堿式鋅酸鹽鍍鋅生產(chǎn)線槽液的日常維護(hù)

毛志平，杜尚增

（平頂山煤礦機(jī)械有限責(zé)任公司，河南 平頂山 467001）

堿式鋅酸鹽鍍鋅生產(chǎn)線槽液的日常維護(hù)

毛志平*，杜尚增

（平頂山煤礦機(jī)械有限責(zé)任公司，河南 平頂山 467001）

結(jié)合電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線的特點(diǎn)，論述了堿式鋅酸鹽鍍鋅工藝的電鍍前處理、鍍鋅和電鍍后處理槽液的日常維護(hù)方法。認(rèn)為鍍槽的維護(hù)管理依賴生產(chǎn)線的工藝管理，工藝規(guī)范的嚴(yán)格執(zhí)行是產(chǎn)品質(zhì)量的保證。采用合理的方法對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行維護(hù)管理，才能保證自動(dòng)生產(chǎn)線的高效運(yùn)行。

鍍鋅；堿式鋅酸鹽；鍍液維護(hù)；電鍍生產(chǎn)線

1 前言

目前，國(guó)內(nèi)鍍鋅常用的工藝有堿式鋅酸鹽鍍鋅、氯化物酸式鍍鋅和硫酸鹽鍍鋅等。堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝具有鍍液組分簡(jiǎn)單、結(jié)晶細(xì)致、鍍層易于鈍化且彩色鈍化膜不易變色和電鍍廢水處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)[1]。筆者所在公司使用的堿性鋅酸鹽鍍鋅自動(dòng)生產(chǎn)線能使工件通過機(jī)械裝置自動(dòng)完成電鍍和電鍍前、后處理等工序的全部過程。它具有生產(chǎn)效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、占地面積小、操作人員少、工藝便于維護(hù)、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)，并且改善了操作條件。但是生產(chǎn)線批量生產(chǎn)涉及到的影響因素較多，如果日常不注意維護(hù)，就會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題。本文從生產(chǎn)線鍍鋅的各個(gè)環(huán)節(jié)講述槽液的日常維護(hù)方法和注意事項(xiàng)，目的是使技術(shù)人員和操作者都能對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行合理維護(hù)，從而確保生產(chǎn)的連續(xù)性。

2 鍍鋅自動(dòng)生產(chǎn)線槽液的日常維護(hù)

2. 1 工藝流程

堿式鋅酸鹽鍍鋅工藝包括鍍前處理、鍍鋅和鍍后處理三大部分。具體工序?yàn)椋荷蠏飑る娊獬桐崴穿に穿}酸活化─水洗─中和─水洗─鍍鋅─水洗─出光─水洗─彩鈍─水洗─熱水洗─烘干─下掛。

2. 2 槽液維護(hù)

堿式鋅酸鹽鍍鋅槽液維護(hù)主要涉及到鋅含量、氫氧化鈉含量(以下稱為“堿含量”)、添加劑和鍍槽雜質(zhì)等方面的控制。

2. 2. 1 鋅含量的控制

鋅含量控制在8 ～ 12 g/L時(shí)，能滿足生產(chǎn)的需要。在實(shí)際操作中，由于鍍鋅產(chǎn)品種類繁多，加之各鍍槽相互分離，造成各個(gè)槽液電鍍量有所差別。這種差別容易造成個(gè)別鍍槽的鋅含量偏高或偏低。因此，操作人員應(yīng)根據(jù)槽液的化驗(yàn)結(jié)果、通過改變每個(gè)鍍槽鋅板的懸掛量來(lái)控制鍍槽的鋅含量。技術(shù)人員則進(jìn)行日常工藝指導(dǎo)和監(jiān)督。鋅板采用特制不銹鋼籃外包陽(yáng)極袋懸掛，并以不銹鋼板作為不溶性陽(yáng)極。以4 500 L鍍槽為例，日常生產(chǎn)中只需上掛一塊鋅板再配合8 ～ 9塊不銹鋼板，即可滿足補(bǔ)鋅和導(dǎo)電的要求。

2. 2. 2 氫氧化鈉含量的控制

在含有DPE-III添加劑的鍍液中，氫氧化鈉含量一般控制在100 ～ 130 g/L[1]。在冬季，低溫導(dǎo)致槽液的導(dǎo)電能力下降，故可適當(dāng)提高堿含量，以加強(qiáng)鍍液的分散能力和覆蓋能力。但是氫氧化鈉含量最高一般不宜超過160 g/L，否則會(huì)增大光亮劑的消耗，加速鋅陽(yáng)極板的溶解，不利于槽液的維護(hù)。此外，由于懸掛不溶性的鋼板、槽液的揮發(fā)和工件的帶出都會(huì)使鍍液中的堿含量逐漸降低，因此，應(yīng)根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果及時(shí)補(bǔ)充[2]。

2. 2. 3 添加劑的控制

堿式鋅酸鹽鍍鋅主要采用DPE-III與WBZ-III作為主添加劑與光亮劑。這兩種添加劑生產(chǎn)廠商都提供了開缸量和生產(chǎn)維護(hù)量，按照要求添加即可。添加方法以“少加勤加”為原則。生產(chǎn)線操作人員每日工作前應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)情況對(duì)添加劑進(jìn)行維護(hù)，電鍍生產(chǎn)線配備有鍍槽的電鍍時(shí)間和電流監(jiān)控記錄的設(shè)備，每周技術(shù)人員可按照每千安培小時(shí)消耗量計(jì)算出添加量并結(jié)合操作人員的添加量進(jìn)行調(diào)整。

2. 2. 4 鍍槽雜質(zhì)的控制

鍍鋅槽液中的雜質(zhì)主要包括無(wú)機(jī)和有機(jī)兩大類：無(wú)機(jī)雜質(zhì)常見的有銅、鐵、鉛等，有機(jī)雜質(zhì)主要是鍍槽中添加劑的分解產(chǎn)物以及前處理不干凈所帶入的油污等雜質(zhì)。

(1) 對(duì)于金屬雜質(zhì)，除雜方法有許多。硫化鈉處理由于添加量不易控制、實(shí)際效果不明顯而不予采用。堿式鋅酸鹽鍍鋅槽液可采用鋅粉或堿性鍍鋅除雜劑除雜。如生產(chǎn)過程中曾發(fā)生鍍件(導(dǎo)向套、活塞等)內(nèi)孔槽部(低電流密度區(qū))出現(xiàn)灰色鍍層、局部鍍層發(fā)黑的現(xiàn)象，通過赫爾槽試驗(yàn)證實(shí)是金屬雜質(zhì)污染所致。采用778堿性鍍鋅液除雜劑解決了該問題，處理方法按照產(chǎn)品使用說明操作即可。需要補(bǔ)充的是，如果通過霍爾槽試驗(yàn)驗(yàn)證采用鋅粉除雜可以解決問題，應(yīng)盡可能采用鋅粉除雜，因?yàn)?778堿性鍍鋅除雜劑雖然能有效去除多種金屬雜質(zhì)，但對(duì)添加劑有一定的影響，以其處理后的槽液還要適量補(bǔ)充添加劑。

(2) 當(dāng)槽液有機(jī)雜質(zhì)過多時(shí)，鍍層會(huì)發(fā)霧發(fā)花，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致鍍層發(fā)脆。如果加入過多添加劑的作用也不大時(shí)，只能根據(jù)情況進(jìn)行活性炭處理。將活性炭顆粒按照4 ～ 5 g/L的計(jì)算量均勻撒入槽液中，并對(duì)槽液進(jìn)行充分?jǐn)嚢?空氣攪拌)4 h，攪拌后靜置6 h以上。靜置后，通過堿性過濾器對(duì)槽液進(jìn)行過濾，最后根據(jù)赫爾槽試驗(yàn)調(diào)整添加劑即可進(jìn)行生產(chǎn)[3]。對(duì)于鍍鋅生產(chǎn)線來(lái)說，最好每半年對(duì)槽液進(jìn)行一次活性炭處理，各個(gè)槽液可間隔3 ～ 5 d逐個(gè)進(jìn)行處理，以保證生產(chǎn)的連續(xù)性。

無(wú)論處理哪種雜質(zhì)，必然對(duì)生產(chǎn)造成一定的影響和導(dǎo)致藥品消耗增大，所以生產(chǎn)線槽液維護(hù)必須以預(yù)防為主。

(1) 配制和補(bǔ)加槽液最好使用二次純水，車間最好配套二次純水制備系統(tǒng)。

(2) 充分重視藥品的采購(gòu)質(zhì)量。對(duì)采購(gòu)的鋅板應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的成分檢驗(yàn)，不合格的絕不能使用。在條件允許的情況下，盡可能使用0號(hào)鋅錠(即Zn99.995)。

(3) 加強(qiáng)對(duì)各種導(dǎo)電部位的日常清洗，要防止銅、鐵銹對(duì)槽液的污染。

(4) 除了采用質(zhì)量好的鋅板、藥品外，掛具的非導(dǎo)電區(qū)域也要做好保護(hù)，同時(shí)重視規(guī)范化生產(chǎn)操作和前處理工序，掉進(jìn)槽液的工件必須盡快撈出。

2. 2. 5 溫度的控制

根據(jù)室內(nèi)溫度的影響，每個(gè)季節(jié)要在槽液發(fā)揮最好的時(shí)刻對(duì)其進(jìn)行化驗(yàn)，并記錄各種組分的含量，以此作為適合本車間的最佳槽液參數(shù)。根據(jù)這些參數(shù)參考溫度的變化提前調(diào)整槽液，使其處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)，保證產(chǎn)品質(zhì)量。筆者所在公司的車間地處北方，冬季室內(nèi)溫度較低，所以采用耐腐蝕加熱設(shè)備(例如鈦加熱管)配合溫控設(shè)備，可以保持槽液溫度在16 °C以上，使得冬季不用按照季節(jié)進(jìn)行調(diào)整，即可正常使用。

2. 3 鍍前和鍍后處理槽液的維護(hù)

2. 3. 1 前處理

前處理工序主要包括電解除油、酸洗、中和等。其作用主要是去除鍍件上的油污、氧化層、銹蝕物等。

(1) 電解除油有陰極除油和陽(yáng)極除油兩種方式，有條件的可采用陰陽(yáng)極聯(lián)合除油。采用陽(yáng)極除油時(shí)，時(shí)間不可過長(zhǎng)，否則會(huì)對(duì)工件造成一定的腐蝕。曾對(duì)一批零件進(jìn)行除油處理，后來(lái)發(fā)現(xiàn)，零件表面出現(xiàn)許多雪花狀腐蝕點(diǎn)。分析原因是由于當(dāng)時(shí)處于夏季，溫度和濕度較高，零件表面在除油前已經(jīng)發(fā)生了輕微的腐蝕，而陽(yáng)極除油加重了零件表面的腐蝕程度。改為陰極除油后，此種現(xiàn)象隨即消失。電解除油槽最好設(shè)置溢流裝置，方便油污排出。沒有溢流口的要定期將油污清除，防止油污被提出的工件帶出，從而影響其他槽液。部分操作人員有時(shí)會(huì)將不合格的鍍件和待鍍的鍍件一起除油，這樣雖然可以退除鍍層，但會(huì)對(duì)槽液造成污染，在采用陽(yáng)極除油時(shí)也會(huì)加重工件表面的腐蝕。

(2) 酸洗的主要作用是除去工件表面的氧化層，露出金屬表面，為鍍鋅做準(zhǔn)備。不建議將酸洗槽液作為退鍍使用，否則會(huì)將鉻離子帶入酸洗液中，從而對(duì)后續(xù)槽液造成影響。在生產(chǎn)線上掛位置附近設(shè)置帶有抽風(fēng)裝置的鹽酸退鍍槽和水洗槽，這樣不僅可以方便對(duì)不合格品進(jìn)行退鍍，還避免了鹽酸對(duì)合格品的污染。

在前處理過程中，必須按照工藝規(guī)定進(jìn)行除油、除銹，并觀察工件表面狀態(tài)。除油、酸洗、中和等槽液要定期化驗(yàn)分析和加料，還要根據(jù)實(shí)際使用情況對(duì)槽液進(jìn)行過濾，酸槽要定期出缸腳、更新等[4]。

2. 3. 2 后處理

鍍后處理主要包括出光、彩鈍和烘干三部分。

生產(chǎn)初期采用了高鉻鈍化。高鉻鈍化是在空氣中成膜，在鈍化銷軸件時(shí)，工件提出后，由于鈍化液在工件表面分布不均，造成鈍化后工件上下顏色不均的現(xiàn)象，甚至?xí)霈F(xiàn)上端面無(wú)法鈍上而露出基底。隨后采用低鉻鈍化工藝解決了此問題。所以對(duì)于生產(chǎn)線生產(chǎn)，建議都采用低鉻鈍化工藝。對(duì)于低鉻鈍化，目前市場(chǎng)上有許多配方，可采用特制的彩鈍粉或調(diào)配好的鈍化濃縮液，日常維護(hù)按照使用說明即可。需要強(qiáng)調(diào)的是，由于電鍍生產(chǎn)線產(chǎn)量大，最好選擇維護(hù)方便、使用范圍較寬的鈍化液配方，特別是鈍化液的pH使用范圍要盡可能寬。在滾鍍鋅生產(chǎn)線上曾使用過車間自配的醋酸系低鉻鈍化工藝，需要根據(jù)生產(chǎn)情況配制濃縮液對(duì)槽液進(jìn)行維護(hù)。但相對(duì)于市場(chǎng)上成熟的彩鈍產(chǎn)品來(lái)說，維護(hù)頻率和對(duì)操作人員的要求都較高，產(chǎn)量較大時(shí)幾乎每天都要維護(hù)，后來(lái)逐步改回掛鍍線的鈍化工藝。無(wú)論采用哪種工藝，都應(yīng)根據(jù)車間實(shí)際的生產(chǎn)情況和成本要求而定。

2. 3. 3 清洗

在每個(gè)處理過程后都有若干水洗工序，其作用是清洗上一過程殘留在工件上的液體，為下一過程做準(zhǔn)備。生產(chǎn)線操作過程中，水洗槽的成分會(huì)隨使用時(shí)間的延長(zhǎng)向上一過程槽液成分的方向靠近。水洗槽液維護(hù)不當(dāng)，就會(huì)對(duì)后序槽液和工件造成污染。應(yīng)采用連續(xù)的補(bǔ)水、溢流和空氣攪拌等措施對(duì)水洗槽液進(jìn)行維護(hù)，既要保證水洗槽液在正常的使用范圍之內(nèi)，要兼顧到廢水處理的壓力，做到合理調(diào)配資源。

3 電鍍生產(chǎn)線的工藝管理和控制

鍍槽的維護(hù)管理離不開生產(chǎn)線的工藝管理。合理的工藝管理是保證產(chǎn)品質(zhì)量的必要條件。

在自動(dòng)化、連續(xù)性生產(chǎn)過程中，工藝規(guī)范的嚴(yán)格執(zhí)行是產(chǎn)品質(zhì)量的保證。因此，所制定的工藝規(guī)范既要能夠指導(dǎo)生產(chǎn)，又要保證生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的有效性和可操作性。對(duì)每槽工件的裝載量、掛具種類、電鍍電流密度、電鍍時(shí)間等生產(chǎn)關(guān)鍵因素，要有明確的規(guī)定。生產(chǎn)中，應(yīng)嚴(yán)格遵守操作規(guī)范，不得任意增、減工序或變更工藝次序。同時(shí)，對(duì)生產(chǎn)過程中的主要參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)記錄，這樣不僅能保證工藝的順利執(zhí)行，而且在產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)，可以準(zhǔn)確追溯到問題槽液，并及時(shí)解決。要定期和不定期地對(duì)工藝的執(zhí)行力度進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。此外，要加強(qiáng)推行清潔生產(chǎn)，注重對(duì)員工定期授課培訓(xùn)[5]。

應(yīng)指定專人進(jìn)行藥品添加，技術(shù)人員和生產(chǎn)線都要有完整的添藥記錄，并建立完善的槽液檔案。要嚴(yán)格控制生產(chǎn)線使用的各種藥品的質(zhì)量，對(duì)于關(guān)鍵的藥品如氫氧化鈉、添加劑、鈍化藥品等要指定專一廠家，即使藥劑成分一樣，也盡量不要隨意更換廠家。保證對(duì)每批次的藥品進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)每批次的添加劑要進(jìn)行赫爾槽試驗(yàn)，以驗(yàn)證其實(shí)際效果，保證添加劑的用量真實(shí)有效[6]。

嚴(yán)格控制化驗(yàn)紀(jì)律，建立化驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，保證化驗(yàn)質(zhì)量。要保證化驗(yàn)用藥、用水、玻璃器皿的質(zhì)量，定期對(duì)化驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)檢修及校正。通過對(duì)化驗(yàn)員進(jìn)行培訓(xùn)并結(jié)合日?？己藖?lái)提高化驗(yàn)員的化驗(yàn)?zāi)芰7]。

4 結(jié)語(yǔ)

鍍槽的維護(hù)管理涉及到很多方面，技術(shù)人員和操作者要根據(jù)自身的工作性質(zhì)掌握正確的維護(hù)技能和方法，在日常的生產(chǎn)管理中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。出現(xiàn)問題時(shí)，要共同討論，總結(jié)出一套適合于本車間生產(chǎn)線的維護(hù)管理辦法。監(jiān)控好生產(chǎn)原材料，嚴(yán)格執(zhí)行工藝紀(jì)律，運(yùn)用科學(xué)合理的分析和維護(hù)方法，才能最大限度地發(fā)揮自動(dòng)生產(chǎn)線連續(xù)生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，并保證其高效運(yùn)行。

[1] 《電鍍手冊(cè)》編寫組. 電鍍手冊(cè)(上冊(cè))[M]. 北京: 國(guó)防工業(yè)出版社, 1977: 220-221.

[2] 沈品華, 屠振密. 電鍍鋅及鋅合金[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2002: 45-52.

[3] 張炳乾, 何長(zhǎng)林. 電鍍液故障處理[M]. 北京: 國(guó)防工業(yè)出版社, 2006: 118-119.

[4] 陳永福. 淺談電鍍工藝管理[J]. 電鍍與環(huán)保, 2007, 27 (1): 44-45.

[5] 譚強(qiáng). 電鍍槽液管理和操作過程的控制[J]. 電鍍與涂飾, 1998, 17 (4): 59-60.

[6] 陳亞. 新型堿性無(wú)氰鍍鋅工藝[J]. 電鍍與環(huán)保, 2006, 26 (1): 14-17.

[7] 王洪奎. 淺談電鍍企業(yè)的全面質(zhì)量管理[J]. 電鍍與精飾, 2010, 32 (2): 30-33.

Routine maintenance for baths in alkaline zincate zinc plating line //

MAO Zhi-ping*, DU Shang-zeng

Some routine maintenance methods for the baths of pretreatment, electroplating, and post-treatment during alkaline zincate zinc plating process were discussed based on the characteristics of automatic electroplating production line. It is believed that the bath maintenance management depends on the process management of production line, and the strict execution of process criteria assures the product quality. The efficient operation of an automatic production line depends on the use of rational methods for maintenance management.

zinc plating; alkali zincate; plating bath maintenance; plating production line

Pingdingshan Coal Mine Machinery Co., Ltd., Pingdingshan 467001, China

TQ153.15

A

1004 – 227X (2012) 11 – 0022 – 03

2012–04–25

2012–05–31

毛志平（1982–），男，河南平頂山人，碩士，助理工程師，從事表面處理研究。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) zpmao@yahoo.cn。

[ 編輯：韋鳳仙 ]