1、 氯化鉀鍍鋅 2011-07-05 12:19:19|分類：電鍍資料|標簽：|字號大中小 訂閱 氯化鉀鍍鋅工藝比較成熟，它的優點是無毒，鍍液成分簡單，成本 低，電流效率高，沉積速度快，可以獲得結晶細致、光亮的鍍鋅層。缺 點是鍍液對鋼鐵設備腐蝕性大，彩色鈍化膜易變色，抗鹽霧性能不如堿 性鍍鋅。 1氯化鉀鍍鋅配方及工藝條件 氯化鉀鍍鋅配方及工藝條件見下表。 表氯化鉀鍍鋅溶液配方及工藝條件 鍍液組成及工藝條件 掛鍍 滾鍍 氯化鋅（ZnCI2 ）（g/L） 60 80 40 50 氯化鉀（KCI）（ g/L） 180220 180 220 硼酸（H3BO3）（ g/L） 25 35 25 35 柔軟劑

2、（ml/L） 20 25 15 20 光亮劑（ml/L） 12 0.5 1 pH值 4.8 5.6 4.8 5.6 溫度C） 10 50 10 50 電流密度（A/dm2 ）150.50.8 2氯化鉀鍍鋅溶液的配制 2.1先在鍍槽加入總體積二分之一容積的5060 C熱水，然后將計 算量的氯化鋅及氯化鉀分別加入并攪拌溶解。 2.2在另一容器用沸水溶解計算量的硼酸，然后加入槽中。 2.3加水至規定體積，在攪拌下加入12ml/L雙氧水，繼續攪拌約 30min，加入鋅粉12g/L，并劇烈攪拌，靜止沉淀 2h后過濾。 2.4測定鍍液pH值，如不在工藝范圍，可用稀鹽酸或稀氫氧化鈉 溶液調節鍍液pH值至5.

3、5左右，加入計算量的添加劑，添加劑需要用 水稀釋510倍后加入。 2.5用0.10.3A/dm2的陰極電流密度通電處理 12h。 2.6取鍍液用赫爾槽做小樣試驗，根據試驗結果調整鍍液后即可生 產。 氯化鉀應選用精制的電鍍級，不要用農用氯化鉀，因農用氯化鉀雜 質太多（配槽時溶液帶有赭紅色的沉渣沉淀就是農用氯化鉀）。 3各成分及工藝條件的影響 3.1氯化鋅 氯化鋅是主鹽，也是一種導電鹽，能增加鍍液的導電性。其濃度允 許在較大范圍內變化，當鋅離子含量取上限時，能提高陰極電流密度及 提高鍍層沉積速度，但分散能力和覆蓋能力變差；當鋅離子的含量取下 限時，能提高鍍液的分散能力，減少鍍液的帶出量。若鋅離子濃

4、度過低， 濃差極化較大，導致電流開不大，使光亮區變窄，陰極電流密度也相應 降低，沉積速度減慢，高電流密度區易出現燒焦現象。在實際生產中， 只要添加劑選擇合適，就可以適當提高氯化鋅的含量，即使提高電流密 度鍍層也不容易燒焦，這樣即能保證鍍層質量，又提高了產量。 3.2氯化鉀 氯化鉀是鍍液中的導電鹽，它除了起導電作用外還有一個活化陽極 的作用，即促使陽極正常溶解。鍍液中氯化鉀的含量高，鍍液的導電性 就好，但含量過高會影響鍍液對添加劑的溶解，使鍍層光亮度下降。當 氯化鉀含量過低時，鍍液的分散能力和覆蓋能力下降，光亮電流密度范 圍變窄。 3.3硼酸 硼酸是一種緩沖劑，能抑制鍍液 pH值的升高，使鍍液的

5、pH值保 持相對的穩定。如果鍍液中硼酸含量不足，鍍液的陰極電流密度上限就 會縮小，鍍層容易粗糙、燒焦，影響鍍層的光亮度。若含量過高，鍍層 會發花，因此，鍍液中硼酸的含量以 2530g/L為佳，平時補充可按氯 化鉀添加量的1/7添加。 3.4添加劑 添加劑在鍍液中能起到提高陰極極化、細化結晶、提高光亮度和整 平作用，在鍍液中起決定性作用，如果不加添加劑只能得到灰黑色、粗 糙及疏松的海綿狀鋅層。加入添加劑后，就能使鍍層發亮，結晶細致。 因此添加劑的質量好壞是決定鍍層質量最重要的因素。好的添加劑能顯 著提高鍍液的分散能力和覆蓋能力及整平性能。 3.5 pH 值 當鍍液的pH值遍低時，鍍層光亮但氫大量

6、析出，電流效率降低， 覆蓋能力下降；pH值高，鍍層粗糙發暗，局部灰黑。通常在電鍍過程 中pH值會緩慢上升，這時要注意及時用稀鹽酸調整pH值。調pH值 時要不斷攪拌，防止局部酸度過高而造成添加劑析出。一般鍍液的pH 值應控制在4.56范圍內，以5為佳。 3.6溫度 鍍液溫度高可加大電流密度，但溫度高了鍍液的分散能力和覆蓋能 力下降。鍍液溫度低可以減少光亮劑的消耗。 3.7電流密度 電流密度一般控制在1.52.5A/dm2范圍。陰極電流密度大，鍍層 細致光亮，沉積速度快，覆蓋能力好，因此只要鍍層不燒焦，電流密度 越大越好。 4鍍液維護及雜質的處理 槽液中的氯化鋅、氯化鉀及硼酸可根據分析結果調整，p

7、H值可用 鹽酸調整，前處理的除油、酸腐蝕等工序不能疏忽，不然會影響鍍層結 合力，在日常工作中對掉入零件要及時撈出來。 4.1鐵雜質的影響 鍍液中的鐵雜質有兩種：一種是二價鐵，另一種是三價鐵。鍍液中 三價鐵的含量達到10g/L時仍能正常生產，這可能與三價鐵不能在陰極 上與鋅產生電化學共沉積有關。而鍍液中的二價鐵則比較敏感，使電流 密度范圍明顯縮小，尤其是影響高端電流密度處鍍層的質量。在進行赫 爾槽試驗時發現，在二價鐵加到 0.2g/L時，高電流端有近20mm出現 燒焦和粗糙區；當加到0.3g/L時，幾乎有半塊樣板出現燒焦粗糙區， 同時低電流區鍍層發灰。這種鍍液用于滾鍍，則會出現貼近滾桶壁處鍍 層

8、出現嚴重燒焦，這就是氯化鉀滾鍍鋅常見的黑點，即滾桶眼子印。 一般在生產中，當鐵離子含量大于5g/L時，低電流密度區鍍層就會 出現發黃。這種故障的處理方法是在鍍液中加入 30%的雙氧水0.5 1ml/L，然后充分攪拌，將鍍液的 pH值調至6，然后過濾除去鐵。 4.2銅雜質的影響 鍍液中的銅離子主要來源于銅棒、銅掛具、銅掛鉤等落入鍍槽而自 溶解的。銅雜質會造成低電流區發暗、鍍層鈍化不亮、發花及發黑。處 理的方法一般用置換法較好，即在鍍槽加入12g/L鋅粉，充分攪拌， 靜置1h后過濾。也可采用0.5A/dm2電流密度電解除去 銅雜質主要在于平時的預防，鍍鋅的陽極最好采用0號鋅錠，其次 要防止銅棒、銅

9、勾及掛具掉入鍍槽，同時更要防止銅綠掉入鍍槽。 4.3鉛雜質的影響 鍍液中的鉛雜質主要來源于鋅陽極，鉛雜質可使高電流區出現霧 狀，低電流區發黑色或淡黑。鍍液中的鉛雜質可采用除銅雜質的方法處 理，即采用鋅粉置換或小電流密度電解。 4.4六價鉻的影響 六價鉻是氧化劑，對氯化鉀鍍鋅溶液有較大的影響，尤其是在低電 流密度區危害更大。而三價鉻對氯化鉀鍍鋅溶液影響較小，但過多的三 價鉻也會導致鍍鋅層出現麻點。一般三價鉻離子應低于0.1g/L，而六價 鉻離子的含量一般不要超過 3ppm。氯化鉀鍍鋅溶液一旦被六價鉻污 染，首先要找出污染的根源，先把源頭堵住。處理六價鉻的方法是用保 險粉，先將六價鉻還原成三價鉻，

10、然后將溶液的pH值調整到6.0左右， 沉淀后過濾。 4.5硝酸根的影響 硝酸根也是一種強氧化劑，對光亮劑有一定的破壞性作用，一般硝 酸根離子應低于0.5g/L。少量的硝酸根離子可用小電流密度長時間電解 處理，如果含量過高就只更換溶液。 4.6有機雜質的影響 添加劑分解及油脂帶入積累會產生有機雜質，有機雜質含量過高會 使鍍層鈍化后發霧不光亮，覆蓋能力降低，鍍層粗糙。有機雜質的去除 可加入15g/L的活性炭來吸附有機雜質，攪拌并靜置一夜，過濾去除 5常見故障及處理方法 氯化鉀鍍鋅常見故障及處理方法見下表。 表氯化鉀鍍鋅常見故障及處理方法 故障現象 原因及處理方法 鍍層起泡或結合力 差 1、鍍前處理

11、不良； 2、鍍液光亮劑含量過咼，加入雙氧水或電 解處理； 3、陰極電流密度過高。 底電流密度區域鍍 層發暗 1、鍍液中光亮劑含量偏低； 2、鍍液被重金屬雜質污染，加入鋅粉處理， 過濾； 3、鍍液溫度偏高； 4、鍍液中氯化鉀含量偏低。 鍍層有條紋或斑點1、前處理不良或鍍后處理不及時； 2、鍍液有機雜質含量過多； 3、鍍液氯化鉀含量偏低； 4、鍍液pH值偏低。 鍍層光亮度差 1、鍍液光亮劑含量偏低； 2、鍍液溫度偏高； 3、鍍液pH值偏高或偏低。 鍍層粗糙發灰，分散 能力差 1、前液中有懸浮物，可過濾處理； 2、鍍液中鋅含量偏高或氯化鉀含量偏低； 3、鍍液溫度偏高； 4、鍍液有重金屬雜質污染； 5

12、、鍍液光亮劑含量偏低。 電流密度無法提高， 鍍層容易燒焦 1、鍍液鋅離子含量偏低； 2、鍍液光亮劑含量偏低； 3、鍍液pH值偏高。 鍍層發黑 1、硼酸不鈍，造成鍍液中雜質含量過高； 2、氯化鉀不鈍，造成鍍液中雜質含量過高。 6氯化鉀鍍鋅一些經驗 6.1滾鍍零件出現孔眼的處理 在滾鍍時一些零件（特別是片狀零件）出現孔眼，即片狀零件在滾 鍍時出現部份零件上與塑料滾桶孔眼相仿的孔點 。出現這種情況主要有 兩種原因，一是電流密度過大導致鍍層被燒焦而形成黑色斑點；另一種 原因就是鍍液中金屬雜質含量過高所引起的，一般電力線是穿過孔眼至 零件放電，所以孔眼處的電流密度最大，這樣電位正的金屬如銅、鉛等 雜質沉

13、積較少，而相反電位較負的金屬沉積較多，所以孔眼中鋅鍍層夾 有較多的鐵，在硝酸出光時零件表面出現明顯的灰點或黑點。溶液中的 鐵主要來源于鍍件在鍍槽中未通電時溶解，解決鍍件出現孔眼的方法如 下： （1 ）增加滾桶轉速； （2 ）增加孔眼密度和孔徑； （3）降低電流密度，并適當延長電鍍時間以保證鍍層厚度； （4）操作時鍍件要帶電下槽； （5）鍍液要定期用雙氧水處理，處理方法是將溶液的pH提高至工 藝要求的上限或是把溶液的 pH值提高至5.8后，加入稀釋的雙氧水， 使溶液中鐵離子生成氫氧化鐵沉淀。 6.2鍍液的綜合處理 氯化鉀鍍鋅溶液在生產中不可避免要受到外來油污、化學藥品及陽 極材料不純等污染，造成

14、鍍液中雜質逐漸增多而影響鍍鋅質量。因此， 對鍍液要定期采取綜合處理，其方法如下： (1) 先用稀鹽酸調節溶液pH值至4,然后計算量的高錳酸鉀(0.5 1g/L)用熱水溶解，在攪拌條件下均勻加入鍍槽，再繼續攪拌約30min 后靜置1h。 (2) 用5%的氫氧化鈉溶液調節pH值至6.06.2，使鐵形成氫氧 化鐵析出，然后加入35g/L活性碳，邊加入邊攪拌，以充分吸附有機 雜質，然后靜置1h。 (3) 為除掉銅、鉛等雜質，此時可按2g/L加入鋅粉，并充分攪拌， 靜置12h后過濾。 (4) 用稀鹽酸調節溶液pH值至56,再用低電流密度電解處理1 2h,最后取樣分析，根據分析調整鍍液成分及適當補充添加劑

15、即可投 產。 6.3氯化鉀鍍鋅添加劑 氯化鉀鍍鋅添加劑通常也叫光亮劑，就其作用來講一般可分為三種 類型，即第一類是載體光亮劑，第二類是主光亮劑，第三類是輔助添加 劑。 6.3.1第一類載體光亮劑 載體光亮劑的作用一是增溶主光亮劑；二起輔助光亮作用；三是降 低鍍液的表面張力，提高鍍液的陰極極化作用，對陰極表面起潤濕作 用。在鍍液中的含量一般為68g/L,含量過高時會引起鍍層脆性增加， 同時還影響鈍化膜的質量；含量過低時，鍍層的光亮效果不佳。載體光 亮劑多是一些非離子型表面活性劑的磺化反應物。常用的有平平加0 與氨基磺酸磺化反應產物、或平平加 0與順丁烯二酸酐，焦亞硫酸鈉 的反應產物、或平平加0與

16、硫酸，氫氧化鈉的反應產物、以及 0P乳化 劑、TX乳化劑等。 6.3.2第二類主光亮劑 主光亮劑的作用是能吸附在陰極表面，提高陰極極化，使鍍層結晶 細致、平整和光亮，有的還能改善鍍液的分散能力和覆蓋能力。通常使 用的主光亮劑大多是由芳香醛、芳香酮以及雜環醛和雜環酮等組成。如 香草醛、芐叉丙酮、亞芐基丙酮、鄰氯苯甲醛、對氯芐叉丙酮、聚乙烯 吡咯烷酮等，可以使用一種，也可以內種一起使用。一般幾種同時使用 效果會更好。對氯芐叉丙酮的用量為0.20.5g/L，在三種材料中效果 最好，但價格最高。 在氯化鉀鍍鋅溶液中芐叉丙酮的光亮作用和整平能力最好。如與載 體光亮劑和輔助光亮劑配合好一些，鍍層的應力也不

17、大，也就是對鍍層 脆性較小。通常在氯化鉀鍍鋅溶液中芐叉丙酮的用量為0.20.4g/L。 鄰氯苯甲醛可代替芐叉丙酮，其用量為0.20.4g/L。鄰氯苯甲醛的 優點是出光快，鍍層光亮度高，但缺點是易氧化成鄰氯苯甲酸，使鍍液變的不穩定。另外鄰氯苯甲醛屬低毒、易燃物，使用也受到限制。一般 將鄰氯苯甲醛和芐叉丙酮配合使用效果會更好。 6.3.3第三類輔助光亮劑 通常在氯化鉀鍍鋅溶液中有了載體光亮劑和主光亮劑就能獲得結 晶細致和質量良好的鋅鍍層，但這種光亮劑是不夠完美的，這是因為它 的電流密度范圍不夠寬和深鍍能力差。當加入輔助光亮劑就能提高鍍液 的分散能力，擴大光亮電流密度范圍，特別是低電流密度區，同時還能 減少主光亮劑的消耗量。常用的輔助光亮劑有苯甲酸鈉（ PTSA）、擴 散劑NNO （亞甲基二萘磺酸鈉）、肉桂酸、水揚酸鈉、煙酸、糖精、 苯駢三氮唑、巰基苯駢咪唑、甘氨酸、3-吡啶甲酰胺等。大致用從0.001 10g/L不等。另外，煙酸對改善鍍層質量有明顯的效果，但價格較高。 6.3.4添加劑的組成 主光亮劑可采用亞芐基丙酮和鄰氯苯甲醛兩種。亞芐基丙酮價格便 宜，對鍍層有明顯的光亮和整平作用，如果和載體光亮劑及輔助光亮劑 配合得好，鍍層的應力小，脆性也不大。采用亞芐基丙酮作主光亮劑的 氯化鉀鍍鋅添加劑參考配方如下： 亞芐基丙酮20g/L 載體光亮劑