適合于白鈍和蘭白鈍化的堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝
前言
堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝具有鍍液組成簡單、結晶細致、鍍層易于彩色和黑色及軍綠色鈍化，鍍層的彩色鈍化膜不易變色，以及電鍍廢水處理簡單等優點。近年來經過廣大電鍍界同仁的不懈努力，該工藝的各項性能有了長足的進步，尤其是近年來各種新型堿性鋅酸鹽光亮劑的問世，使該工藝的深鍍能力和均鍍能力及鍍層光亮度，均比氰化物鍍鋅和老的堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝（以DPE+BPC(48%)等為添加劑的工藝）有了很大提高。新型高性能堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝，特別適應于白鈍和蘭白鈍化，能比較好地解決白鈍化和蘭白鈍易發黃的缺陷。
1. 堿性鋅酸鹽鍍鋅光亮劑
堿性鋅酸鹽鍍鋅的關鍵是研制開發合適的添加劑，只有有了性能優異的添加劑，才能有高性能的堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝。LAN-2006高性能環保鋅工藝是21世紀最新無氰鍍鋅技術之一，較好地解決了因鍍層高光亮、鍍層厚度過高造成的脆性問題，鍍層的厚度更加均勻，鍍液的耐溫性更佳，可以在較高溫度（在48℃亦能得到光亮及裝飾性鍍層）進行生產；該工藝具有優秀的低電流區覆蓋能力及均度能力，高電流區（4A/d㎡）與低電流區（0.2 A/d㎡）鍍層厚度比在1.5-2，傳統的堿性鋅酸鹽鍍鋅與氰化鍍鋅比比值一般在3左右，大大地節省鋅的耗量，節約成本，對鍍液中的異金屬雜質有良好的容忍性。
2. 工藝配方及操作條件
LAN-2005工藝
參數 | 范 圍 | 標 準 |
金屬鋅（g/L） | 8-14 | 10 |
氫氧化鈉（g/L） | 100-140 | 120 |
LAN-2006開缸劑（ml/L） | 12-14 | 14 |
LAN-2006光亮劑（ml/L） | 3-6 | 4 |
LAN-2005凈化劑（ml/L） | 0-1 | 1 |
LAN-2005調節劑（ml/L） | 2-6 | 4 |
溫度(℃) | 10-50 | 25 |
Dk(A/d㎡) | 0.5-8 | 4 |
1.3 添加劑的主要作用
1.3.1 LAN-2006開缸劑
開缸劑主要由大分子聚胺類化合物和聚尿類化合物組成，可使得鍍層高低電流密度區光澤均勻，鍍層的均鍍能力和覆蓋能力優良，鍍液中開缸劑含量的多少會直接影響高電流區與低電流區鍍層的厚度比值，并影響鍍層的內應力，開缸劑主要使鍍層產生壓內力，可在寬范圍內調節鍍層的走位，光亮和延展性，消耗量為80-120mL/KAH。鍍厚鋅（≥25μM）時，可適當提高開缸劑用量。
1.3.2 LAN-2006光亮劑
光亮劑由吡啶衍生物與 的合成物及適量聚乙烯亞胺衍生物等組成。主要作用是提高鍍層的光亮度，但此類物質在鍍液中的含量過高時，會產生張應力，易產生條紋，適當的開缸劑與光亮劑的匹配可使鍍層應力降為最低，消耗量60-100 mL/KAH。
LAN-2006凈化劑主要由含硫化物和含巰基的有機化合物組成，用于提高鍍層的光亮度，消除中低電流區發暗的現象，排除少量金屬雜質的影響，用量由雜質的多少和水的硬度來決定。
3. 堿性鋅酸鹽鍍鋅溶液中雜質的控制
氫氧化鈉最好選用精制級，工業級的要求純白無雜色，略帶黃色或淡紅色的氫氧化鈉最好不用【1】。鋅陽極應選用高純度的鋅錠，一般為0#鋅錠，W（Zn）≥99.95%，低純度的鋅陽極雜質含量較高，會產生各種各樣的電鍍故障，特別是蘭白鈍化或白鈍更會帶來致命的影響。氧化鋅的純度要求99.9%，其中W（Pb）≤0.002%，W(Ca)≤0.005%。
配制鍍液可采用溶鋅法，水質最好是去離子水，井水等高硬度水源是不能使用的。鍍液最好采用連續過濾，采用連續過濾不僅能大大減小光亮劑，開缸劑的消耗量，同時對保證鍍層獲得良好的蘭白鈍化外觀和白鈍化外觀是至關重要的。
4．幾種鍍鋅溶液的鍍液和鍍層性能比較
我們對氰化物鍍鋅，以DPE+BPC（48%）等為添加劑的堿性鍍鋅及本工藝就鍍液性能，鍍層性能力等幾個方面進行了簡單比較，見表1和表2。
表1 鍍層性能比較表
鍍層種類 試驗項目 | DPE+BPC（48%）等 堿性鋅酸鹽工藝 | 氰化物鍍鋅 | 本工藝 | |
表面狀態 | 光亮細致 | 光亮細致 | 光亮細致 | |
金相結構 | 柱狀結晶 | 纖維柱狀結晶 | 柱狀結晶 | |
顯微硬度HV | 82—105 | 70—91 | 80—95 | |
含氫量ml/1000g | 4.0 | 2.5 | 3.0 | |
含碳量% | 0.45 | 0.25 | 0.35 | |
與基體結合力 | 25um 200℃加熱2小時冷卻無起泡脫皮開裂 | 25um 200℃加熱2小時冷卻無起泡脫皮開裂 | 25um 200℃加熱2小時冷卻無起泡脫皮開裂 | |
鍍層脆性 | 彎曲90° | 無裂紋 | 無裂紋 | 無裂紋 |
反復彎曲90° | 無裂紋 | 無裂紋 | 無裂紋 | |
反復彎曲多次直至斷裂 | 不脫落 | 不脫落 | 不脫落 | |
耐磨性能 | 5%鹽霧試驗24小時 | 5%鹽霧試驗24小時 | 5%鹽霧試驗24小時 | |
白鈍化性能 | 評為1—2級 | 評為1—2級 | 評為1—2級 | |
白鈍后發黃 | 好 | 好 | ||
蘭白鈍外孔 | 易發黃 | 好 | 好 | |
實踐表明，新型堿性鋅酸鹽工藝不論其鍍液和鍍層性能都已達到或部份已超過了氰化物鍍鋅，LAN—2005堿性鋅酸鹽鍍鋅，宜于接受各種鈍化，需要特別指出的是本工藝所獲鍍導層十分適合于進行蘭白鈍化和白鈍化，蘭白鈍化和白鈍化的外觀已非常接近氰化物鍍鋅。
工藝品流程：化學除油→水洗→水洗→水洗→酸洗→水洗→水洗→電解除油→水洗→水洗→活化→水洗→水洗→堿性鋅酸鹽鍍鋅→水洗→水洗→出光→水洗→蘭白鈍化或白鈍化→水洗→水洗→80℃熱水燙干→快速干燥
三價鉻蘭白鈍化：BW—38A 15g/L ； BW—38B 1g/L
HNO3 2.5—3.5 ml/L ； PH 1.8-2.5
溫度 10—35℃ ； T 10—20s
白鈍化: BDJ白鈍劑 40—50 g/L ； PH 3.5—4.5
溫度 10—35℃ ； T 5—15s
要使堿性鍍鋅的蘭白鈍化或白鈍化外觀感良好，必須保持鍍液本身干凈（最好連續過濾），同時注意鍍層的光亮一般即可，通過良好的出光來保證鍍層潔白外觀，清潔水的硬度不能過高，熱水燙后快速干燥。當然配制鈍化液最好用純水（去離子水），井水等高硬度水源是絕對不允許使用的，否則會大大影響鍍層的外觀色調。另外，堿性鋅酸鹽白鈍或蘭白鈍的外觀要好，還可以cong 以下三個方面著手：1.鍍層出光后盡量白，即和使用光亮劑體系有關；2.在硝酸出光液中加入添加劑使出光后比普通硝酸出光更白一些；3.對鈍化進行改進，添加能增白的成分，減少白鈍化和蘭白鈍發黃的概率。
表2 鍍液性能比較
鍍液種類 電鍍液性能 | DPE+BPC（48%）等的鍍液 | 氰化物鍍鋅液 | 本工藝鍍液 |
Dk范圍(A/d㎡) | 0.5-5 | 0.5-5 | 0.5-8 |
溫度范圍（℃） | 10-40 | 10-40 | 10-50 |
分散能力（以高低區鍍層比值計） | 2.5-3 | 3-3.5 | 1.5-2 |
深鍍能力 | 35 | 34 | 40 |
hk0.5-5A/d㎡ | 65 | 81 | 75 |
沉積速度um/小時 | 25-30 | 30-38 | 30-35 |
溶液成本元/L | 0.8-0.9 | 1.2-1.5 | 0.9-1.2 |
電鍍液維護要求 | 較高 | 一般 | 較高 |
對前處理要求 | 嚴格 | 一般 | 嚴格 |
電鍍液的穩定性 | 穩定 | 穩定 | 穩定 |
廢水處理 | 調節pH沉淀 | 困難 | 調節pH沉淀 |
鍍液毒性 | 基本無毒 | 劇毒 | 基本無毒 |
對環境的影響 | 很小 | 很大 | 很小 |
在測定高電流區（4 A/d㎡）與低電流區（0.2 A/d㎡）鍍層厚度比值時，影響比值的因素很多，例如，氫氧化鈉含量，鋅離子含量，異金屬和有機雜質，鍍液溫度均有影響，對其影響最大的是開缸劑，光亮劑的配比及含量，因此可以通過測此比值來確定鍍液中的開缸劑，光亮劑等添加劑的增減。
5. 結論
（1）LAN-2006工藝具有優異性能，各項指標幾乎全部達到或超過了氰化物鍍鋅。
（2）LAN-2006工藝適合于進行白鈍化和蘭白鈍化，較好地解決了白鈍化和蘭白鈍膜易發黃的毛病，為更好地推廣堿性環保鋅，提供了可靠保障。
參考文獻
1.周長虹.陳松.淺談堿性鋅酸鹽鍍鋅光亮劑.電鍍與環保.2006.26（6）；10
