??
王宗雄1礴，儲榮邦2，倪孝平3
(1．寧波市電鍍行業(yè)協(xié)會，浙江寧波315016;2．南京虎踞北路4號6幢501室，江蘇南京210013；
3．湖州金泰科技股份有限公司，浙江湖州313001)
摘要：歸納了鋅合金前處理的──般工序，包括研磨止拋光、除油、超聲波除蠟等。介紹了常見的鋅合金電鍍銅──鎳──鉻及鍍金的工藝，以及某公司在鋅合金件上電鍍仿金、鉻、古銅、黃古銅、紅古銅、珍珠鎳等工藝的流程及鍍液配方。給出了鋅合金上銅、鎳、鉻鍍層的退除方法。
關(guān)鍵詞：鋅合金；電鍍；銅；鎳；鉻；仿金；退鍍
中圖分類號：TQ153.15 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
文章編號：1004 - 227X (2012) 05 - 0018 - 05
1前言
鋅鋁壓鑄件是──種以鋅為主要成分的壓鑄零件。這種零件表面有──層很致密的表層，里面則是疏散多孔結(jié)構(gòu)，又是活潑的兩性金屬。所以，只有采用適當(dāng)?shù)那疤幚矸椒ê?a href="http://hdampjb.cn/tech/list/328/" target="_blank">電鍍工藝，才能確保鋅合金上的電鍍層有良好的附著力，達(dá)到合格品的要求。
2電鍍用鋅合金材料[1]
電鍍常用的鋅合金材料為ZA4-1，其主要成分為：鋁3.5%～4.5%，銅0.75%～1.25%，鎂0.03%～0.08%，余量為鋅，雜質(zhì)總和≤0.2%。而925牌號的鋅合金含銅量高，也易于電鍍。通常，鋅合金的密度為6.4～6.5 g/cm3，若密度<6.4 g/ cm3，電鍍后易發(fā)生起泡和麻點(diǎn)。總之，選材時(shí)務(wù)必嚴(yán)格把關(guān)。另外，壓鑄時(shí)模具必須設(shè)計(jì)合理，避免給電鍍帶來難以克服的缺陷（如麻點(diǎn)）。
3鍍前處理
3.1研磨、拋光
切勿破壞致密表層，若暴露出內(nèi)層多孔疏松結(jié)構(gòu)，則無法獲得結(jié)合力良好的鍍層。
3.2除油
鋅合金對酸、堿敏感，選擇去油劑時(shí)應(yīng)有所要求。常用E88鋅合金電解除油粉或SS浸洗除油粉（安美特公司產(chǎn)品）。
3.3超聲波除蠟
高檔產(chǎn)品常選用“開寧”公司的鋅合金除蠟水。
3.4陰極電解除油
常用E88或ES鋅鑄件電解除油粉。自配的除油劑必須加入適量的金屬配位劑，防止金屬沉積到零件表面，從而避免發(fā)花。陰極電解除油時(shí)要采用循環(huán)過濾。
3.5工藝流程
化學(xué)除油──超聲波除油──電解除油──浸蝕活化（硫酸5～10 mL/L+氫氟酸10～20 mL/L，pH控制在0.5～1.5，視工件外形復(fù)雜性而定；室溫，10～30 s至剛開始全面反應(yīng)產(chǎn)生氣泡后立即取出零件，然后徹底清洗干凈）。
3.6熱濃硫酸除蠟除油[2]
為減少工序和時(shí)間，在投資少、見效快，操作方便、穩(wěn)定的條件下，鋅鑄件經(jīng)磨拋光后（零件必須干燥！）采用濃硫酸加熱脫水除油；而鋅合金鑄件在熱的濃硫酸中除油快，又不會受腐蝕。熱濃硫酸除蠟除油配方及其操作條件為：80～90 ℃，3～5 min。
鋅合金電鍍半自動線上的前處理部分（保證工件表面清潔）分為上掛、除蠟、陰陽極電解除油、水洗等9個(gè)工序，電鍍部分包括弱浸蝕、水洗、預(yù)浸、堿銅、焦銅、酸銅、水洗、半亮鎳、亮鎳、鎳封、珍珠鎳、鍍鉻、回收等37個(gè)工序，電鍍后處理部分為還原去Cr (vD、水洗、熱水洗、下掛和烘干這5個(gè)工序。
5鋅合金電鍍銅──鎳──鉻的工藝流程
超聲波除蠟──熱水洗(75 ℃)-化學(xué)除油──熱水洗──三級逆流清洗──陰極電解除油──熱水洗──三級逆流清洗──酸浸蝕(體積分?jǐn)?shù)為2%的硫酸+體積分?jǐn)?shù)為2%的氫氟酸，室溫，析出氣泡后停留2 s)-_級逆流清洗──預(yù)浸（氰化鈉50 g/L，室溫，10 s）-氰化鍍銅（氰化亞銅30 g/L、氰化鈉45 g/L、酒石酸鉀鈉20 g/L，50 ℃，3 min，Jk=1.0 A/dm2)──回收──三級逆流清洗──酸活化（體積分?jǐn)?shù)為10%的硫酸，室溫，0.5 min;下同）──三級逆流清洗──焦磷酸鹽鍍銅（焦磷酸銅65 g/L、焦磷酸鉀300 g/L、氨水3 mL/L、光亮劑適量，56 ℃，15 min，Jk=2A/dm2，pH=8.8) -回收──三級逆流清洗──酸活化──三級逆流清洗──硫酸鹽鍍銅（硫酸銅200 g/L、硫酸60 g/L、氯離子60 mg/L、光亮劑適量，23 ℃，15min，Jk=3.5 A/dm2)_回收──三級逆流清洗──酸活化──三級逆流清洗──硫酸鹽鍍鎳（硫酸鎳200 g/L、氯化鎳60 g/L、硼酸50 g/L、光亮劑適量，50 ℃，10 min，pH= 4.6，Jk=4A/dm2)_回收──三級逆流清洗──酸活化──三級逆流清洗──鍍白鉻(鉻酸酐230 g/L、硫酸2.3 g/L、三價(jià)鉻3 g/L、添加劑2.3 g/L，45 ℃，1min，Jk= 20 A/dm2)──回收──三級逆流清洗──六價(jià)鉻還原(亞硫酸氫鈉30 g/L，室溫，1 min)──三級逆流清洗──超聲波洗凈──三級逆流清洗──酸中和(分?jǐn)?shù)為5%的硫酸，室溫，0.2 min)──三級逆流清洗──熱純水洗(70 ℃，1 min) -烘干(100 ℃，25 min) -下架──檢驗(yàn)──包裝──入庫。
6鋅壓鑄潔具件鍍金工藝流程（清洗工序略）
研磨后拋光──溶劑（汽油）去油──晾干──除油(磷酸三鈉30 g/L、“999”清洗劑10 mL/L) -活化(硫酸10 mL/L、氫氟酸10 mL/L) -預(yù)鍍氰銅10 min[氰化亞銅60 g/L，游離氰化鈉與亞銅離子的質(zhì)量比為(0.35～0.45)：1，Jk= 0.75～1.2 A/dm2]_焦磷酸鍍銅[焦磷酸銅60 g/L，焦磷酸鉀260 g/L，磷酸氫二鈉50 g/L，溫度45～55 ℃ (48～52 ℃最佳)，時(shí)間40 min，以=0.55～0.65 A/dm2 (0.60 A/dm2最佳)；復(fù)雜件宜0.50 A/dm2電鍍1h] ──活化（硫酸10 mL/L，pH為3左右）亮鎳(10 min) ──鍍金(氰化金鉀8 g/L，檸檬酸鉀100 g/L，酒石酸銻鉀0.70 g/L，Jk= 0.3 A/dm2，1 min)。
7鋅合金壓鑄件鍍銅工藝流程
7.1前處理
7.1.1 研磨拋光
(1)磨拋時(shí)不允許將壓鑄件致密表層拋磨盡；
(2)盡可能做到即拋即電鍍，擱置時(shí)間不要超過12 h，否則鍍前必須“拉白粉”：
(3)不得碰撞、碰傷零件表面。
7.1.2 除油
(1)化學(xué)除油：碳酸鈉15 g/L，磷酸三鈉15 g/L，焦磷酸鈉8 g/L，888金屬凈洗劑5 mL/L; 30～80 ℃;1 min。
(2)電解除油：碳酸鈉15 g/L，磷酸三鈉15 g/L(每日添加0.625 g/L)，焦磷酸鈉8 g/L，888金屬凈洗劑0.5 mL/L; 35～60 ℃; Jk=3～5A/dm2;t（陰極電解）：T（陽極電解）= 30 s：(1～2 s)，或先化學(xué)浸漬40 s，然后陰極電解除油20 s。
(3)除油后工件不允許有油花、黑斑、油灰存在，表面應(yīng)被水潤濕。
7.1.3 活化浸酸
硫酸5～10 mL/L，氫氟酸10～20 mL/L，時(shí)間10。30 s（至剛開始全面反應(yīng)產(chǎn)生氣泡則立即取出、清洗）。每日工作后加硫酸0.1 mL/L、氫氟酸0.035 mL/L。
7.1.4 其他前處理
包括化學(xué)拋光、去除表面黑膜等工藝。
7.2電鍍銅工藝
7.2.1 預(yù)鍍氰化銅
經(jīng)活化酸蝕、清洗后，工件先在10 g/L氰化鈉溶液中活化，不經(jīng)清洗直接入氰化鍍銅槽。
氰化鍍銅的鍍液組成及其操作條件為：氰化亞銅35 g/L，游離氰化鈉8～12 g/L(亞銅離子與游離氰的質(zhì)量比為1：(0.5～0.6))，碳酸鈉30～60 g/L (30 g/L最佳)，焦磷酸鉀10～20 g/L; pH:- 10.5; 50～60 ℃ (55 ℃最佳)；以=3～4 A/dm2;時(shí)間l min（適合鍍焦銅加厚，如用酸銅，預(yù)鍍時(shí)間必須延長）。
7.2.2 焦磷酸鹽鍍銅
焦磷酸銅70～100 g/L，焦磷酸鉀300～400 g/L，磷酸氫二鈉（開缸用）30～40 g/L; pH=8.5～9.2; 40～50 ℃; Jk= 0.7～1.2 A/dm2; 40 min（銅層至少7μm以上）。
控制要點(diǎn)：
(1)焦磷酸根與二價(jià)銅離子的質(zhì)量比控制在(7.0～7.5)：1；
(2)工作結(jié)束后，應(yīng)每日適量加入0.05～0.10 mL/L雙氧水；
(3)鍍液每周化驗(yàn)2次，及時(shí)補(bǔ)加化工原料。
8鋅合金壓鑄件鍍Cu/Ni/Cr裝飾性組合鍍層的注意事項(xiàng)
鋅鑄件在預(yù)鍍銅后，可按需電鍍其他組合鍍層，如銅、鎳、鉻等。
鍍亮鎳時(shí)需注意以下事項(xiàng)：
(1)應(yīng)長期保持鎳缸溫度在40 ℃以上；
(2)光亮劑必須以通電量來控制，一般每10 A•h
補(bǔ)給新配槽用量的1/4，宜少加、勤加；
(3)嚴(yán)格控制pH。pH應(yīng)經(jīng)常采用5%硫酸或3%氫氧化鈉溶液加以微調(diào)，不可猛調(diào)。
若一步法套鉻不換掛具，則掛具在每次使用前必須在5 g/L焦亞硫酸鈉(pH<3)的水溶液中浸漬，或在700 ml/L鹽酸+2 mL/L雙氧水的溶液中退除鉻層，并徹底清洗。
9某公司各種鋅合金件電鍍工藝
9.1各種電鍍工藝流程
(1)花色電鍍：工件──脫油粉熱脫──超聲波去油（用除蠟水、除油粉）──陰極電解除油（用電解除油粉）──二級逆流清洗──硫酸陰極電解活化──三級逆流清洗──氰化鍍銅──回收──三級逆流清洗──活化──三級逆流清洗──酸性鍍銅──回收──三級逆流清洗──活化──光亮鍍鎳──回收──三級逆流清洗──花色電鍍。
以下工藝的前處理與工藝(1)花色電鍍前的工序相同。
(2)鍍仿金：工件──仿金（氰銅鹽）──回收──三級逆流清洗──電解鈍化──回收──三級逆流清洗──純水洗──熱純水洗──烘干──檢驗(yàn)──噴漆──烘干──檢驗(yàn)、包裝。
(3)鍍鉻：工件──鍍鉻──二級回收──還原（焦亞硫酸鈉）──二級逆流清洗──三級逆流清洗──純水洗──熱純水洗──烘干──檢驗(yàn)──包裝。
(4)古銅：工件──厚青銅──回收──三級逆流清洗──鍍黑鎳──回收──純水洗──熱純水洗──烘干──拉絲──檢驗(yàn)──噴漆──烘干──檢驗(yàn)、包裝。
(5)黃古銅：工件──厚青銅──回收──三級逆流清洗──鍍黑鎳──回收──純水洗──熱純水洗──烘干──拉絲──檢驗(yàn)──噴漆時(shí)加色漿──烘干──檢驗(yàn)、包裝。
(6)紅古銅：工件──酸銅──回收──三級逆流清洗──鍍黑鎳──回收──純水洗──熱純水洗──烘干──拉絲──檢驗(yàn)──上電泳漆──烘干──檢驗(yàn)、包裝。
(7)珍珠鎳：工件──鍍珍珠鎳──回收──三級逆流清洗──電解鈍化──回收──三級逆流清洗──純水洗──熱純水洗──烘干──檢驗(yàn)──噴漆──烘干──檢驗(yàn)、包裝。
(8)鎳?yán)z：工件──鍍鎳──回收──三級逆流清洗──烘干──拉絲（仿不銹鋼）──噴漆──烘干──檢驗(yàn)──包裝。
(9)珍珠仿金：工件──鍍珍珠鎳──回收──三級逆流清洗──鍍仿金（氰銅鹽）──回收──三級逆流清洗──電解鈍化──回收──三級逆流清洗──純水洗──熱純水洗──烘干──檢驗(yàn)──噴漆──烘干──檢驗(yàn)、包裝。
(10)珍珠拉絲金：工件──鍍珍珠鎳──回收──三級逆流清洗──酸活化──清洗──仿金（氰銅鹽）──回收──三級逆流清洗──電解鈍化──回收──三級逆流清洗──純水洗──熱純水洗──烘干──拉絲──檢驗(yàn)──噴漆──烘干──檢驗(yàn)、包裝。
9.2各工序具體溶液組成及其操作條件
9.2.1 熱脫
強(qiáng)力脫脂劑30～80 g/L，氫氧化鈉20 g/L，50～70 ℃,3～5 min。
9.2.2 酸除油
酸洗除油除銹劑30～50 mL/L，工業(yè)硫酸100～150 mL/L，工業(yè)鹽酸200～300 mL/L，室溫，2 min。
9.2.3 超聲波除油
除蠟水30～50 g/L，60～70 ℃，l～3 min。
9.2.4 電解除油
脫脂劑60～80 g/L，60～70 ℃，6A/dm2，3～5 min。
9.2.5 酸活化
工業(yè)鹽酸500～700 mL/L，室溫，1 min。
9.2.6 氰化鍍銅
氰化亞銅30 g/L，氰化鈉45 g/L，酒石酸鉀鈉20～40 g/L，氫氧化鈉8～10 g/L，40～50 ℃，2.5 A/dm2，1～2 min。
9.2.7 光亮酸銅
硫酸銅200 g/L，硫酸60 g/L，氯離子60 mg/L，25 ℃，3～5 A/dm2。
9.2.8 全光亮鎳
硫酸鎳280 g/L，氯化鎳60 g/L，硼酸55 g/L，55 ℃，pH 4.2，5～8 A/dm2。
9.2.9 冷脫
脫脂劑150 g/L，室溫，2～8min。
9.2. 10熱脫
脫脂劑30～80 g/L，60 ℃，5～10 min。
9.2. 11 陰極電解
脫脂劑50 g/L，60 ℃，2～5A/dm2。
9.2. 12仿金
78#青銅鹽100 g/L，氯化銨2～3 g/L，20～50 ℃，2.5～3.0 V,1～2 min。
9.2. 13電解鈍化
電解鈍化粉70 g/L，25～35 ℃，波美度7～90Be，1～2 min。
9.2. 14鍍鉻
鉻酸酐180 g/L，三價(jià)鉻1～3g/L，硫酸0.9 g/L，701 45 mL/L, 38 ℃,7～10 A/dm2。
9.2. 15還原
焦亞硫酸鈉30 g/L或亞硫酸氫鈉10～30 g/L，室溫，時(shí)間3s。
9.2. 16厚青銅
氰化亞銅25～30 g/L，氰化鋅5～9 g/L，氰化鈉15～20 g/L，氯化銨3～5 g/L，36～40 ℃，2.5～5.0 V，20～25 min。
9.2. 17黑鎳
硫酸鎳75 g/L，硫酸鋅37.5 g/L，硫酸鎳銨45 g/L，
硫氰酸鈉15 g/L，室溫，pH 5，0.05～0.20 A/dm2。
9.2. 18珍珠鎳
硫酸鎳450 g/L，氯化鎳60 g/L，硼酸35 g/L，沙劑（按說明書添加），58 ℃，8V，pH 4.8，6 min。
9.2. 19鍍鎳前活化
硫酸5%（體積分?jǐn)?shù)），室溫，波美度1～20Be，5～8 S。
9.2. 20電解活化
硫酸5%（體積分?jǐn)?shù)），室溫，1～2A/dm2，2～5 min。
10鋅合金件鍍層的退鍍工藝
10.1化學(xué)法退除鎳、銅鍍層（配方1）
特點(diǎn)：室溫下操作黃煙少，鋅合金件基體腐蝕少（操作得當(dāng)則基體不腐蝕）。
10.1.1 退鍍液配方
退鍍液組成為V（硫酸）：V（硝酸）：V（退鍍劑）=3：1：4。其中，退鍍劑為丁炔二醇水溶液，其配制方法如下：熱水中加入丁炔二醇2 000 g，溶解成25 L丁炔二醇水溶液，攪拌溶解即可，其中丁炔二醇質(zhì)量濃度為80 g/L。
配制退鍍液時(shí)，先將硫酸倒入容器，在容器外通水冷卻，倒入硝酸，待溫度降低后，滴加退鍍劑（速度要慢，逐滴加入，防止沸騰）。
退鍍時(shí)間視具體產(chǎn)品鍍層情況而試驗(yàn)決定，一般為2～4 min。
10.1.2除黑膜
鋅合金退鍍后會產(chǎn)生一層黑膜，可采用退除黑膜洗白處理工藝。
對于一般產(chǎn)品，除黑膜有以下方法：
(1)洗白溶液用燒堿、氰化鈉各30 g/L配制，在室溫下退除黑膜。
(2)多數(shù)電鍍廠采用防染鹽S及氰化鈉各70～80 g/L（鋼鐵件退鎳藥水），在室溫下浸洗，退除黑膜后即可進(jìn)入電鍍程序。
(3)防染鹽S 50 g/L+氰化鈉10 g/L+硝酸l mL/L，室溫下處理1～2 min。
防染鹽S可吸附零件表面的灰黑色粉膜，使表面呈現(xiàn)純潔的鋅合金；氰化鈉對鋅合金表面起活化作用；微量硝酸可促進(jìn)防染鹽S的持續(xù)作用。
對于要求高的產(chǎn)品，可拋光精飾一下再進(jìn)入電鍍程序。
10.2化學(xué)法退除鎳鍍層和銅鍍層(配方II)
退鍍液配方為1L濃硫酸+1.5 L藥水+200～300 mL硝酸。室溫下處理1～2 min。其中藥水由700 g硫脲溶解于25 L水中配制而成。
配制退鍍液時(shí)，按比例先放藥水，然后緩慢加入硫酸，最后緩慢加入硝酸（逐滴加入），嚴(yán)防沸騰。
液面下降、溶液減少時(shí)，應(yīng)加入預(yù)先配好并已冷卻至室溫的退鍍液作為補(bǔ)充。退速減慢時(shí)可加少量硝酸，切勿加得過多，否則零件爛毛。
鋅合金退鍍后除黑膜洗白處理工藝與10.1.2相同。
10.3組合退鎳鍍層和銅鍍層配方（選用）
在配方II的硫脲藥水中加入配方I的丁炔二醇4～5 g/L，即配方II中的藥水由700 g硫脲和100～200 g丁炔二醇（先用熱水溶解）配成25 L待用。采用該配方時(shí)，退鍍速度加快，且降低了成本，既克服配方I易升溫而影響退鍍操作，泡沫多的缺點(diǎn)，又克服配方II易退毛的缺陷。
10.4電解退除鍍鉻層
一般零件可用鹽酸直接退去鍍鉻層。為縮短零件與鹽酸接觸的時(shí)間，應(yīng)先把鹽酸加溫至40～50 ℃。
復(fù)雜零件必須用電解法退除鍍鉻層，其最大的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單，速度快，、不腐蝕基體。
方法一：純堿70～100 g/L，三乙醇胺1～2 mL/L，
室溫，Ja=2～3A/dm2。
方法二：無水碳酸鈉20～50 g/L（去離子水配制），室溫，Ja=2～3A/dm2。重鍍前，要進(jìn)行活化處理。
10.5安全提醒
因退鍍液用硫酸、硝酸和水配制，反應(yīng)劇烈，易噴濺到人身上，必須注意操作順序，一定要安全生產(chǎn)，防止意外傷害。
參考文獻(xiàn)：
[1]汪岳明，關(guān)于鋅及鋁合金電鍍的──些經(jīng)驗(yàn)和體會[J]，表面工程資訊，2010, 10 (4): 14-15．
[2]沈品華，儲榮邦，張立茗，等．現(xiàn)代電鍍手冊[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010: 6-56-6-82.
