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电镀锌那些事

  • 分类:案例分析
  • 发布时间:2020-11-20 08:57:30
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电镀锌的那些事

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下面的问题你遇见过吗?

 

从图中可以看出螺栓的镀层存在色差,它是什么原因导致的?是镀锌工艺偏差还是其他原因引起的呢?请跟小万一起来了解一下电镀锌的那些事吧... ... 那么先普及一下电镀锌的概念。

 

电镀锌又称冷镀锌,利用电解在工件表面形成均匀、致密、结合良好的锌金属或锌合金沉积层的过程。锌相较于其他金属便宜而又易镀覆,属低值防蚀电镀层。被广泛用于保护钢铁件,特别是防止大气腐蚀,并用于各种装饰。

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电镀锌原理

 

电镀锌主要依靠电解作用实现镀层的镀覆。在盛有镀锌液的镀槽中,以经过预处理的待镀工件作为阴极,用镀覆金属制成阳极,两极分别与直流电源的正极和负极联接。镀锌液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。通电后,镀锌液中的金属离子,在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入镀锌液,以保持被镀覆的金属离子的浓度。

 

电镀锌的分类

 

按电镀溶液分类
■ 氰化物镀锌 
镀出的产品质量好,尤其是彩色镀锌,经钝化后色彩保持好。但是氰化物属于剧毒物质,目前已禁止使用。

■ 锌酸盐镀锌 
主要成分由NaOH和ZnO与其他制剂按一定比例配置,属于碱性添加剂的锌酸盐镀锌。此工艺镀层晶体结构为柱状,耐腐蚀性好,适合彩色镀锌。

■ 氯化物镀锌 
主要成分由KCl和ZnCl与其他制剂按一定比例配置。此工艺在电镀行业应用最为广泛,适用于白色钝化(蓝白、银白)。

■ 硫酸盐镀锌 
主要成分由ZnSO4与其他制剂按一定比例配置。此工艺适合于连续度(线材、带材等)成本低廉。

 

按电镀锌的钝化颜色分类
镀锌白色钝化、镀锌蓝白色钝化、镀锌彩色钝化、镀锌橄榄绿色钝化、镀锌黑色钝化。
 

按照钝化液的成分

分为Cr+6和Cr+3电镀,其中Cr+3电镀即为我们所熟知的环保镀锌。
 

电镀锌的常见工艺流程

 

 
 
 

镀层色差原因分析

 

在简单了解了电镀锌的原理及工艺流程后,我们再来分析一下是哪些可能的原因导致电镀锌镀层产生色差吧。
 

电镀溶液的影响
■ 不同电镀厂,即便选用相同的电镀锌工艺,但是所使用的电镀溶液在溶液配比方面肯定会存在差异,这就造成不同电镀厂家生产的电镀锌产品必然会存在颜色上的差异。
■ 电镀溶液中各物质的含量均为范围值,即便是同一电镀厂也无法保证每次配比的电镀溶液成分含量完全相同。因此同一电镀厂不同电镀批次的电镀锌产品在颜色上也会略有不同。


钝化液的影响
钝化工序是电镀工艺的着色工序,也是电镀颜色的决定性工序,因此,钝化液的选用及配比直接决定了电镀锌工件的镀层颜色。
不同电镀厂,选用的钝化液不同,电镀锌产品的颜色必然会存在差异。
同一电镀厂,不同电镀批次的钝化液配比的细微不同也会造成电镀产品颜色差异。

 

镀锌工艺的影响
镀锌过程中,光亮剂的用量、温度、电流密度等,这些都会给镀层的亮度、均匀性、粗糙度等方面带来影响。这些影响会造成电镀层在视觉效果上存在一定的差异。

 

镀层色差可以避免吗?

 

看了小万对镀层色差产生原因的分析,相信大家对这个问题都有了初步的判断了。不同电镀厂家电镀的产品存在色差是无法避免的;同一电镀厂家不同电镀批次的产品存在色差的概率也非常大,几乎无法避免。以电镀紧固件为例,如果需要电镀层颜色几乎无色差,那就需要同一电镀厂家、同一电镀批次的产品。对于小规格螺钉或螺母来说,起订量可能会达到几万个。目前大部分客户都习惯于少库存化的采购模式,动辄几万个的起订量会造成客户库存积压,不符合精益生产的管理模式。如果采用随用随采的小批量采购模式,那么不同到货批次的电镀锌紧固件存在镀层色差也是无法完全避免的。
 

知识扩展
 

镀层色差是否会影响电镀层的防腐性能
很多客户会担心电镀层色差影响镀层的防腐性能,小万在这里告诉大家,电镀锌的防腐性能其实是由镀层厚度决定的,只要镀层厚度符合标准要求,其防腐性能就不会受到影响,而且小万也通过公司实验室的中性盐雾试验验证过这一结论。


环保镀锌和普通镀锌的区别
■ 重金属物质 
随着欧盟的RoHS标准在世界范围内的推行,重金属物质带来的污染越来越引起人们的重视。普通镀锌的钝化液以Cr+6重铬盐溶液为主,而Cr+6是RoHS明令禁止使用的有毒重金属物质之一。六价铬为吞入性毒物,吸入性极毒物,皮肤接触可能导致敏感;更可能造成遗传性基因缺陷,吸入可能致癌。据相关部门调查研究,普通电镀产生的废水中,六价铬的含量高达410毫升/升,这种废水如果直接外排,六价铬渗入土壤,随降雨流转,将会造成严重的环境污染,甚至几百年都无法恢复。环保镀锌的钝化液为Cr+3或无铬钝化,钝化液对环境和人体均无危害符合RoHS要求。

■ 颜色差异 
以普通黄锌和环保黄锌为例:
普通镀黄锌呈现明显的黄色和彩虹色,环保黄锌近乎透明色,在阳光下呈微黄彩虹色或者淡紫色。

 

紧固件电镀的相关执行标准
紧固件电镀的国际标准为ISO 4042,最新版本为ISO 4042:2018  Fasteners — Electroplated coating systems(紧固件—电镀涂层系统)紧固件电镀的国家标准为GB/T 5267.1,现行版本为GB/T 5267.1-2002 紧固件  电镀层


电镀的氢脆风险
电镀工艺中涉及酸洗除锈工序,因此存在较大的氢脆可能,氢脆会造成紧固件出现异常失效。依据文件ISO/TR 20491:2019 Fasteners-Fundamentals of hydrogen embrittlement in steel fasteners (紧固件—钢铁制紧固件的氢脆研究)不建议性能等级10.9级(10级)及以上的紧固件和维氏硬度大于390HV的紧固件进行电镀处理。
小万君本期分享的案例知识对您有帮助吗?咱们下期再见!

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