鍍鋅工藝主要有熱鍍鋅和冷鍍鋅兩類。冷鍍鋅又稱電鍍鋅。這里主要討論電鍍鋅。
電鍍鋅種類繁多,五花八門。但從鍍鋅鍍液的PH值上分,主要有兩在類:堿性鍍鋅和酸性鍍鋅。
(1)堿性鍍鋅堿性鍍鋅工藝是指鍍液的PH值是堿性。但因絡(luò)合劑不同,又分為氰化物鍍鋅和鋅酸鹽鍍鋅兩種。
氰化物鍍鋅是個(gè)很古老的鍍種。鍍液中主要有三種成分:主鹽氧化鋅,絡(luò)合劑氰化鈉和導(dǎo)電鹽氫氧化鈉(俗稱火堿)。早期的氰化鍍?nèi)芤褐惺菦]有光亮劑的。隨著人們審美要求的提高,又在氰化液鍍鋅溶液中加入了起光亮作用的光亮劑。氰化鍍鋅工藝穩(wěn)定,鍍層細(xì)致。鍍液分散能力好。根據(jù)氰化鈉含量的多少不同,又分為高氰,中氰和低氰鍍鋅三種。氰化鍍鋅的******缺點(diǎn)是毒性太大,對(duì)環(huán)境危害嚴(yán)重。
鋅酸鹽鍍鋅是近30年來發(fā)展較快的鍍鋅工藝。它的主要成分是主鹽氧化鋅,絡(luò)合劑兼導(dǎo)電鹽氫氧化鈉(俗稱火堿)。為了獲得細(xì)致的分散能力好的光亮鍍層,還要加入光亮劑。國內(nèi)鋅酸鹽鍍鋅的主要發(fā)展時(shí)期是20世紀(jì)70年代的大搞無氰鍍鋅年代,******的DPE鍍鋅工藝和DE鍍鋅工藝一直使用到現(xiàn)在。這種工藝雖然比不上氰化鍍鋅工藝的穩(wěn)定、細(xì)致。但它的******優(yōu)點(diǎn)是無氰。對(duì)環(huán)境的危害要小的多?,F(xiàn)在鋅酸鹽鍍鋅有了新的發(fā)展,起泡和脆性等缺陷得到了克服,分散能力大為改進(jìn),可以和氰化鍍鋅比美。
(2)酸性鍍鋅鍍液的PH值在4-6。20世紀(jì)70年代大搞無氰鍍鋅的******個(gè)成果便是無氰氯化銨鍍鋅。與鋅酸鹽堿性鍍鋅并駕齊驅(qū)。它以氯化鋅為主鹽,氯化銨為絡(luò)合劑及導(dǎo)電鹽。檸檬酸,氨三乙酸為輔助絡(luò)合劑。聚乙二醇和硫脲作鍍層細(xì)化劑。從這種鍍液中獲得的鍍層細(xì)致,分散能力好。鍍液毒性小。但缺點(diǎn)主要是鍍液不穩(wěn)定,散發(fā)出來的氯化銨氣體對(duì)電鍍?cè)O(shè)備腐蝕性很大。電流效率也較低。對(duì)雜質(zhì)敏感性強(qiáng)。工作溫度范圍窄?,F(xiàn)已基本上被氯化鉀鍍鋅工藝所淘汰。
氯化鉀(或氯化鈉)鍍鋅工藝是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種全新無氰鍍鋅工藝。
它主要成分為:氯化鋅主鹽,一般使用含量為70-90g/L。氯化鉀作導(dǎo)電鹽,使用含量從140-280g/L不等,根據(jù)不同需求可任意調(diào)整。硼酸作PH值緩沖劑,以穩(wěn)定PH值在4.6-5.6之間。由于這種鍍液是在室溫條件下工作,硼酸的溶解度不高,一般含量控制在25-30g/L。
單獨(dú)靠這三種成分是鍍不出合格鋅鍍層來的。還要加入一些添加劑才能獲得光亮、細(xì)致的鍍鋅層來。
氯化鉀鍍鋅的優(yōu)點(diǎn)是鍍液穩(wěn)定、鍍層光亮細(xì)致且成本低、電流效率高、無毒。缺點(diǎn)是鍍液的分散能力比堿性鍍鋅稍差,鍍層的脆性也較大。盡管如此,氯化鉀鍍鋅一面世,立刻普遍受到歡迎。發(fā)展十分迅速,已占據(jù)鍍鋅的半壁江山。
從市場(chǎng)上看,目前鍍鋅工藝主要是兩個(gè)鍍種:堿性鋅酸鹽和酸性氯化鉀鍍鋅。其他鍍鋅工藝均已相形見拙,緩慢退出歷史舞臺(tái)。
酸性鍍鋅工藝中還有一種硫酸鹽鍍鋅工藝。它的主要成分是主鹽硫酸鋅。含量在250-500g/L之間。明礬或硫酸鋁作導(dǎo)電鹽。含量在30-50g/L之間。導(dǎo)電鹽也有加入硫酸鈉或氯化鈉的。除了上述幾種外,還要加入一些添加劑,作用是使鍍層細(xì)致。***早是采用糊精或樹膠,后來發(fā)明了一些專用光亮劑使鍍層更加光亮細(xì)致。
硫酸鹽鍍鋅的******優(yōu)點(diǎn)是可使用較大電流密度(1-5A/dm2),鍍速快。但缺點(diǎn)是鍍液的分散能力很差,不宜用來鍍較復(fù)雜工件。
由于它的特殊性,硫酸鹽鍍鋅主要用在鍍鐵絲、鋼帶、鋼板等形狀簡(jiǎn)單,連續(xù)化生產(chǎn)性強(qiáng)的行業(yè)。
除了上述幾種常用的鍍鋅工藝外,還有焦磷酸鹽鍍鋅、氟硼酸鹽鍍鋅、羥酸鹽鍍鋅等工藝,但應(yīng)用不多,不再介紹。