電鍍液
電鍍液是金屬表面處理產(chǎn)品必不可少的原材料之一,也是生產(chǎn)過程中必不可少的工序之一。而鍍液是電鍍生產(chǎn)中必不可少的一種化學(xué)品,是由兩種以上不同的化學(xué)成分組成的一種溶液。其組成成分包括水(主要成分為鹽類和水溶性金屬鹽)及金屬離子(一般包括鎳,鈷,鉻,銅等),同時(shí)也含有大量其他有機(jī)化合物及重金屬離子鹽。
主要成分 編輯本段
水是自然界中存在于自然界中的一種特殊存在形式,它是一種可以溶于水并能自然溶出形成具有各種形態(tài)結(jié)構(gòu)并且具有良好光學(xué)性能的鹽類有機(jī)物,又稱絡(luò)合物或螯合物。
鹽(主要指碳酸鈉),它能形成均勻地附著在金屬表面并與金屬離子發(fā)生絡(luò)合作用使金屬離子鹽溶解掉并與金屬離子形成絡(luò)合物從而形成膜(PH)基團(tuán)。
1、電鍍液鍍層是在電鍍液中金屬和添加劑通過陽(yáng)離子交換作用,在金屬鹽中形成離子鍵結(jié)合形成覆蓋在金屬表面層,形成有一定光澤且有一定厚度的金屬膜。
膜主要由鹽和水溶性金屬離子組成。鹽類和金屬離子既能降低金屬表面張力,又能起到潤(rùn)濕的作用。電鍍過程是將工件電鍍到所需要的某種金屬膜上;從而形成鍍層或基體合金層結(jié)構(gòu)在金屬表面構(gòu)成的一種特殊保護(hù)膜而形成的薄膜層。這種鍍層的厚度與表面質(zhì)量,如表面粗糙度,光澤度有著密切關(guān)系,鍍膜越厚越好;鍍層越厚越好。因此電鍍工藝常用金屬離子鹽及金屬化合物主要有銅,鉻,鎳等.
2、電鍍液由于其結(jié)構(gòu)獨(dú)特、工藝成熟,生產(chǎn)效率高、成本低、質(zhì)量穩(wěn)定且易于控制,鍍液逐漸被應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)上。
3、鍍層形變性能:鍍層的致密性,抗疲勞性,耐酸堿性等。4、化學(xué)性能:其化學(xué)成分的穩(wěn)定是鍍液的一個(gè)基本特征。鍍液分為陰極和陽(yáng)極兩種,陰極的陽(yáng)極在酸化的過程中產(chǎn)生氧化作用,將陽(yáng)極沉積在基體表面形成一層鍍層,這種鍍層稱為陰極。它主要起到提高鋼板或板材耐蝕性和裝飾作用,并且保護(hù)和提高鋼材表面光潔度和耐磨性。
3、鍍液通常分為化學(xué)鍍鍍液、電鍍廢液鍍層材料電鍍工藝中常選用的電鍍廢液。
化學(xué)鍍液又稱酸洗前處理鍍液,它是將基材表面鍍膜層在電鍍液中經(jīng)浸蝕和反鍍而獲得。如電鍍中常用的電鍍廢液。在電鍍生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢液叫電鍍廢液,它是電鍍過程中產(chǎn)生的電鍍廢液中含有有毒有害成分及各種重金屬離子等有害物質(zhì)。為避免化學(xué)廢液對(duì)環(huán)境造成污染,應(yīng)采取處理措施后排放。電鍍廢液中所含多種重金屬與有毒有害物質(zhì)如重金屬離子在土壤中積累,對(duì)人體健康造成危害極大、影響土壤和水體質(zhì)量并造成環(huán)境污染等現(xiàn)象。
各大廠家為了解決這些有害重金屬污染問題已逐步開發(fā)了含有多種重金屬元素,并與無(wú)機(jī)重金屬配合使用形成電鍍廢液的方法。如電鍍廢液中含有鉻原子,它能通過鉻陽(yáng)離子在鋅層表面形成電鍍保護(hù)膜從而起到一定防銹效果;重金屬可以滲入到被鍍工件內(nèi)部從而實(shí)現(xiàn)去除;重金屬離子與其它離子結(jié)合生成絡(luò)合物也被稱為螯合物而達(dá)到固相分離(沉淀)技術(shù);還有一些其他原因也會(huì)導(dǎo)致廢液中重金屬陽(yáng)離子通過而重新進(jìn)入鍍層中而不能被溶解形成有毒有害金屬鹽沉積在金屬表面產(chǎn)生有毒有害金屬的污染等問題出現(xiàn),嚴(yán)重危害了人類健康和環(huán)境安全并已引起社會(huì)重視。
所以電鍍廢液中重金屬離子含量高對(duì)生產(chǎn)會(huì)造成嚴(yán)重后果甚至危及生命.如鋅及銅合金電鍍廢液中含有鎳及其合金離子時(shí),如鍍后工件表面出現(xiàn)凹坑或孔洞,則會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品表面美觀度和使用壽命。
電鍍廢液中還含有較多的其它有害成分以及重金屬離子對(duì)人體健康帶來危害等問題。如汞會(huì)導(dǎo)致人體內(nèi)分泌失調(diào)導(dǎo)致腎臟損害及神經(jīng)中毒,并造成慢性中毒;鎳還會(huì)導(dǎo)致患者失去生育能力、神經(jīng)損傷和神經(jīng)炎及腎炎等疾病;而重金屬如鉛離子可以在人體內(nèi)聚集中毒可造成不可逆轉(zhuǎn)的危害。在電鍍行業(yè)廢液中含有大量高腐蝕性元素金屬鹽(如鎳)以及重金屬離子能在電鍍反應(yīng)過程中沉淀而產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)使金屬表面形成薄膜.使鍍液發(fā)生變色形成銹蝕和龜裂而
4、為了提高產(chǎn)品的鍍層質(zhì)量及延長(zhǎng)鍍層的使用壽命,一般都需要進(jìn)行電鍍處理。
電鍍是在基體上鍍一層金屬,使之形成牢固的鍍層。它可以分為兩種情況:電鍍是在基體上電鍍一層金屬鍍層(基體),然后再將其鍍到工件表面。例如在電鍍時(shí),一般是用銅鍍鋅,鍍錫或鍍鎳等。鍍液鍍層是通過鉻來達(dá)到保護(hù)金屬表面的目的的物理過程
5、電鍍液有三大作用:
(1)增亮作用:電鍍鍍層與基體表面附著后,使基體金屬鍍層在基體表面形成有光澤的裝飾性涂層,提高金屬制品的裝飾性。(2)防銹作用:鍍層金屬被鍍后或形成鈍化膜,增加鋼板的防銹性能。(3)增溶作用:金屬與溶劑(酸堿及鹽類)發(fā)生反應(yīng)生成鹽類化合物(絡(luò)合物)或溶解產(chǎn)物(或鹽)溶液。由于鍍層被電鍍金屬化合物(如鉻或鎳)所覆蓋形成了一個(gè)致密整體,因此可在其他表面形成致密氧化膜(Fe2+)來提高各種金屬制品(如電鍍銅制品)的防銹性能。
6、鍍層對(duì)提高產(chǎn)品表面質(zhì)量和裝飾性有重要作用。
在電鍍工藝中有很多種類型,如電鍍法、鍍鉻法、電鍍銅法等。其中鍍鉻法又稱電鍍法,用氧化鋅或鉻酸鋅在銅離子(Cu2+)3+2,2’-(3’甲基)硫氧化物(SiO2)上形成鍍層工藝;并將氧化鉻與銅離子和水發(fā)生絡(luò)合形成金屬保護(hù)層和鋅膜;再以此為膜基體將金屬離子包裹于其基體上;另一種表面保護(hù)層形成金屬基體即保護(hù)層。在產(chǎn)品中常采用這種方法鍍銅。鍍銅時(shí)常用鉻鹽與金屬鹽配合以鍍鎳、鍍鉻等方法。鍍鎳可以提高金屬材料表面抗氧化能力,并形成一層致密穩(wěn)定的膜;鍍鉻層不會(huì)被氧化變得透明,也不會(huì)出現(xiàn)氧化。使層不易剝落,色澤均勻一致(光亮),在使用過程中使產(chǎn)品表面不易生銹。
7、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。
鍍液中還存在著大量有機(jī)物以及重金屬元素。這些有機(jī)物在電鍍過程中,隨著時(shí)間的推移,會(huì)在電鍍過程中產(chǎn)生或在電鍍后產(chǎn)生各種新的有毒有害物質(zhì)。因此必須要采取措施加以控制、避免和消除。而目前由于電鍍行業(yè)中使用的各種化學(xué)成分與實(shí)際生產(chǎn)存在著較大差異,因此化學(xué)成分存在著差異,對(duì)于其成分控制也就成為電鍍行業(yè)內(nèi)極為重要的一環(huán)。
鍍液具有許多新的特性。
鍍液所產(chǎn)生的表面張力較小,對(duì)工件起保護(hù)作用;鍍層與工件之間具有一定的通透性,不需再電鍍;鍍液中鎳鉻等離子在鍍層中分散開來,對(duì)某些鎳合金、鈷、鎳、銅具有強(qiáng)烈的氧化作用。鍍液對(duì)金屬有一定附著能力,能提高金屬表面抗腐蝕性能和提高被鍍零件的硬度和耐磨性能。并可使鍍層之間結(jié)合緊密可靠,具有較好的機(jī)械性能。此外,鍍層也具有許多新特性。如電鍍液易于清洗,耐蝕等,但其成本高。電鍍是在金屬溶液中通過一系列化學(xué)作用將其從金屬表面剝離出來并與其它化合物結(jié)合在一起而獲得金屬電鍍工藝。常用的電鍍方法有:電鍍、氣相或化學(xué)溶劑電鍍等方法;金屬在鍍液中的吸附再生,在電鍍過程中進(jìn)行金屬及化合物的水解以及沉淀或吸附或絡(luò)合等反應(yīng)過程中形成鍍層而形成膜結(jié)構(gòu);沉積過程即利用了鍍鋅、電鍍鎳等其他金屬電鍍中所采用的技術(shù)路線進(jìn)行金屬鍍層或金屬氧化物鍍層。
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