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1、电镀锌工艺化学介电镀锌工艺化学介质讲解质讲解1脱脂段脱脂段n化学脱脂n电解脱脂2化学脱脂原理皂化作用NaOH与皂类油脂发生皂化反应乳化作用表面活性剂与矿物油在机械作用下，发生乳化反应CH3-(CH2)X-COO-R + NaOH CH3-(CH2)X-COONa + R-OH 3化学脱脂成分主要成分：NaOH ，KOH（溶解度高，清洗效果好，价格高）添加剂：Na3 PO3 （缓冲作用，提高水洗性能），三乙醇胺，硅酸钠（乳化作用），消泡剂等等4影响脱脂效果的因素n浓度 不宜过高，皂化盐不宜清洗,浓度过高增加脱脂剂的消耗，而清洗效果不会得到较大提升，边际效用递减 ( 4-5g/L)n温度 70-8
2、5n清洗时间 机组速度，脱脂槽的长度n机械作用 刷洗力度，液体流动速度n电流密度 电流过大导致电脱过程析出氢气比较多，产生氢脆（氢脆是溶于钢中的氢聚合为氢分子造成应力集中，超过钢的强度极限，在钢的内部形成细小的裂纹，又称白点。氢脆只可防不可治）（电流密度低于20A/dm2 ）5清洁效果检测乙醇润湿滤纸乙醇润湿滤纸2. 残碳分析残碳分析O2CO2试片试片石英管石英管加热加热 不润湿不润湿部分润湿部分润湿完全润湿完全润湿1. 水膜试验水膜试验3. 残铁分析残铁分析试片试片HCl原子吸收原子吸收/分光分光光度等光度等61. 1. 带出消耗带出消耗 (3 - 10 (3 - 10 ml/mml/m)
3、)挤干辊问题，增加漂洗水用量挤干辊问题，增加漂洗水用量增加有机物带入镀液影响电镀增加有机物带入镀液影响电镀2. 2. 槽液排放以及溢流槽液排放以及溢流3. 3. 泡沫泡沫5. 5. 漏漏液，液，不不溶溶解解部部分等分等4. 4. 皂化皂化CH3-(CH2)X-COO-R + NaOH CH3-(CH2)X-COONa + R-OH 脱脂剂的消耗途径脱脂剂的消耗途径脱脂剂的消耗途径脱脂剂的消耗途径7酸洗段酸洗段酸洗作用酸洗作用 硫酸酸洗清除铁的氧化物提高带钢表面活性，进一步去除残铁酸洗原理酸洗原理 硫酸与铁的氧化物反应8影响酸洗效果的因素n浓度适中 浓度40%以上不反应，过低反应速度慢 (资料要
4、求50-100g/L具体范围待定)n温度适中 温度过高产生过酸洗和氢脆，温度过低反应速度慢（40左右）9酸洗过程的注意事项酸洗过程的注意事项n脱脂产生的皂盐发生逆反应产生微量油脂n不用盐酸清洗为防止卤素杂质带入镀液n酸洗液铁含量要控制防止铁离子进入镀液(铁离子浓度低于5g/L)CH3-(CH2)X-COONa + R-OHCH3-(CH2)X-COO-R + NaOH10电镀工艺电镀工艺11电镀工艺参数电镀工艺参数n温度 70左右n介质 游离H2SO4 1-10 g/ L Zn2+含量 75-100 g/ L pH值 1.3-1.6 操作温度 70 C 总的Fe含量 低于4 g/ L 12电镀
5、液杂质控制电镀液杂质控制n 氟离子 max. 2 mg/ Ln 氯离子 max. 10 mg/ Ln 铅 8 mg/ L 如作为 PbSO4n 铁 max. 4 g/ L 总铁 ，80% Fe2+，20 % Fe3+n 铁伴随元素 Mn, Ni, Cu, Cd 5 mg/ L（对每种元素） Cr3+ 20 mg/ Ln有机杂质 2 mg/ L13影响电镀工艺的因素影响电镀工艺的因素n脱脂工艺残炭，残铁，残留的皂盐导致镀层不牢n酸洗工艺铁离子高带入镀液影响镀层n阴极极化作用增加提高晶粒生成速度n导电辊清洗效果，减少辊印，提高板面质量n边缘效应控制，机械作用减少枝晶n电流密度 过高的电流密度带钢上
6、析氢引起氢脆（加大流量降低阴极极化作用）14阴极极化作用阴极极化作用n浓差极化离子扩散速度小于电子运动速度降低浓差极化可以通过加大镀液流速n电化学极化电极电化学反应速度小于电子运动速度提高电流密度虽然能提高极化作用，但容易析氢造成氢脆15后处理段后处理段n活化（表面调整）n磷化（封闭或者不封闭）n钝化（无铬或者有铬钝化）n耐指纹（无铬或者有铬耐指纹）n汽车板专用预涂层（筹建）n涂油16磷化种类磷化种类n磷化不封闭磷化不封闭 现有的工艺是预磷化，在后期使用过程中还需要再次磷化n磷化封闭磷化封闭 后期直接使用的磷化板需要在辊涂段进行封闭处理17磷化工艺简介磷化工艺简介n活化（表面调整）在镀后的带钢
7、上增加一层钛盐，为磷化提供晶核，没有活化磷化后颜色发黑n磷化（预磷化）使用三系磷酸液喷在带钢上沉积磷酸盐n封闭在磷化膜的间隙中填充钛盐，磷酸盐等物质未封闭的磷化板可以后期进行主磷化18目的： 利于磷化膜的生成 细化磷化结晶 提高磷化膜的致密性 增加整个涂装系统的耐腐蚀性活化（表调工艺）活化（表调工艺）活化（表调工艺）活化（表调工艺）无表调或表调浓度过低合适的表调浓度19磷化磷化目的目的n提高镀锌板的加工性能n提高镀锌板的耐蚀性能n提高镀锌板与涂层的结合力n提高整个涂层系统的耐腐蚀性20磷化工艺（一）化学品的组成化学品的组成化学品的组成化学品的组成锌、镍、锰的酸式磷酸盐，磷酸，硝酸盐等磷化主要反
8、应磷化主要反应Zn+3Zn(H2PO4)2= Zn3(PO4)2+ZnHPO4+3 H3PO4+2 H2 21磷化工艺（二）磷化结晶生长磷化结晶生长磷化膜结晶磷化膜结晶电镀锌基材电镀锌基材电镀锌表面磷化膜的形成电镀锌表面磷化膜的形成22磷化工艺（三）磷化工艺（三）磷化成膜过程磷化成膜过程 带钢经过表调，附着一层钛盐（晶核），磷酸盐沉积在晶核上（吸热过程）。吸热过程会影响磷化液的温度，而磷化效果对磷化温度非常敏感，温度控制成为重难点磷化膜的组成磷化膜的组成 由致密、细致的磷酸锌、磷酸镍、磷酸锰等所形成的复杂的化合结构23磷化主要处理类型磷化主要处理类型n高温磷化 8090处理时间为10-20分钟
9、n常（低）温磷化 10-40 常（低）温磷化（除加氧化剂外，还加促进剂，时间10-40分钟 n中温型 50-75，处理时间5-15分钟，磷化膜厚度为1-7 g/m2，游离酸度稳定，易掌握，磷化时间短，生产效率高，耐蚀性与高温磷化膜基本相同 （本工艺70作用）24n浸渍磷化浸渍磷化 n刷涂磷化刷涂磷化n喷淋磷化喷淋磷化 适用于中、低温磷化工艺，可处理大面积工件，如汽车、冰箱、洗衣机壳体。特点：处理时间短，成膜反应速度快，生产效率高，且这种方法获得的磷化膜结晶致密、均匀、膜薄、耐蚀性好。 25影响磷化的因素影响磷化的因素n温度 （敏感控制因素，温度变化在正负3-5之间）温度越高晶核越粗过高，铁易氧
10、化n游离酸度 过高析氢，过低晶核疏松不致密n总酸度 加速反应过高膜薄过低膜粗糙 nPH值 3时，表面易生成粉末，1.5时难以成膜 n溶液中离子浓度 溶液中Fe2+极易氧化成 Fe3+，导致不易成膜。但溶液中Fe2+浓度不能过高，否则，形成的膜晶粒粗大，膜表面有白色浮灰，耐蚀性及耐热性下降Zn2+的影响，当Zn2+浓度过高 ，磷化膜晶粒粗大，脆性增大，表面呈白色浮灰；当Zn2+浓度过低，膜层疏松变暗。n磷化渣的影响 有利维持游离酸度 不利磷化质量26磷化后处理磷化后处理 封闭封闭无铬磷化封闭，钛含量12mg/m272小时盐雾试验图片白锈小于5%主要作用是提高耐蚀性能封闭后的预磷化板不能再次磷化2
11、7辊涂辊涂n钝化n耐指纹n封闭n涂油28钝化钝化n有铬钝化（六价铬钝化，三价铬钝化）n无铬钝化组分组分：钛盐 锰盐 磷酸盐 水溶性聚合物（有一定的耐指纹作用） 29耐指纹耐指纹n有铬耐指纹六价铬耐指纹，三价铬耐指纹n无铬耐指纹无任何形式的铬的耐指纹剂30无铬耐指纹涂层的防腐机理无铬耐指纹涂层的防腐机理无铬耐指纹涂层的防腐机理无铬耐指纹涂层的防腐机理与基材进行反应生成钝化层与基材进行反应生成钝化层与基材进行反应生成钝化层与基材进行反应生成钝化层(a)阻隔阻隔效果效果抑制抑制O2， ，H2O等通过等通过(b)缓蚀效果效果31耐指纹钢板的性能特点耐指纹性导电/可焊性耐蚀性耐化学性重涂性耐指纹耐指纹涂层涂层耐高温性深冲性环保性3233
