普通钢材表面管理工艺规范流程.doc
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1、/常用钢材表面处理工艺流程 (1) 钢铁件电镀锌工艺流程 酸性镀锌 除油 除锈 纯化 干燥 碱性镀锌 (2) 钢铁件常温发黑工艺流程 浸脱水防锈油 烘干 除油除锈常温发黑 浸肥皂液 浸锭子油或机油 浸封闭剂 (3) 钢铁件磷化工艺流程 除油除锈表调磷化涂装 (4) ABS/PC 塑料电镀工艺流程 除油 亲水 预粗化(PC50%) 粗化 中和 整面 活化 解胶 化 学沉镍 镀焦铜 镀酸铜 镀半亮镍 镀高硫镍 镀亮镍 镀封 镀铬 (5) PCB 电镀工艺流程 除油 粗化 预浸 活化 解胶 化学沉铜 镀铜 酸性除油 微蚀 镀低应力镍 镀亮镍 镀金 干燥 (6) 钢铁件多层电镀工艺流程 除油 除锈 镀
2、氰化铜 镀酸铜 镀半亮镍 镀高硫镍 镀亮镍 镍封 镀铬 (7) 钢铁件前处理(打磨件、非打磨件)工艺流程 1、打磨件 除蜡 热浸除油 电解除油 酸蚀 非它电镀 2、非打磨件 热浸除油 电解除油 酸蚀 其它电镀 (8) 锌合金件镀前处理工艺流程 除蜡 热浸除油 电解除油 酸蚀 镀碱铜 镀酸铜或焦磷酸铜 其它电镀 (9) 铝及其合金镀前处理工艺流程 除蜡热浸除油电解除油酸蚀除垢化学沉锌 浸酸 二次沉新 镀碱铜或镍 其它电镀 /除蜡除蜡热浸除油热浸除油电解除油电解除油酸蚀除垢酸蚀除垢铝铬化铝铬化 干燥干燥 喷沫或喷粉喷沫或喷粉 烘干或粗化烘干或粗化 成品成品 除蜡除蜡热浸除油热浸除油电解除油电解除油
3、酸蚀除垢酸蚀除垢阳极氧化阳极氧化 染染色色 封闭封闭 干燥干燥 成品成品 (10) 铁件镀铬工艺流程:铁件镀铬工艺流程: 除蜡除蜡 热浸除油热浸除油 阴极阴极 阳极阳极 电解除油电解除油 弱弱酸浸蚀酸浸蚀 预镀碱铜预镀碱铜 酸性光亮铜(选择)酸性光亮铜(选择) 光亮镍光亮镍 镀铬或其它镀铬或其它 除蜡除蜡 热浸除油热浸除油 阴极阴极 阳极阳极 电解除油电解除油 弱弱酸浸蚀酸浸蚀 半光亮镍半光亮镍 高硫镍高硫镍 光亮镍光亮镍 镍封(选镍封(选择)择) 镀铬镀铬 (11) 锌合金镀铬工艺流程锌合金镀铬工艺流程 除蜡除蜡 热浸除油热浸除油 阴极电解除油阴极电解除油 浸酸浸酸 碱性光碱性光亮铜亮铜 焦
4、磷酸铜(选择性)焦磷酸铜(选择性) 酸性光亮铜(选择性)酸性光亮铜(选择性) 光亮镍光亮镍 镀铬镀铬 (12) 电叻架及染色工艺流程电叻架及染色工艺流程 前处理或电镀前处理或电镀 纯水洗(纯水洗(2-3 次)次) 预浸预浸 电叻架电叻架 回收回收 纯水洗(纯水洗(2-3 次)次) 烘干烘干 成品成品 电镀锌的技术很多,提供一些专利技术的给你看看。电镀锌的技术很多,提供一些专利技术的给你看看。 /一种电镀锌钢板及钢板镀锌工艺,电镀锌钢板包括钢板及一种电镀锌钢板及钢板镀锌工艺,电镀锌钢板包括钢板及其上的电镀锌层,该电镀锌层含有其上的电镀锌层,该电镀锌层含有 15-8000ppm 的锡。钢的锡。钢板
5、镀锌工艺包括按常规技术对钢板进行脱脂处理、酸洗处板镀锌工艺包括按常规技术对钢板进行脱脂处理、酸洗处理以及在处理后的钢板表面电镀锌,其特点是,在电镀溶理以及在处理后的钢板表面电镀锌,其特点是,在电镀溶液中添加有液中添加有 1-500ppm 的的 Sn2+。本发明的电镀锌钢板由于。本发明的电镀锌钢板由于在电镀锌层中含有在电镀锌层中含有 15-8000ppm 的锡,大大提高了镀锌层的锡,大大提高了镀锌层的硬度,其硬度相当于现有技术电镀锌钢板的镀锌层硬度的硬度,其硬度相当于现有技术电镀锌钢板的镀锌层硬度的的 2 倍或更高。本发明的钢板镀锌工艺由于在镀液中添加倍或更高。本发明的钢板镀锌工艺由于在镀液中添
6、加了微量的了微量的 Sn2+,有效的改变了电镀锌层的组织结构,使电,有效的改变了电镀锌层的组织结构,使电镀锌层中含有镀锌层中含有 15-8000ppm 的锡,获得具有高镀层硬度的的锡,获得具有高镀层硬度的电镀锌钢板。电镀锌钢板。 希望对你有用希望对你有用 镀锌防腐工艺镀锌防腐工艺 近年来,随着工业的发展,环境污染不断加剧,钢铁材料近年来,随着工业的发展,环境污染不断加剧,钢铁材料的腐蚀问题越来越严重,因而材料的保护逐渐受到重视。的腐蚀问题越来越严重,因而材料的保护逐渐受到重视。据统计,世界上每年因腐蚀而报废的金属材料量大约为金据统计,世界上每年因腐蚀而报废的金属材料量大约为金属年产量的属年产量
7、的 12,即使腐蚀报废的金属材料可以回收,即使腐蚀报废的金属材料可以回收23,每年还是有相当于年产量,每年还是有相当于年产量 10的金属损失掉。更何的金属损失掉。更何况腐蚀损失的价值不能仅仅以所损失的金属的质量来计算,况腐蚀损失的价值不能仅仅以所损失的金属的质量来计算,应包含冶炼金属时所消耗的能源。所以被腐蚀报废的金属应包含冶炼金属时所消耗的能源。所以被腐蚀报废的金属材料的制造价值往往比金属本身价值高得多。因此,为了材料的制造价值往往比金属本身价值高得多。因此,为了节约钢铁材料并保证生产的正常运行,解决好钢铁材料的节约钢铁材料并保证生产的正常运行,解决好钢铁材料的防腐蚀问题,才符合我国可持续发
8、展的战略。防腐蚀问题,才符合我国可持续发展的战略。 /目前防治钢铁材料腐蚀的有效方法有两大类:一是金属的目前防治钢铁材料腐蚀的有效方法有两大类:一是金属的合金化;二是金属镀层防腐法。合金化;二是金属镀层防腐法。 金属合金化是将钢铁材料制成含有特定金属元素的不锈钢,金属合金化是将钢铁材料制成含有特定金属元素的不锈钢,以达到提高耐腐蚀性的目的。由于这些钢种的生产工艺复以达到提高耐腐蚀性的目的。由于这些钢种的生产工艺复杂,价格昂贵,所以它的普及性受到限制。杂,价格昂贵,所以它的普及性受到限制。 采用金属锌镀层防腐方法主要有热镀法、电镀法、渗镀法、采用金属锌镀层防腐方法主要有热镀法、电镀法、渗镀法、热
9、喷涂法,以及近年发展起来的机械镀等。渗镀法生产周热喷涂法,以及近年发展起来的机械镀等。渗镀法生产周期长、表面质量低、容易造成漏镀;热喷涂法的孔隙率较期长、表面质量低、容易造成漏镀;热喷涂法的孔隙率较高并且锌的利用率较低。因而主要以热镀法、电镀法和机高并且锌的利用率较低。因而主要以热镀法、电镀法和机械镀法为例简要概述了镀锌防腐工艺的发展现状。械镀法为例简要概述了镀锌防腐工艺的发展现状。 热镀法、电镀法和机械镀法所用的阳极材料大部分是锌,热镀法、电镀法和机械镀法所用的阳极材料大部分是锌,因为锌的标准电极电位较低,铁基上的镀锌层在一般的腐因为锌的标准电极电位较低,铁基上的镀锌层在一般的腐蚀介质中为阳
10、极镀层,对基体起到电化学保护作用,而且蚀介质中为阳极镀层,对基体起到电化学保护作用,而且锌在腐蚀环境中能在表面形成耐腐蚀性良好的薄膜,不仅锌在腐蚀环境中能在表面形成耐腐蚀性良好的薄膜,不仅保护了锌层本身,还保护了钢铁基体,并且锌镀层无毒、保护了锌层本身,还保护了钢铁基体,并且锌镀层无毒、廉价、防护性能优良,因此镀锌在防腐中占有重要的地位。廉价、防护性能优良,因此镀锌在防腐中占有重要的地位。1 热浸镀锌热浸镀锌 /热浸镀锌是由古老的热浸镀锡发展而来的一种应用最广泛热浸镀锌是由古老的热浸镀锡发展而来的一种应用最广泛和最有效的金属防锈方法,自应用于工业生产以来已有近和最有效的金属防锈方法,自应用于工
11、业生产以来已有近170 年的发展历史,是一种防止钢铁大气腐蚀的有效方法。年的发展历史,是一种防止钢铁大气腐蚀的有效方法。由于热镀锌产品具有良好的耐蚀能力、美好的外观、有利由于热镀锌产品具有良好的耐蚀能力、美好的外观、有利于后续加工、可降低成本和减少环境污染等优点,因而深于后续加工、可降低成本和减少环境污染等优点,因而深受广大用户的欢迎。受广大用户的欢迎。 热浸镀锌是将被镀金属热浸镀锌是将被镀金属(基体基体)材料经预处理后,浸入液态金材料经预处理后,浸入液态金属锌中,从而在金属表面镀覆上一层薄薄的具有防护性的属锌中,从而在金属表面镀覆上一层薄薄的具有防护性的锌镀层,以达到提高材料抗腐蚀能力、改善
12、材料性能的一锌镀层,以达到提高材料抗腐蚀能力、改善材料性能的一种工艺方法。此工艺特点是基体金属与镀层金属间形成冶种工艺方法。此工艺特点是基体金属与镀层金属间形成冶金结合的合金层。被镀金属一般为普碳钢、合金钢和铸铁。金结合的合金层。被镀金属一般为普碳钢、合金钢和铸铁。此外,用于热镀的低熔点金属还有铝、铅、锡等有色金属此外,用于热镀的低熔点金属还有铝、铅、锡等有色金属及其合金。及其合金。 1.1 基本机理基本机理 一般认为,热浸镀锌镀层是按下列步骤形成的:首先,固一般认为,热浸镀锌镀层是按下列步骤形成的:首先,固体铁溶解在熔融锌中;其次,铁和锌形成铁一锌化合物;体铁溶解在熔融锌中;其次,铁和锌形成
13、铁一锌化合物;最后,在铁一锌合金层表面生成纯锌层。最后,在铁一锌合金层表面生成纯锌层。 /该过程中的物理化学反应可以分为以下几个阶段:该过程中的物理化学反应可以分为以下几个阶段:锌原锌原子通过钢铁表面扩散到钢铁材料的亚表面,形成锌铁固溶子通过钢铁表面扩散到钢铁材料的亚表面,形成锌铁固溶体;体;以此固溶体为界,铁原子和锌原子进行反方向的扩以此固溶体为界,铁原子和锌原子进行反方向的扩散,锌原子继续向钢铁内表面扩散,使固溶体层增厚,同散,锌原子继续向钢铁内表面扩散,使固溶体层增厚,同时固溶体中的铁原子溶解于工件表面吸附在熔锌中,铁和时固溶体中的铁原子溶解于工件表面吸附在熔锌中,铁和锌生成锌生成 Fe
14、-Zn 合金层;合金层;当工件从锌锅中提出时,锅中的当工件从锌锅中提出时,锅中的纯锌熔融体粘附在纯锌熔融体粘附在 Fe-Zn 合金层表面,冷却后形成纯锌结合金层表面,冷却后形成纯锌结晶层。晶层。 1.2 工艺流程及镀层特性工艺流程及镀层特性 1.2.1 工艺流程工艺流程 目前的热镀锌生产工艺流程如下:预镀件一脱脂一水洗一目前的热镀锌生产工艺流程如下:预镀件一脱脂一水洗一酸洗一水洗一挤干一涂水溶剂一烘干一镀锌一冷却一矫直酸洗一水洗一挤干一涂水溶剂一烘干一镀锌一冷却一矫直一涂油一打包。一涂油一打包。 1.2.2 镀层特性镀层特性 由由 ZnFe 状态图可以看出,当镀锌温度在状态图可以看出,当镀锌温
15、度在 450670范范围内时,所产生的相层,由铁开始其顺序为:围内时,所产生的相层,由铁开始其顺序为:a 固溶体,固溶体,a+r 的共晶混合物,的共晶混合物,r 相,相,r+1 的包晶混合物,的包晶混合物,1 相,相,1 相相+ 相的包晶混合物,相的包晶混合物, 相和相和 相。相。 在热镀锌生产过程中,实际获得的镀层不一定完全含有上在热镀锌生产过程中,实际获得的镀层不一定完全含有上述述 8 种相层。研究结果表明,当镀件种相层。研究结果表明,当镀件 /在锌液中浸没时间很短时,根本不会形成在锌液中浸没时间很短时,根本不会形成 a 固溶体,而固溶体,而 a+r共晶、共晶、r+1 包晶和包晶和 1+
16、包晶分别在包晶分别在 623、672和和530时才能形成。所以,镀锌温度在时才能形成。所以,镀锌温度在 450470范围时,范围时,不会形成上述不会形成上述 4 种相层,只可能形成种相层,只可能形成 r 相、相、1 相、相、 相相及及 相等相等 4 种相层。当浸锌时间极短,如种相层。当浸锌时间极短,如 5s 左右时,左右时,r 相相也不会形成,也不会形成, 相几乎由纯锌组成,所以此相又被称为纯相几乎由纯锌组成,所以此相又被称为纯锌层。此时,铁锌合金层中就只存在锌层。此时,铁锌合金层中就只存在 1 相和相和 相。相。 2 电镀锌电镀锌 以电化学方法使金属离子还原为金属的过程称为金属电沉以电化学方
17、法使金属离子还原为金属的过程称为金属电沉积。如果在电沉积过程中,能在金属和非金属制品表面形积。如果在电沉积过程中,能在金属和非金属制品表面形成符合要求的平滑致密的金属覆盖层,则称为电镀。成符合要求的平滑致密的金属覆盖层,则称为电镀。 2.1 锌的电沉积原理锌的电沉积原理 锌的电沉积是指在直流电流作用下,电解液中的锌离子还锌的电沉积是指在直流电流作用下,电解液中的锌离子还原并沉积在工件表面上形成锌镀层的过程。电镀时,溶液原并沉积在工件表面上形成锌镀层的过程。电镀时,溶液中的锌离子在阴极还原形成镀层,同时,阳极进行氧化反中的锌离子在阴极还原形成镀层,同时,阳极进行氧化反应,金属锌变成锌离子。镀层金
18、属从离子态到结晶态需经应,金属锌变成锌离子。镀层金属从离子态到结晶态需经过以下几个步骤。过以下几个步骤。 (1)离子液相传质离子液相传质 锌离子在阴极还原时消耗的是阴极附近的离子,溶液中的锌离子在阴极还原时消耗的是阴极附近的离子,溶液中的锌离子通过电迁移、扩散和对流等形式进行补充,以保持锌离子通过电迁移、扩散和对流等形式进行补充,以保持溶液中锌离子的均衡。溶液中锌离子的均衡。 (2)界面转化界面转化 /在还原前,迁移到电极溶液界面双电层处的锌离子在还在还原前,迁移到电极溶液界面双电层处的锌离子在还原反应前首先发生均相前置反应,如单位溶液中金属离子原反应前首先发生均相前置反应,如单位溶液中金属离
19、子水化程度的降低和重排,铬盐溶液中铬离子的配体发生交水化程度的降低和重排,铬盐溶液中铬离子的配体发生交换或配位数下降。换或配位数下降。 (3)电荷转移电荷转移 这是金属离子得到电子的还原过程,但电荷转移不是一步这是金属离子得到电子的还原过程,但电荷转移不是一步完成的,必须经过中间活性离子状态。这种活性离子通常完成的,必须经过中间活性离子状态。这种活性离子通常被称为吸附原子,是保留着部分水化分子和部分电荷的粒被称为吸附原子,是保留着部分水化分子和部分电荷的粒子。随后吸附原子失去剩余的水化分子并进入金属晶格,子。随后吸附原子失去剩余的水化分子并进入金属晶格,完成电荷转移的全过程。完成电荷转移的全过
20、程。 (4)形成晶体形成晶体 吸附原子通过表面扩散到达生长点进入晶格生长,或通过吸附原子通过表面扩散到达生长点进入晶格生长,或通过吸附原子形成晶核长大成晶体。吸附原子形成晶核长大成晶体。 2.2 工艺流程工艺流程 电镀锌的基本工艺流程如下:预镀件一除油一侵蚀一抛光电镀锌的基本工艺流程如下:预镀件一除油一侵蚀一抛光一镀锌一除氢一钝化染色。一镀锌一除氢一钝化染色。 2.3 工艺特点工艺特点 电镀锌可以形成均匀、致密的镀锌层,镀层的质量均匀性电镀锌可以形成均匀、致密的镀锌层,镀层的质量均匀性比热镀锌好,但镀层没有热镀锌镀层厚,所以耐比热镀锌好,但镀层没有热镀锌镀层厚,所以耐/蚀性也不如热镀锌制品。蚀
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