氯化钾镀锌问题

　　第一节 氯化铵盐镀锌
　　1． 故障现象：新配氯化铵镀锌，锌层发黑，钝化不亮。
　　原因分析：它只使用平平加，且加入量过大。平平加的作用是同其它光亮剂配合使用时作载体。在酸性镀锌溶液中，虽然对光泽性起一些作用，但它的主要贡献是能使其它光亮剂稳定、均匀地分散于镀液中，充分发挥其它光亮剂的作用。它用量少，作用也不大，过多亦无益处。
　　处理方法：停止添加平平加，采用大电流处理，消耗掉多余的平平加，再补充氨三乙酸和聚乙二醇。
　　2． 故障现象：镀锌层经钝化后，发现表面有密集的小泡，小泡呈半圆形。
　　原因分析：起泡有两种，一种是脆性所引起的，另一种是镀层同基体结合力不良引起的。脆性是指镀层中由于夹杂无机或有机杂质，内应力增大而发脆。一般情况下引起的脆性因素是由于光亮剂加入过多。结合力是指镀层同基体金属结合的牢不牢。引起结合力不良的因素主要有以下两方面：一、基体表面油污未除尽；二、镀槽中重金属杂质如铅、铜等含量太高，影响了锌的电沉积，使锌中杂质过多，从而造成结合力不良。
　　处理方法：首先应判断是由何种原因引起。先观察一下镀锌层的光亮性，如非常光亮，应查光亮剂的加入量，如加入量过多，故障就可能引起脆性。如光亮剂正常，应检查经前处理过的零件表面是否有油污。把零件放入水中浸一下，提出观察它的湿润性是否良好（金属表面的水膜成一片，表明湿润性良好）。如果是表面有油膜未除尽，应加强前处理工作。如果表面油污已除尽，则应检查一下经锌粉处理的周期。周期长的话，镀液很可能是铜、铅杂质过多引起的。解决方法是加入氨三乙酸或乌洛托品（六次甲基四胺），依靠它对重金属的络合作用来降低金属杂质离子的影响。如果加入后起不到掩蔽金属杂质的作用，说明金属杂质已达相当的数量，需要用锌粉来进行处理。
　　3． 故障现象：返镀成品（因钝化后表面不合要求或厚度未达到标准，用稀Hcl或HNO3将钝化膜去除，然后直接在锌镀层上复镀锌）发现起泡。
　　原因分析：复镀产品表面起泡，多数是由于原来的镀锌层表面的铬酸盐钝化膜未除尽造成的。
　　处理方法：适当延长复镀零件在稀Hcl或HNO3中的浸渍时间，使表面钝化膜完全除尽，然后再进行复镀。
　　4． 故障现象：挂镀零件，镀层外观色泽正常，经低浓度铬酸白钝化，钝化膜发黑。
　　原因分析：镀锌层中如果杂质过多，不仅会引起前述的起泡现象，也会发生稀硝酸出光后锌层变黑（或者出光不亮）的现象。零件从镀锌槽中出槽时，外观锌层是正常的，
　　只有经出光或钝化后才会出现这种现象。
　　处理方法：由于镀液中金属杂质过多，需要用锌粉进行处理，故障即可消除。
　　5． 故障现象：具有螯合作用的铵盐镀锌溶液（氨三乙酸、柠檬酸）在镀液中经常接触铁件，铁杂质必然积累，当超过一定量后，将使出光后的光亮镀层出现兰紫色，脆性增大，甚至于有些部件镀层剥落和破裂。
　　原因分析：造成上述现象的原因是铁零件落入槽中腐蚀造成的。
　　处理方法：下班前用磁铁吸出落入槽中的零件，这种情况下铁杂质积累是很慢的。经常用锌粉处理。在处理其它金属杂质的同时，能去除部分铁离子。（加入适量的硫脲缓蚀铁的腐蚀，对控制铁的污染也能起些作用）。
　　6． 故障现象：零件经铵盐镀锌钝化（尤其是天兰色、白钝化后），在其表面出现一摊摊“浆糊”状斑迹。
　　原因分析：造成该故障的原因有两种：一、零件离开镀槽后暴露在空气中的时间过长，然后再钝化。在搁置期，表面锌层同空气及镀液发生化学作用，在镀锌层表面产生腐蚀产物，这样钝化后出现“浆糊”状斑迹。二、零件在电镀过程中，直接加入未经稀释的平平加，它一下子不容易散开，粘附后造成斑迹。
　　处理方法：一般来说，造成这种故障的原因是前一种。在生产中，零件一出槽应立刻水洗（对酸性镀锌可在稀的热碱液中浸一下，对碱性镀锌可在5%的柠檬酸液中浸洗），然后再经水洗、钝化，“浆糊”状斑迹就不会出现。若表面已有腐蚀产物，可在工件放在出光溶液中适当延长浸亮时间再去钝化，依靠出光液来将腐蚀产物溶解。但是这种方法镀层损失大。或者也可以将零件浸入浓的碱溶液中浸几秒，凭借碱把腐蚀产物去掉，然后再用水冲洗干净。如果是直接加入浓的平平加引起的，则应改变加入的方法，稀释后加入，应充分搅拌。

　　第二节 锌酸盐镀锌
　　1． 故障现象：新配锌酸盐镀液，镀层发暗、起雾，局部发黑。
　　原因分析：因原材料不纯往往发生这类故障。原材料包括ZnO、NaOH、锌阳极和水质。
　　处理方法：如果是重金属杂质引起的，可加入1～3g/L锌粉或使用CK-778 0.5g/L,充分搅拌并过滤.然后在每升镀液中加入4～8ml/L水玻璃，或加入2～4g/L酒石酸，或加入1g/L EDTA二钠，进一步掩蔽金属杂质。如果使用质量差的NaOH（特别是挂镀时），应加入2～4g/L酒石酸，即可得到米黄色镀层。若水质硬度太高，可加入浙江黄岩荧光化工厂生产的“锌酸盐镀锌水质调整剂” 4ml/L，就能得到米黄色镀层。
　　2． 故障现象：新配锌酸盐镀液，按工艺要求严格配制，杂质净化亦有进行，但开始总是镀不好。
　　原因分析：是新配槽液Zn2+浓度分层所致。镀液下层Zn2+浓度大，上层Zn2+浓度低，造成Zn2+上下浓度不一致。
　　处理方法：电解数小时，并稍许搅拌，镀几槽即好。
　　3． 故障现象：整流器输出电流为300A，电镀几分钟后下降到200A，如人为升高到300A，但没几分钟，电流又下跌到150A，后来再调，却再也调不上去。
　　原因分析：电流300A，电镀几分钟后由于阳极进入钝态，致使电流下降到200A，如此时人为升高到300A，相当于外界推阳极进一步处于稳定的钝化状态，这样电流又很快地处于150A左右了。
　　处理方法：适当提高NaOH含量，有利于锌阳极的活化，并增大阳极面积。锌在镀锌时致钝电流密度约为1.5～2A/dm2，故阳极电流密度不得超过2A/dm2。此外，阳极表面应经常清洗，防止结垢。因为阳极表面结垢后，相当于减少了阳极的真实面积。
　　4． 故障现象：锌酸盐镀液中异金属杂质对镀层引起的不良影响太大，由它们引起的故障现象列于下表：
　　异金属杂质 允许含量（mg/L） 故障现象
　　Cr3+ ≤1 高电流密度处发雾，呈棕灰色，含量高时fI下降
　　Pb2+ ≤5 硝酸出光后，有黑色条纹，钝化不亮，低DK处呈灰黑色，甚至无镀层
　　Cu2+ ≤10 低DK处呈灰兰色，加速阳极溶解
　　Fe2+ ≤10 二次加式性能差，钝化后吻变色，结合力差，镀层脆性增大，镀层起雾、发黑
　　Ni2+ ≤10 镀层发脆，易产生条痕
　　处理方法：利用锌粉和专用活性炭，处理镀液中异金属杂质离子效果见下表：
　　（注：分析仪器采用WFD—YZ原子吸收光谱）
　　处理结果（mg/L）
　　工艺类别 处理方法 异金属杂质离子
　　铁 铜 铅 铬
　　原DPE—Ⅲ
　　镀锌工艺 未处理 正常槽液含量 1.2 0.5 1 0.5
　　加金属杂质后含量 31 17.5 20.5 6.25
　　处理后 锌粉处理 31 16 18.75 7
　　专用炭处理 20 0.7 0.9 6.5
　　ZB—80
　　光亮镀锌 未处理 正常槽液含量 1.1 0.5 1 0.5
　　加金属杂质后含量 29 17.5 14.5 5.25
　　处理后 锌粉处理 3.5 3.2 9.6 4.3
　　专用炭处理 0.6 0.45 0.9 3.75
　　从上下这三个表格可以看出，槽液中加入0.1～0.2g/L的CK—778净化剂，对于不含任何络合剂的镀锌液中铁、铜、铅、铬去除均有明显效果。对于含有给合剂三乙醇胺的镀液也有较好的效果。在生产中，加入CK—778净化剂后应强力搅拌，使其与镀液充分接触，搅拌后应在2～3小时内立即进行过滤。

　　利用CK—778处理锌酸盐镀锌有害金属结果：
　　处理前 金属杂质
　　后含量 类别
　　工艺
　　类别 Fe(mg/L) Cu(mg/L) Pb(mg/L) Cr(mg/L)
　　受污染 处理后 有效率 受污染 处理后 有效率 受污染 处理后 有效率 受污染 处理后 有效率
　　ZB—80
　　光亮镀锌 1 805 1 98% 34.5 0.5 98% 40.5 2.5 94% 18 2 80%
　　2 22 1.5 93% 14.6 0.7 95% 5 1.9 83% 5 0.33 93%
　　3 30 1.04 97% 41 0.63 98% 17.5 1.65 91% 14 1.19 91%
　　原DPE—Ⅲ
　　镀锌工艺 1 37 4.88 87% 34.6 1.56 95% 8.75 1.9 78% 15 6.3 58%
　　2 22 1.84 91% 14.6 0.8 95% 5 1.9 83% 5 1.93 61%
　　5． 故障现象：某单位以DE为添加剂，镀锌件出槽时光亮如镜，但在放置过程中，锌层纷纷起皮脱落。
　　原因分析：这是由于镀层脆性所致。剥落下来的锌镀层成碎块，用手指研磨，很易成粉末状。这些原因是因为片面要求镀层光亮，盲目加入过多光亮剂香草醛之故。
　　处理方法：挂入废铁板进行大电流处理，人为消耗，直致色泽正常。另一种方法是加入颗粒活性炭，把过多的光亮剂香草醛吸附掉，然后沉淀过滤。生产中一般用前法。生产中添加剂使用应少加、勤加，正常的镀锌层呈米黄色即可。
　　6． 故障现象：锌酸盐镀锌会发生起泡现象。
　　原因分析：起泡原因是多方面的，其分述如下：
　　①镀液本身的性质：电解液自身不足，对钢表面的活化较差。
　　②添加剂的质量和用量：质量好的DE，应是淡黄色的，若发现分层，色如红棕或咖啡色，则加入镀液后即使不起泡，也会出现这样或那样的故障。添加剂加入过多，镀层夹杂也多，内应力加大，也易起泡和产生脆性。冬天，在无加热情况下，最易发生起泡。因为镀液温度低，添加剂吸附在零件表面多（温度低，有利于添加剂的吸附），镀层夹杂更多，更易起泡。此外，香草醛加入多，镀层光亮性很足，脆性在，会由脆性引起起泡。
　　③镀前处理（包括入槽前的弱酸腐蚀）不良。
　　④镀液的净化：金属杂质离子含量太高也会引起镀层起泡。
　　⑤操作条件控制不当：如电流过大、温度很低，都将会引起有机物夹杂，引起起泡。
　　⑥挂具引起起泡。
　　⑦镀层边缘四周太厚，引起应力过大而起泡。
　　处理方法：做好技术管理工作，严格遵守操作工艺，镀液应定期分析，定期加料，添加剂少加勤加，定期过滤，应每季过滤一次。
　　①加入3～5g/L的NaCN，以增加对钢铁件的活化作用，同时又可掩蔽镀液中重金属杂质的影响。3～5g/L的NaCN基本符合排放条件。
　　②添加剂应用合格品，在使用过程中应连续滴加，以保持其含量一定。
　　③严格认真地做好镀前处理工作，钢铁件镀锌应有完整的镀前处理工序：化学除油、酸性除锈、电解除油、镀前活化等四个主要工序。各工序应仔细操作，严格清洗。镀前的一道浸酸活化工序是不可缺少的，再经清水洗涤，才能电镀。活化是使钢铁件表面钝化层去掉。
　　④一旦添加剂、光亮剂加入过多，或重金属杂质多，或镀液分解产物多，则应进行大处理。
　　⑤冬天应控制好液温，温度应在15℃以上，若无加温装置，则添加剂应尽量少。
　　⑥挂具不可用锡焊，如有焊点应浸塑处理。用塑料薄膜包扎起来并不好。
　　⑦严格控制镀层厚度，边缘不超过20μM，否则边缘易起泡。
　　7． 故障现象：深镀能力明显较差。
　　原因分析：如果Zn2+浓度高，NaOH浓度低，会影响深镀能力。另外，添加剂质量差或含量少也会影响深镀能力。
　　处理方法：调整NaOH：ZnO = 10～12：1，对于某些盲孔较深的零件，深镀能力要求高者，可加入“MB”防老剂（2—巯基苯并咪唑），加入量一般为0.1～0.2g/L。开始加入时效果应不明显，一周后就会生效。
　　8． 故障现象：镀层有较多的条纹和气流。
　　原因分析：产生此类故障的原因主要是碱性锌酸盐镀锌的电流效率太低，析氢所造成的。若增大阴极电流密度，则电流效率还会继续降低。大量的析氢，致使镀层产生气流、条纹，这种现象在冬天液温低时更明显。
　　处理方法：阴极电流密度不宜过大，液温控制在15℃以上，DK控制在1.5 A/dm2，若没有加温装置，DK应控制在0.8 A/dm2。若现象较明显，可加入一些表面活性剂，利于氢气的析出。
　　9． 故障现象：电镀大机架，电流开的小，深镀能力差，深凹处无镀层。电流开大，机架两端烧毛。
　　原因分析：锌酸盐镀锌其深镀能力是较好的。但对于复杂的零件来说，凹陷程度较深者，电流开的小，往往镀层薄，钝化后就被腐蚀掉，故必须用大电流。
　　处理方法：准确镀液成分和添加剂、光亮剂用量恰当，尽可能开大电流，使零件的深凹处有一定厚度的镀层。为避免机架两端烧毛，可在机架两端设置辅助阳极，让一部分电流流到辅助阳极上

光亮剂性能问题，深镀力及走位性太差造成的，也就是说光亮剂的配方不合理。凭本人经验使用临沂市上工助剂材料厂的光亮剂或用安美特光亮剂。