、每天检查、调整PHPH
20、值值值值5 5、根据生产情况适量补充添加剂。添加剂的补充应遵循、根据生产情况适量补充添加剂。添加剂的补充应遵循、根据生产情况适量补充添加剂。添加剂的补充应遵循、根据生产情况适量补充添加剂。添加剂的补充应遵循“少加勤加少加勤加少加勤加少加勤加”的原则。的原则。的原则。的原则。6 6、清洗铜极时,应避免铜粉和铜的氧化物进入镀槽。、清洗铜极时,应避免铜粉和铜的氧化物进入镀槽。、清洗铜极时,应避免铜粉和铜的氧化物进入镀槽。、清洗铜极时,应避免铜粉和铜的氧化物进入镀槽。7 7、掉入镀槽的铁件或其他物品应及时打捞。、掉入镀槽的铁件或其他物品应及时打捞。、掉入镀槽的铁件或其他物品应及时打捞。、掉入镀槽的铁件
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- 镀锌 工艺 防锈 技术 原理 方法 注意事项
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