氯化钾镀锌作为取代氰化镀锌的较成功工艺之一,得到广泛应用。经30多年应用,越来越多的应用者逐渐认识到传统氯化钾镀锌工艺存在几大难题难以攻克:(1)镀层耐盐雾性能传统的氯化钾镀层及钝化层防蚀性能在各种镀锌工艺中处于较差地位。主要原因是为保证阴极极化,镀液中表面活性物质加入量很大,在镀层中的夹附量也很大,镀锌层纯度很差。在发生电化学腐蚀时, 因微电池作用,锌的腐蚀加快;钝化层中的有机夹杂也降低了其抗蚀力。在没能解决这一难题下的氯化钾镀锌工艺不适合于对防蚀性要求较高的汽车及电器产品镀锌。8834
(2)过多分解产物
传统的氯化钾镀锌添加剂因分解产物较多,很容易带入后续钝化工序,使得钝化层中因有机物夹附过多,蓝白钝化易泛彩、发花、发黄;白钝层易变灰暗,甚至长白灰、白毛;彩钝层色泽很易变淡,彩钝膜附着力远不如锌酸盐镀锌。同时,传统氯化钾镀锌添加剂过多有机分解产物成为电镀厂的废水处理的一大负担,即便采用成本高的活性炭处理也几乎无效,排放废水产生让人生厌的大量泡沫、必测指标化学耗氧量COD很易超标,阴离子表面活性剂ALS也易超标。
(3)去除铁杂质
传统氯化物镀锌工艺较易引入Fe (特别对滚镀),其与锌在高、中区易共沉积,造成钝化不良;彩钝层膜透明度差,易显乌暗;白钝化层易发乌黑而白度不够;蓝白钝化层易泛黄、发花等。令电镀厂万分苦恼的是明知道问题是铁杂质超标,他们唯一能做到的是对槽液进行大处理,每次大处理需要新补充的材料成本消耗让人心疼,更让人烦心的是这只是走向下一次大处理的开始,因为随着每天生产的继续,铁杂质含量还是不可避免地增加到影响镀件质量,于是再次陷入一个新的恶性循环。
1.6氯化钾镀锌工艺的发展趋势
镀锌层作为性能优良的防护性镀层,需求量剧增。随着对其防腐性能要求的提高,对镀层及后处理剂的要求也提出了更高的要求。众所周知,镀层的质量一般是由添加剂的优劣,及槽液中主盐、有机杂质和金属杂质的控制而决定。随着对环境保护力度的加大,推行清洁生产势在必行。氰化物镀锌的淘汰正日益临近,氯化钾镀锌作为可代替的成熟工艺之一,在某些性能方面显示其独特的优势。目前生产中应用的氯化钾镀锌添加剂种类很多,它们一般都是由主光亮剂、载体光亮剂和辅助光亮剂三个组份构成的。主光亮剂一般都以芳香醛类或芳香酮类为主,吸附在阴极表面,增大阴极极化,使镀层结晶细致、光亮。由于主光亮剂不溶于水,必须加入载体光亮剂,使主光亮剂在载体光亮剂的增溶作用下,分散在电镀液中发挥作用[2]:
(1)苄叉丙酮
与载体光亮剂、辅助光亮剂配合,能得到光亮度、整平性好的镀层。含量低时镀层粗糙,光亮度差,含量高时镀层脆性大,容易起泡,低电流区有漏镀故障,一般当Hw适量时镀层很白亮时偏高, 当镀层表面呈微棕色时为适当。开缸时 0.13 ~0.35 g/L 为好[3]。
(2)平平加
起到载体光亮剂的作用。氯化钾所采用的主光亮剂不溶于水,必须加入一定量的助剂,使主光亮剂在助剂的增容作用下,呈极高的分散度分散在电解液中,才能在电镀过程中发生作用。这些助剂就称为载体光亮剂,它们都是非离子型的表面活性物质,其亲水集团向着溶液,憎水急湍向着不溶于水的主光亮剂。选用载体光亮剂时应选聚合度高的,因为聚合度越高的表面活性物质,亲水性越好,浊点越高,对主光亮剂的增容效果越好。
载体光亮剂除了对主光亮剂的增容作用外,还能吸附在阴极表面,降低阴极如溶液的界面张力,增加润湿性,消除镀层针孔,并增大阴极极化,使镀层结晶细致光滑。
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