- 不銹鋼表面處理技術(第二版)
- 陳天玉
- 7841字
- 2020-01-22 11:35:53
4.3 不銹鋼電鍍鋅、銅、錫、鎘、鎳
4.3.1 不銹鋼鍍鋅[9]
不銹鋼鍍鋅有兩種工藝流程可以獲得合格的鍍鋅層。不銹鋼材料為3Cr13,簧片零件。
(1)閃鍍鎳法。陽極電解除油→熱水洗→冷水洗→酸洗→冷水洗兩次→閃鍍鎳→冷水洗兩次→鍍鋅(氧化鋅9~10g/L,氰化鈉10~13g/L,氫氧化鈉75~80g/L,低氰鍍鋅光亮劑HT 0.5~1g/L,溫度15~30℃,陰極電流密度1~4A/dm2)→冷水洗兩次→除氫→鈍化→冷水洗→熱水洗→烘干。
(2)鍍鋅活化。陽極電解除油→熱水洗→冷水洗→酸洗→冷水洗兩次→鍍鋅(2min)→冷水洗兩次→退鋅(鹽酸1+1)→冷水洗兩次→鍍鋅(時間至所需厚度)→冷水洗兩次→除氫→鈍化→冷水洗→熱水洗→烘干。
后一工藝流程方法是在不銹鋼基材上鍍鋅時析出氫對表面的鈍化膜起還原活化作用,從而保證基體與第二次鍍鋅層的結合力。此法可節省沖擊閃鍍鎳的工序。按此法鍍鋅,零件外觀及結合力均良好。不僅可以鍍鋅,還可以鍍鎘、鍍鎳等金屬,在執行過程中,第一道退鋅后應盡可能縮短各工序間的停留時間,電鍍時應帶電下槽。
4.3.2 不銹鋼鍍鋅發黑[10]
(1)發黑處理。通過一些特殊處理,對不銹鋼1Cr13、3Cr13、4Cr13作鍍鋅上電鍍黑鎳和鋅層發黑處理。
①鍍黑鎳溶液成分和工藝條件。
鉬酸銨[(NH4)6Mo7O24·4H2O] pH 4.5~5.5
30~40g/L 溫度 20~25℃
硫酸鎳(NiSO4·7H2O) 120~150g/L 陰極電流密度 0.15~0.3A/dm2
硼酸(H3BO3) 20~25g/L 時間 15~20min
②鍍鋅層發黑溶液成分及工藝條件。
鉬酸銨[(NH4)6Mo7O24·4H2O] 溫度 30~40℃
300g/L 時間 10min
氨水(NH3·H2O)(d=0.89)
600mL/L
(2)鍍鋅-鍍黑鎳工藝流程。電解除油→水洗→弱腐蝕(硫酸110mL/L,硫脲10g/L,洗潔劑適量)→水洗→鍍鋅[NH4Cl 220~280g/L,ZnCl2 30~35g/L,H3BO3 25~30g/L,聚乙二醇1~2g/L,硫脲1~2g/L,海鷗洗滌劑0.5~1mL/L,pH 5.6~6.0,溫度10~35℃,陰極電流密度(DK)1~1.5A/dm2,時間30s]→水洗→退鋅(ZnCl2 50g/L,HCl 50mL/L,室溫,時間退盡為止)→水洗→弱腐蝕(ZnCl2 50g/L,HCl 50mL/L,室溫,時間退盡為止)→水洗→鍍鋅(時間5min)→鍍黑鎳→水洗→封閉處理(CrO3 2.5~5g/L,pH 1.5~5,溫度10~30℃,時間10~20s)→水洗→干燥(低于50℃)。
(3)鍍鋅發黑處理工藝流程。前處理至鍍鋅與鍍黑鎳前工藝流程相同→鍍鋅(時間10~15min)→水洗→鋅層發黑→水洗→烘干。
4.3.3 不銹鋼鍍光亮銅[11]
用SUS304進口不銹鋼(相當于國產0Cr18Ni9牌號)生產的不銹鋼器皿,包括湯鍋、飯鍋等,存在一個較大的缺點就是導熱性能較差。表現在加熱時有火焰正對部位局部高溫過熱,而同時無火焰加熱的其余部位的溫度相對較低,差異較大,造成有火焰局部食物燒焦。參照國外產品樣本,發現采用鍋底鍍銅可以克服這個缺點,取得滿意的效果。
鍍銅工藝過程:機械拋光→不鍍部分用絕緣涂料保護封閉→堿液除油→水洗→酸蝕活化[濃鹽酸70%(質量分數),水30%(質量分數),室溫,時間5~20min]→水洗→預鍍鎳[NiCl2·6H2O 150~250g/L,HCl(d=1.19)50~150mL/L,室溫,時間2~5min,電流密度(DK)3~5A/dm2,陽極鎳板]→水洗→鍍酸性光亮銅→水洗兩遍→中和(碳酸鈉5%)→水洗→熱水洗→烘干。
酸性光亮鍍銅溶液成分和工藝條件見表4-16。
表4-16 酸性光亮鍍銅溶液成分及工藝條件

上述光亮劑必須組合使用,搭配恰當,才能鍍出鏡面光亮、整平性和韌性良好的鍍銅層。推薦配方:SP 40g、M 1.2g、N 0.8g、P 100g,配10L;開缸:2~4mL/L,SP 33g、M 3.1g、N 2.7g、P 10g,配 20L,消耗量400~500mL/KAH,控制較為容易。為了便于掌握,國內外推出一系列的組合光亮劑作為商品供應給用戶采用,主要品種見表4-17。
表4-17 酸性光亮鍍銅用組合光亮劑

上述鍍液在工作時最好能連續過濾。為了保證不銹鋼的銅層有一定的導熱性,電鍍時間應為20min。
銅鍍層結合力實驗,結果如下。
①彎折法。將不銹鋼鍍銅樣片折彎180°不脫層。
②加熱法。將鍍銅的不銹鍋底加熱燒水、煮湯不鼓泡、不剝離。
酸性鍍銅常見故障、可能原因及糾正方法見表4-18。
表4-18 光亮酸性鍍銅常見故障、可能原因及糾正方法

注:N、M、SP、C12等符號意義見表4-16。表示故障對應的可能原因。Mu、A、B見表4-17內組分。
4.3.4 不銹鋼防氮化鍍焦磷酸銅[12]
(1)不銹鋼局部軟氮化的非氮化部位的保護。不銹鋼1Cr18Ni9Ti制成的盲栓見圖4-15,要求盲栓的M20×1.5螺紋段軟氮化,其余表面拋光至粗糙度Ra≤0.4μm。為達到盲栓局部熱處理的目的,并保證其余表面不產生過腐蝕,在硫酸鎳-鹽酸溶液中采取化學浸蝕和閃鍍鎳工藝,解決了不銹鋼在焦磷酸鹽鍍銅溶液中鍍層的結合力問題,并控制最佳溶液成分和工藝條件鍍取得致密的防氮化銅層。在熱滲介質中有較高的化學穩定性及與基體有良好的結合力。在滲氮后銅層易于退除而不損傷零件。

圖4-15 盲栓
(2)焦磷酸鹽鍍銅溶液成分及工藝條件。
焦磷酸銅(Cu2P2O7·3H2O) 溫度 42~45℃
60~70g/L 與Cu2+比 7.5~8
焦磷酸鉀(K4P2O7·3H2O) 陰極移動 20次/min
280~350g/L 陰極電流密度
檸檬酸銨[(NH4)2HC6H5O7] 沖擊鍍DK 2.4A/dm2,鍍1min
20~25g/L 正常鍍DK 1.2A/dm2,鍍75min
pH 8.6~8.9
(3)工藝流程。鍍前檢驗(符合圖紙要求)→汽油清洗→螺紋段塑料帶絕緣→去污粉清洗→扎掛→水洗→浸入活化閃鍍鎳槽[硫酸鎳270g/L,鹽酸100~150g/L,室溫,浸漬活化時間30s,后預鍍鎳2min,電流密度(DK)8A/dm2,時間鍍120s]→冷水洗→焦磷酸鹽鍍銅→冷水洗→熱水洗→下掛→除去螺紋上的塑料帶→軟氮化(氨320L/h,甲醇120滴/min,溫度570℃,時間4h)→冷卻→化學退銅(鉻酐200~250g/L,硫酸銨80~100g/L,室溫,時間退凈為止)→冷水洗→熱水洗→干燥。
經過不銹鋼盲栓防氮化鍍銅生產實踐,驗證在硫酸鎳-鹽酸溶液中對1Cr18Ni9Ti不銹鋼進行化學浸蝕活化-閃鍍鎳處理,能可靠地保證鍍層有良好的結合力,不產生過腐蝕。
通過控制焦磷酸鹽鍍銅的最佳工藝參數,采取沖擊鍍,可以鍍獲結晶細致、平滑、光亮、孔隙率近于零的銅層,防氮化能力可靠,無一滲漏現象發生。
4.3.5 不銹鋼鍍錫鈰合金[13]
4.3.5.1 不銹鋼鍍錫鈰合金的應用
不銹鋼鍍錫鈰合金可提高其釬焊性能,使不銹鋼在電子行業的應用更加廣泛。
4.3.5.2 鍍錫鈰合金酸性溶液成分及工作條件
硫酸亞錫(SnSO4) 30~45g/L 溫度 低于40℃
硫酸(H2SO4)(d=1.84) 電流密度 1~3A/dm2
120~160g/L 時間 30~50min
硫酸高鈰(CeSO4·4H2O) 10~20g/L 陰極移動 需要
鍍錫添加劑(SS820) 15mL/L 陽極 純錫板
鍍錫添加劑(SS821) 1mL/L 陰陽極面積比 2:1
鍍錫穩定劑 20~30mL/L
注:SS820、SS821、穩定劑由浙江黃巖熒光化學廠生產。
4.3.5.3 錫鈰合金鍍液的配制
先取1/2體積的去離子水、加入硫酸,攪拌同時進行,趁溶液溫度上升,加入硫酸亞錫,攪拌溶解冷卻后,再加入硫酸高鈰,溶解后,再加入預先用水稀釋至5倍的SS820、SS821和穩定劑,最后加水至所需體積,攪拌均勻,放入陽極錫板,陰極鐵板,通電電解2~4h后,即可試鍍。
新配鍍液應維持相對密度波美度18°Bé。
4.3.5.4 錫鈰合金鍍液各成分的作用
(1)硫酸亞錫。硫酸亞錫為主鹽,提供亞錫離子,亞錫離子為二價錫,不可使用雙氧水,以防止亞錫離子轉變為四價錫,四價錫會引起溶液渾濁。適當的亞錫離子可使電流密度開大,使沉積速率提高。但亞錫離子濃度過高,如超過45g/L,溶液均鍍能力下降,鍍層結晶粗糙,甚至產生毛刺,亞錫離子濃度過低,如30g/L以下,雖然分散能力好,但電流密度開不大,否則鍍錫層易燒焦。
(2)硫酸。硫酸是導電劑。主要是防止亞錫離子水解,變成氫氧化錫沉淀,硫酸適量使溶液穩定,錫層結晶細致。硫酸含量過高,如大于160g/L,加速錫板溶解,鍍層由光亮銀白色變成灰色,毛刺逐步加重。硫酸含量過低,如小于120g/L,亞錫離子易水解,溶液變濁,產生沉淀。硫酸在120~160g/L,能增加導電性,提高陰極的極化作用,使鍍層光亮、細致。
(3)硫酸高鈰。在錫層中引入微量稀土金屬鈰,鍍層硬度提高,釬焊性和抗氧化性均增加。鍍液中鈰的存在,使電流密度增加,均鍍能力和光亮范圍增加,溶液更加穩定,但含鈰量過高,鍍層釬焊性降低。硫酸高鈰含量取8~15g/L最佳。
(4)光亮劑。SS820是開缸劑,開缸時一次性加入15mL/L。SS821是補充劑,每通電1kA電量時添加100~300mL。光亮劑的加入使陰極極化作用提高,整平性提高,使鍍層細致光亮。光亮劑過量使鍍層發黑。光亮劑應按量勤加少加。
(5)穩定劑。防止溶液變濁,延長清液使用周期。加入過量,降低電流效率,影響鍍層亮度。雖然加有穩定劑,但溶液亞錫離子氧化變濁的過程仍不可避免,只不過變濁的周期延長些。當溶液變濁時,要使用SY800鍍錫處理劑30mL/L,當加入處理劑稍加攪勻后,立即停止靜置,沉淀向槽底凝聚沉降,經過半小時即可用虹吸法抽出上層清液,棄去底層濁液,然后用適量新配鍍液補充損失的槽液,最好分析溶液成分,對含量加以調整。
4.3.5.5 不銹鋼鍍錫鈰合金工藝流程
化學除油→水洗→陰極電解活化[鹽酸50%(體積分數),水50%(體積分數),溫度室溫,電流密度(DK)1~3A/dm2,時間7~10min,陰極不銹鋼待鍍件,陽極布包碳精板]→水洗→閃鍍鎳[氯化鎳180~220g/L,鹽酸120~160g/L,室溫,陰極電流密度(DK)1~4A/dm2,時間5~10min,陽極鎳板]→水洗→活化[硫酸5%(質量分數),時間5s]→水洗→酸性鍍光亮銅→水洗→活化[硫酸5%(質量分數),時間5s]→水洗→鍍錫鈰合金→水洗→中和(磷酸三鈉50~100g/L,時間5~10s)→水洗→鈍化(鉻酐50~60g/L,硫酸2~3g/L,室溫,時間20~30s)→水洗→水洗→熱水→甩干→驗收。
4.3.5.6 鍍層性能測試
(1)耐蝕性。中性鹽霧實驗[氯化鈉5%(質量分數),溫度(35±2)℃,噴霧8h,停16h為1周期]若2周期無銹點即為合格。
(2)結合強度實驗。
①彎折法。反復彎曲90°共6次,彎曲處無起皮脫落為合格。
②加熱法。在烘箱中加熱至(150±5)℃,保溫2h,表面無變化,仍保持原光澤,無起泡脫皮,再立即浸入冷水驟冷,光澤無變化,未起泡脫皮為合格。
③蒸氣法。在沸騰水面上暴露在相對濕度90%的100℃蒸氣中保持1h仍保持色澤不變無起泡脫皮為合格。
4.3.5.7 效益
不銹鋼鍍錫鈰合金,可以代替銅件鍍銀。工藝無毒,環境保護效果好,力學強度好,耐蝕性好,可焊性好,產品質量高。鍍液穩定,維護方便,成本低廉,經濟效益好。
不銹鋼鍍錫鈰合金常見故障、產生原因及解決方法見表4-19。
表4-19 不銹鋼鍍錫鈰合金常見故障、產生原因及解決辦法

4.3.6 不銹鋼鍍氰化鎘
4.3.6.1 不銹鋼上的鎘層
在不銹鋼1Cr18Ni9Ti上鍍氰化鎘,鍍層厚度均勻,致密光亮。鎘不溶于堿,在稀硫酸與鹽酸中溶解很慢。在室溫干燥的空氣中幾乎不發生變化,在海洋性氣候和高溫大氣環境中,鎘層屬于陽極性鍍層,鎘的保護性能比鋅好。但鎘的污染危害性很大,價格昂貴,故一般較少采用。
4.3.6.2 氰化鍍鎘溶液成分及工藝條件
氧化鎘(CdO) 40~50g/L 磺化蓖麻油 2~12mL/L
氰化鈉(NaCN) 110~130g/L NaCN與Cd比 ?。?~4):1
氫氧化鈉(NaOH) 20~30g/L 溫度 25~35℃
硫酸鎳 1~1.5g/L 電流密度(DK) 2A/dm2
三乙醇胺[N(C2H4OH)3] 20mL/L 陰極旋轉速率 120r/min
4.3.6.3 磺化蓖麻油的制備
(1)磺化。稱取4份重的醫藥級蓖麻油和1份重的化學純硫酸(d=1.84),在不斷攪拌下將硫酸緩慢地分批加入蓖麻油中,反應為放熱反應并析出氣體,控制溫度不得超過40℃,超過40℃應冷卻,再加硫酸,硫酸加完后如仍有氣體析出,應繼續攪拌2h,氣體冒完后,表明磺化完成,靜置24h。
(2)鹽析。加入10%氯化鈉溶液5份重攪拌后在分液漏斗中靜置24h,將下層水分分離除去,以便把反應中的副產物肥皂等清洗掉。鹽析過程可重復進行2~3次。
(3)中和。在攪拌下緩緩加入10%的氨水,使溶液呈微堿性,放置24h,溶液應呈淺褐色半透明狀態,即得磺化蓖麻油。
4.3.6.4 不銹鋼氰化鍍鎘工藝流程
有機溶劑除油→化學除油(氫氧化鈉30g/L,磷酸三鈉50g/L,碳酸鈉30g/L,硅酸鈉10g/L,溫度80~90℃,時間30min)→水洗→浸蝕[鹽酸10%(體積分數),硝酸8%(體積分數),溫度40℃,時間15s]→活化[鹽酸50%(體積分數),溫度40℃,3min]→水洗→預鍍鎳[硫酸鎳250g/L,硫酸鎂30g/L,硼酸30g/L,氯化鈉20g/L,十二烷基硫酸鈉0.3g/L,pH 2~3,溫度25~45℃,電流密度(DK)1A/dm2,時間30~40min]→水洗→活化[硫酸20%(質量分數),氯化鈉5%(質量分數),水75%,溫度40℃,時間3min]→水洗→氰化鍍鎘→水洗→鈍化(鉻酐120g/L,硫酸4g/L,室溫,時間1~2min)→水洗→干燥。
不銹鋼氰化鍍鎘常見故障、可能原因及糾正方法見表4-20。
表4-20 不銹鋼氰化鍍鎘常見故障、可能原因及糾正辦法

4.3.7 不銹鋼鍍光亮鎳
4.3.7.1 不銹鋼鍍光亮鎳工藝
不銹鋼上的光亮鎳層是微帶黃光的銀白色金屬,它的硬度比銅、鋅、錫、鎘、金、銀等要高,但低于鉻和銠。光亮鎳在空氣中具有很高的化學穩定性,對堿有較好的穩定性。不銹鋼上通過運用光亮劑,可不經拋光直接鍍取光亮鎳,以提高表面的硬度、耐磨性和整平性,在外觀上使不銹鋼與其他鍍鎳件一致,并且避免不銹鋼與其他光亮鎳之間產生接觸電位差的腐蝕。
不銹鋼鍍光亮鎳的溶液中光亮劑近年來的發展很快,品種很多。歸納起來,光亮劑的發展經歷了四個年代。第一代的也是最原始的產品為糖精加丁炔二醇??梢藻內≌叫院芨叩墓饬伶?。其運用興盛于20世紀60~70年代。但由于丁炔二醇在鍍鎳槽中的不穩定性,壽命較短,有機雜質積累很快,需要經常處理鎳槽,于是,通過環氧氯丙烷或環氧丙烷與丁炔二醇結枝,合成了第二代鍍鎳光亮劑,如BE、791光亮劑,情況有所好轉,BE和791保留有炔基,后來又將吡啶基聚合上去,形成了第三代產品,出光速率更快,光亮劑用量更少了,使用壽命更長了?,F在又進一步運用鍍鎳光亮劑中間體多種組合構成新型光亮劑已發展到第四代產品了。它的使用量更少,出光速率更快,處理周期更長,深鍍能力更強了。
光亮鍍鎳溶液成分及工藝條件見表4-21、表4-22。
表4-21 第一代至第二代光亮劑鍍鎳溶液成分和工藝條件

表4-22 第三代至第四代光亮劑鍍鎳溶液成分和工藝條件

4.3.7.2 第四代鍍鎳光亮劑
第四代鍍鎳光亮劑的以下配方量是采用最新的鍍鎳用中間體組成的。鍍鎳光亮劑分掛鍍和滾鍍兩類,每類分柔軟劑A劑(又稱初級光亮劑)和主光劑B劑(又稱次級光亮劑)。如果使用中間體配制光亮劑,掛鍍鎳時間2.5~3min即可達到全光亮(鏡面光亮)。從經濟成本核算,掛鍍鎳光亮劑為15元/L,比外購光亮劑45~50元/L的價格要降低3倍。中間體提供單位由浙江省瑞安市南方電鍍技術研究所(電話13806806441)全部優惠一次性配套供應。以下是2014年修改后的最新配方。
(1)掛鍍鎳光亮劑。
①A劑柔軟劑配方(初級光亮劑)。
BS1(糖精) 180g/L SSO3(低區走位劑、雜質容忍劑)
NS2 55g/L 8g/L
PS(低電區光亮劑、整平劑) 50g/L 配槽量 8~10mL/L
EX8(走位、去雜劑) 10g/L 消耗量 80~100mL/(kA·h)
②B劑主光劑配方(次級光亮劑)。
PPSOH(強整平劑) 150g/L TPP 1.5g/L
PPS(丙烷磺酸吡啶鹽)50g/L配槽量0.4~0.6mL/L
MPA 20g/L 消耗量 80~100mL/(kA·h)
PME(光亮劑) 65g/L
(2)滾鍍鎳光亮劑。
①A劑柔軟劑配方(初級光亮劑)
BS1(糖精) 170g/L EX8 10g/L
MS1 45g/L TPP(雜質容忍劑) 1g/L
PS(走位、光亮、整平、抗雜質、減脆性) 配槽量 8~10mL/L
50g/L 消耗量 180~220mL/(kA·h)
②B劑主光劑配方(次級光亮劑)。
PPSOH 150g/L PA 8g/L
MPA 20g/L TPP 0.8g/L
PPS 25g/L 配槽量 0.4~0.6mL/L
PME 45g/L 消耗量 180~220mL/(kA·h)
注意事項如下。
①當鍍層出現不良情況,可采用霍爾槽小試,及時按出現的現象對配方量進行調整。小試時溫度為工作溫度,電流2A,攪拌鍍5min,時間2~3min,應為全光亮,整平區應占2/3長度,一般操作3個月以上性能不變。
②維護成本低廉,大處理周期可延長至0.5~1年以上。
③防止光亮劑變質,一次用中間體以使用1~2個月為宜。中間體單獨保存,不易變質,可長期存放?;旌虾玫乃畡?,中間體在長期存儲中可能發生復雜的聚合氧化反應,色澤明顯加深,性能變差。而外購的光亮劑儲存時間長了,性能不如自己用中間體現用現配為好。
不銹鋼鍍光亮鎳工藝流程:有機溶劑除油→化學除油(氫氧化鈉40g/L,碳酸鈉30g/L,磷酸三鈉50g/L,OP-乳化劑3mL/L,溫度80~90℃,時間30min)→水洗→陰極電解活化(鹽酸水溶液1+1,室溫,DK 1~3A/dm2,時間5min,陽極布包炭精板)→閃鍍鎳(氯化鎳180~220g/L,鹽酸120g/L,室溫,電流密度4A/dm2,時間5~10min,陽極鎳板)→水洗→活化[硫酸5%(體積分數),時間5s]→水洗→鍍光亮鎳(時間5~10min,或按厚度所需時間)→水洗→鈍化(重鉻酸鉀150g/L,重鉻酸鈉150g/L,硫酸30~50mL/L,室溫,時間20~25s)→水洗→水洗→熱水洗→甩干→烘干→驗收。
不銹鋼鍍光亮鎳常見故障、可能原因及糾正方法見表4-23。
表4-23 不銹鋼鍍光亮鎳常見故障、可能原因及糾正方法

4.3.7.3 光亮鍍鎳液的大處理
光亮鎳液使用了一段時間后,由于光亮劑的分解產物所造成的有機雜質的積累,以及其他一些金屬雜質的污染,使鎳槽不能得到理想的光亮鎳鍍層,就要進行大處理。大處理的過程如下。
①用稀硫酸將鍍液pH降至3~3.5,(用3.5~5.4精密pH試紙測定)。
②加30%雙氧水2~4mL/L,攪拌30min,使有機雜質氧化分解至低分子,使二價亞鐵雜質氧化至三價鐵,便于沉淀。
③加熱鍍液至65~70℃,過量的雙氧水分解,維持60min,并攪拌溶液。
④一邊攪拌,一邊加新配制的氫氧化鎳或碳酸鎳,提高pH至5.5,以便沉淀三價鐵、鋅和銅等雜質。
氫氧化鎳或碳酸鎳由氫氧化鈉80g或碳酸鈉106g與280g硫酸鎳反應生成95.7g的氫氧化鎳或118.7g碳酸鎳,生成的副產物硫酸鈉用水清洗幾次,過濾棄去清液,得到綠色沉淀物即可應用。
⑤加QT去銅劑1~3mL/L,攪拌60min,使銅雜質沉淀。
⑥在攪拌下趁熱加入化學純粉末活性炭3~5g/L,繼續攪拌2h,使有機雜質被充分吸收,靜置12h后過濾。
⑦用硫酸調整pH至4~4.8。掛上鎳陽極板和陰極鐵板小電流電解鍍液,如電解得到色澤均勻的銀灰色,補充光亮劑恢復生產。如果電解出來的鐵板上為灰黑色或花斑色,說明鍍液中還有雜質存在,要通過小電流(DK=0.2~0.1A/dm2)繼續電解,時間直至得到均勻的銀灰色為止。必要時可用化學方法消除雜質的有害影響。
4.3.8 不銹鋼滾鍍光亮鎳
前面提到各種鍍鎳都是掛鍍鎳,要使不銹鋼采用滾鍍鎳,在前處理方面不能采用掛鍍鎳的方法,因為滾鍍鎳時在滾筒內因為電流密度都比較低,要通過活化和沖擊鍍鎳,它們所使用的電流密度都在4~5A/dm2之間,要達到活化和沖擊鍍完整的鎳層是無法實現的,保證不了預鍍鎳的要求,使不銹鋼上在預鍍鎳層上鍍鎳達不到要求。因此,滾鍍不銹鋼上的光亮鎳層,關鍵是選擇正確的預處理工藝,以保證后續的光亮鎳的光亮度和結合力。[2]
4.3.8.1 預鍍鎳槽使用KN-505添加劑
在本章的4.1.9節中介紹不銹鋼預鍍鎳添加劑KN-505,在使用的瓦特鍍鎳液或氨基磺酸鹽鍍鎳液中加入KN-505添加劑,就可以得到結合力良好的鍍鎳層。如果鍍鎳槽內含有光亮劑,也可得到光亮的鎳層。也可以在半光亮鎳中加入KN-505,作為預鍍半光亮鎳層,然后在不經水洗后直接鍍光亮鎳。但KN-505鍍鎳液為了保證結合力,pH必須維持在2.0左右,電流密度要求在1A/dm2即可。
4.3.8.2 采用10%硫酸溶液,加溫長時間活化后滾鍍鎳
不銹鋼表面存在的致密的氧化膜使基體與鍍液隔絕,活化的目的就是除去氧化膜,使鍍液和基體接觸,讓鍍鎳反應順利地在基體上進行,因此,活化是鍍鎳成功與否的關鍵。活化液用10%的硫酸溶液,為了提高活化效果,活化液溫度保持在50~60℃,在最初2min時,活化無任何跡象。活化可以在滾筒中進行,然后在鍍體表面開始有少量氣泡冒出,滾筒應為透明的塑料制成,可以明顯觀察到零件的反應情況,氣泡的冒出,表示有的地方氧化膜已經被活化反應掉,除銹液已經和基體接觸了,隨著反應的進行,氣泡越來越多,經過5min的活化,將滾筒取出,先在冷水中沖洗,馬上將滾桶中水瀝出后浸入鍍液中,立即帶電滾鍍鎳。試樣表面光亮鎳層出現。操作過程要快速,工件不可變干,以免表面再生成氧化膜,操作過程一定要仔細觀察,不可走過場。
4.3.8.3 趙政明等介紹不銹鋼滾鍍前處理工藝[42]
(1)不銹鋼滾鍍工藝流程一?;瘜W除油(一般常規堿性化學除油溶液及工藝條件)→熱水洗→冷水洗→浸蝕(硫酸70~90mL/L,硫酸鎂90~110g/L,室溫,3~10min)→水洗→入滾筒→活化[氯化鎳NiCl2·6H2O 160~200g/L,鹽酸(d=1.17)80~100mL/L,T20~40℃,活化時間:不通電10~15min]→預鍍鎳(陰極電流密度5~10A/dm2,電鍍時間2~6min,)→斷電出筒→回收→冷水洗→繼續鍍其他鍍層。
(2)不銹鋼滾鍍工藝流程二。化學除油(YB-5 100g/L,溫度15~80℃)→熱水洗→冷水洗→浸蝕(硫酸100mL/L,硫酸鎂80~100g/L,室溫,時間5~10min)→水洗→浸漬活化(乙酸50g/L,氟化銨50g/L,室溫,0.5~2min)→水洗→入滾筒→活化[氯化鎳60~200g/L,鹽酸(d=1.17)100mL/L,室溫,先不通電滾鍍5min]→預鍍鎳(開啟電流,50A/筒,每筒1~2kg電鍍時間10~15min)→斷電出筒→回收→冷水洗→繼續鍍其他鍍層。