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【摘要】介紹了鋼絲采用氯化物光亮鍍鋅工藝的特點(diǎn)、工藝規(guī)范、鍍液各成分 的作用及工藝條件。本工藝具有電流效率高、沉積速度快、鍍層結(jié)晶細(xì)致、外觀光亮以及維 護(hù)操作方便綜合生產(chǎn)成本較低等一系列優(yōu)點(diǎn)。
【主題詞】鋼絲 鍍鋅 工藝規(guī)范 緩沖劑 光亮劑
國內(nèi)鋼絲電鍍鋅以往多采用硫酸鹽鍍鋅工藝，硫酸鹽鍍鋅工藝雖然具有沉積速度快、生產(chǎn)成 本低等特點(diǎn)，但鍍層質(zhì)量卻無法和熱鍍相比。為了既能滿足鋼絲高速電鍍的需要，又要進(jìn)一 步提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，氯化物光亮鍍鋅工藝的開發(fā)為鋼絲鍍鋅創(chuàng)造了有利的條件 。從許多單位投產(chǎn)應(yīng)用的實(shí)踐來看，氯化物光亮鍍鋅用于鋼絲鍍鋅完全可以達(dá)到國家規(guī)定 的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，它既保持了硫酸鹽鍍鋅沉積速度快的優(yōu)點(diǎn)，而其外觀光亮程度是硫酸鹽鍍鋅所 無法比擬的，因此，氯化物光亮鍍鋅在鋼絲鍍鋅上推廣應(yīng)用具有廣闊的發(fā)展前景。
1 鋼絲電鍍鋅的特點(diǎn)
鋼絲電鍍鋅和一般機(jī)械零件電鍍鋅相比，有以下5個(gè)顯著特點(diǎn)：
①時(shí)間短。一般機(jī)械零件電鍍時(shí)間需10分鐘以上甚至半個(gè)小時(shí)，而鋼絲電鍍鋅僅為幾十秒鐘 。
②電流密度大。為了在極短的施鍍時(shí)間內(nèi)獲得足夠的鋅層厚度(或稱上鋅量)，鋼絲電鍍時(shí)必 須采用較高的陰極電流密度，通常為機(jī)械零件電鍍時(shí)的5～10倍。
③對(duì)鍍液分散能力和深鍍能力要求不高。一般機(jī)械零件幾何形狀復(fù)雜，為了獲得厚度比較均 勻的鍍層，鍍液需具有良好的分散能力和深鍍能力。由于鋼絲形狀簡(jiǎn)單，因而對(duì)鍍液的分散 能力和深鍍能力要求是不高的。
④濃差極化作用小。一般零件鍍鋅通常不附加陰極移動(dòng)裝置，即零件在鍍液中是靜止的，即 使附加陰極移動(dòng)裝置，速度也不可能太快。而鋼絲電鍍時(shí)一般是橫向從鍍液中高速穿過來實(shí) 施電鍍過程的，因而造成的濃差極化作用很小。
⑤陰陽極間距離小。一般機(jī)械零件電鍍時(shí)是垂直懸掛在鍍槽中間陰極杠上，陽極也是垂直分 掛在鍍槽兩側(cè)，陰陽極距離通常在20厘米左右。而鋼絲電鍍時(shí)是橫向從鍍液中穿過，鋅陽極 則鋪在槽底，陰陽極之間的距離僅為幾厘米。
通過以上對(duì)鋼絲電鍍鋅特點(diǎn)的分析可以看出，鋼絲鍍鋅完全照搬一般機(jī)械零件的氯化物光亮 鍍鋅工藝是不行的，而必須另辟蹊徑。根據(jù)鋼絲鍍鋅的特點(diǎn)，必須對(duì)現(xiàn)行的一般零件氯化物 光亮鍍鋅工藝進(jìn)行較大的改動(dòng)，從光亮劑上進(jìn)行篩選并加以改進(jìn)，研制出完全適合鋼絲電鍍 的氯化物光亮鍍鋅新工藝來。
2 實(shí)施鋼絲氯化物光亮鍍鋅的條件
鑒于鋼絲電鍍鋅的特殊要求，適用于鋼絲電鍍的氯化物光亮鍍鋅工藝必須具備以下條件：
①鋼絲電鍍鋅對(duì)鍍液的分散能力和深鍍能力要求不高，但要求施鍍時(shí)電流效率高、沉積速度 快。因此鍍液中的主鹽濃度應(yīng)盡可能提高密度以便施鍍時(shí)能在較大陰極電流條件下操作。
②因?yàn)殇摻z施鍍時(shí)間很短，因此鍍液中采用的專用光亮劑必須具備快速發(fā)光的特點(diǎn)，能在幾 十秒鐘內(nèi)充分發(fā)揮其作用。
③由于提高陰極電流密度需要，除鋼絲鍍鋅溶液中的主鹽濃度應(yīng)高于一般機(jī)械零件鍍鋅溶液 的濃度外，由于鋼絲鍍鋅一般為連續(xù)生產(chǎn)，鍍液容易升溫，特別在夏季生產(chǎn)時(shí)矛盾更為突出 。因此，對(duì)鋼絲氯化物光亮劑的適用溫度范圍要求較寬。
綜上所述，適合于鋼絲鍍鋅的氯化物鍍鋅光亮鍍鋅工藝除配方不同于一般零件鍍鋅外，采用 的專用光亮劑也要適合鋼絲鍍鋅的特點(diǎn)，它必須具備高效、強(qiáng)力、寬溫等優(yōu)異的性能，只有 這樣才能使氯化物光亮鍍鋅工藝在鋼絲電鍍鋅應(yīng)用上付諸實(shí)施。
3 鋼絲氯化物光亮鍍鋅工藝
3.1工藝流程
放線→冷水洗→酸洗→冷水洗→鍍鋅→回收→冷水洗→熱水洗→烘干→收線
3.2工藝規(guī)范
適合鋼絲鍍鋅的氯化物光亮鍍鋅工藝規(guī)范如下：
氯化鋅 120～
氯化鉀 200～220g/l
緩沖劑 20～40g/l
SZ光亮劑 12～15mg/l
pH值 4.8～5.6
溫度 室溫
陽極電流密度 1.5～3.0A/dm2
陰極電流密度 15～30A/dm2
3.3 各種成分的作用及工藝條件的說明
氯化鋅是本工藝的主鹽，濃度過低時(shí)，沉積速度慢，鍍層易燒焦。采用較高濃度可以提高電 流密度，加快沉積速度，但含量過高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致鍍層粗造。
氯化鉀主要起導(dǎo)電作用，并對(duì)鋅離子有微弱的絡(luò)合作用。氯化鉀含量高，導(dǎo)電性好，而且促 使鍍層結(jié)晶細(xì)致。但含量過高，效果也不明顯，而且在溫度較低時(shí)，會(huì)有結(jié)晶析出。
為了維持鍍液的pH值在最佳工藝范圍內(nèi)，在鍍液中需加入適量的緩沖劑。這樣可以促使鍍層 結(jié)晶細(xì)致、均勻光亮，對(duì)穩(wěn)定鍍液，提高鍍層質(zhì)量作用很大。緩沖劑根據(jù)貨源情況可以選用 硼酸、氯化銨、乙酸鹽或檸檬酸鹽等物質(zhì)。
SZ是鋼絲采用氯化物鍍鋅的專用光亮劑，是保證鍍層質(zhì)量的關(guān)鍵所在。前己述及，鋼絲鍍鋅 屬高速電鍍的范疇，鍍液速度較高，施鍍時(shí)鋼絲在鍍液中高速穿過，為了在極短的施鍍時(shí)間 內(nèi)沉積出足夠的鋅層厚度，必須采取較高的陰極電流密度進(jìn)行操作。因鋼絲幾何形狀簡(jiǎn)單， 對(duì)鍍液的分散能力和深鍍能力要求并不高，所以不能沿用一般的氯化物鍍鋅光亮劑，而應(yīng)該 采用適合于鋼絲高速電鍍的高效、強(qiáng)力、寬溫型的專用鍍鋅光亮劑，SZ既屬于此類光亮劑。
鍍液中未加入光亮劑時(shí)，雖然也能鍍?nèi)′\鍍層，但所得鍍層粗糙、灰白、鍍層外觀質(zhì)量較差 。當(dāng)鍍液中加入適量的光亮劑后，情況則發(fā)生了根本性的變化，鍍層結(jié)晶細(xì)致，均勻光亮， 外觀宛如鍍鉻。但光亮劑的含量一定要適量，含量低，光亮作用不明顯；含量過高，鍍層雖 然很高，但易發(fā)脆、脫皮。
SZ光亮劑分Ⅰ型Ⅱ型兩種，配槽時(shí)用Ⅰ型，平時(shí)補(bǔ)充用Ⅱ型，鍍液經(jīng)凈化處理后需適當(dāng)補(bǔ)充 Ⅰ型。
pH值的高低對(duì)本工藝的性能影響較大，pH＞6時(shí)，會(huì)產(chǎn)生氫氧化鋅沉淀，鍍層局部出現(xiàn)黑色 條紋；pH值低時(shí)，陽極溶解加速，電流效率下降。
溫度低于5℃時(shí)，電流密度不能開大，升高鍍液溫度可提高電流溫度并能改善鍍層的延展性 。SZ可以在寬廣的溫度范圍內(nèi)作用，在5～65℃范圍內(nèi)均可得到細(xì)致光亮的鋅鍍層。
陰極電流密度的大小隨溶液離子的多少，液溫的高低，光亮劑含量等條件而定。陰極電流密 度小，沉積速度慢，鍍層光亮度差；陰極電流密度過大，鍍層發(fā)脆，并易燒焦。
4 推廣應(yīng)用情況
鋼絲氯化物光亮鍍鋅十年多來經(jīng)過反復(fù)實(shí) 踐，不斷改進(jìn)，技術(shù)已日臻成熟。該新工藝已在天津、河北、內(nèi)蒙、山東、山西、浙江、安 徽、寧夏、吉林、湖北、廣東等省、市、自治區(qū)推廣應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效 益。
5 結(jié)論
鋼絲氯化物光亮鍍鋅新工藝和其它電鍍工藝相比，具有沉積速度快、鍍層質(zhì)量好、鍍液中各 種成分穩(wěn)定、操作維護(hù)方便等特點(diǎn)，而且綜合成本還有所下降，如原來就有電鍍作業(yè)的單位 ，可以沿用原有設(shè)備或只要稍加改造可以改為新工藝，大大節(jié)省設(shè)備投資。
