鋅酸鹽鍍鋅工(gōng)藝的故障原因與處理方法：鋅(xīn)酸鹽鍍鋅中陽(yáng)極闆引起的故障

在(zài)一個工廠的實際(jì)生産中，發現鋅酸鹽鍍鋅液中可能是鍍液中雜質(zhì)的影響，造成了(le)鍍鋅層粗糙、灰暗、無光澤，甚至鍍不上的故障。但是在(zài)解決這個故障(zhàng)過程中，先是調整(zhěng)鍍液中(zhōng)的氧化鋅和氫氧化鈉的(de)比例，調整添加劑和光亮劑的含量，然後再電解處理幾小時等措施。但是鍍鋅層的質量仍然沒有獲得好轉，在大電流密度下電鍍(dù)，使得零件的邊角燒焦(jiāo)，有鍍層的部位也比較粗糙，鍍液的分散能力和深鍍能力極差，鍍層(céng)經硝(xiāo)酸出光後，表面呈黑褐色。怎麼辦?消除鍍液中雜質最好(hǎo)的方法是對鍍液進行去雜質處理：在鍍(dù)液中加入鋅粉29／L，活性(xìng)炭29／L，經過攪拌、靜置、過濾，然後進行鍍液成分分析，調整成(chéng)分到(dào)工藝規範範圍，鍍液恢複了正常，鍍鋅層的質(zhì)量達到了要求(qiú)。

但是，沒(méi)過幾天，沒有補充其他(tā)成分，鍍層(céng)又出現了上述故(gù)障(zhàng)，這種情況下分析雜質的來源可能是鋅陽極所為(wéi)，把鋅陽極(jí)從鍍液中取出，發現表面(miàn)有異常發藍現象，用水沖洗和(hé)用(yòng)刷(shuā)子刷洗(xǐ)後(hòu)，鋅陽極表面呈現出黑點，把這種黑點進行分析，發現是有機(jī)物的焦化(huà)和金屬雜質，檢查發現，這(zhè)些物質是在澆鑄(zhù)鋅陽極時造成的，問題找到了，更換(huàn)了(le)電鍍槽内的鋅陽極，徹底排除了這種電(diàn)鍍鋅的故障。

鋅陽(yáng)極(jí)引起的電鍍故障問(wèn)題不(bú)隻是一二例，某(mǒu)廠建成了(le)32000L鍍液的大型自動鍍鋅線，選用了ACF一Ⅱ堿性無氰鍍鋅工藝。該工藝具有優良的(de)分散和深鍍能力，電流密度範圍寬，鍍層光亮度與鉀鹽鍍鋅相近，鍍(dù)層與基(jī)體結合牢固，鈍化膜附着力極好，彩色和深色鈍化(huà)膜(mó)鍍層耐(nài)腐蝕能力(lì)強等性能特點。但是在新配鍍液開始批量生産時，很快發現形狀複雜的零件朝上的内腔和低電流區存在嚴重的鍍層粗糙、發黑(hēi)現象，而此現象在小試中均從未發現。

經(jīng)過分(fèn)析和試驗，排除了這種鍍鋅液的成分失調、循環過濾(lǜ)差(chà)以及可(kě)能存在(zài)重金屬雜質等(děng)情(qíng)況，初步(bù)判定産生(shēng)故障的根源在陽極的Zn闆。因為觀察鍍液中的Zn闆(pǎn)發現(xiàn)，其表面有一層厚(hòu)密的黑色細粉狀物質，而同時懸挂(guà)的不溶性鐵闆則未(wèi)見任(rèn)何異常。

将Zn陽極闆取出，進行(háng)酸洗、擦拭幹淨後重新放入鍍槽(cáo)中，繼續電(diàn)鍍，零件内(nèi)腔和低電(diàn)流區的(de)上述症狀明顯減輕。但(dàn)随着電鍍時間的延長，Zn陽極表(biǎo)面的黑色細粉狀物(wù)質逐漸增(zēng)多，故障又重新出現，從(cóng)而最終确定(dìng)故障(zhàng)原因是，Zn闆表面的黑色細粉狀物質沉落于朝向上方的零件内腔和低電流區，再加上鍍(dù)液的均鍍能力好，零件内腔和低電流(liú)區鍍層在細粉(fěn)的(de)不斷沉落中快速沉積，故形成粗(cū)糙發黑的不合格鍍層(零(líng)件外部和高電(diàn)流區因極化較大和不易沉落黑色(sè)細(xì)粉物質(zhì)，鍍層屬于正常沉積(jī)，所以鍍層尚好)。刮下Zn陽極表面的黑(hēi)色細粉狀物質進行分析(xī)拔現該物質(zhì)是鐵元素(sù)。正是由于鐵(tiě)粉末不斷從陽極闆表面以固體微粒形式脫(tuō)離下來落入鍍鋅(xīn)溶(róng)液，才造成了電(diàn)鍍複(fú)雜零件時(shí)内腔和低電流區的粗糙、發黑(hēi)現象。

那麼，Zn陽極闆中的鐵來源于何處呢(ne)?通過對制作(zuò)鋅(xīn)陽極(jí)闆的鋅錠進行分(fèn)析檢測，所用(yòng)鋅錠成分(fèn)完全符合國家标準。其鐵含量為痕量，根本不會造成Zn陽極溶(róng)解過程中細粉狀(zhuàng)鐵末不斷析出(chū)。再對鋅(xīn)陽極熔鑄各工藝環節進行檢查，發(fā)現Zn陽極中的鐵雜質來源(yuán)于熔鑄Zn闆的過程。

鋅錠首先經加熱熔融(róng)後，将鋅(xīn)水倒人模具中，冷卻脫模後即制得Zn陽(yáng)極闆。在鋅錠熔融過程中，使用的鋅鍋由碳鋼制作，鋅鍋壁從外至裡，Zn含量依次升高(gāo)，Fe含量依(yī)次(cì)降低Zn有自鋅(xīn)液向鍋壁(bì)外層擴散的傾向，而Fe有自鍋壁向 Zn液擴散的(de)傾向。而且鋅鍋内壁(bì)的Fe向熔融鋅液的擴散量和(hé)擴散速度，随着鍋壁鋼材(cái)中Si含量超過0．03％而急劇增長(zhǎng)，也随着熔融Zn液的溫(wēn)度超過460℃明顯增長(zhǎng)。

熔鑄Zn陽極闆的鋅(xīn)鍋若用普通碳鋼焊(hàn)制，其鋼闆的Si含(hán)量一般為0．3％左右，遠高于适宜做熱鍍(dù)鋅鍋的低碳痕Si鋼中的Si含量，并且熔鋅溫度又控制不好，從而造成了鍋(guō)壁中的Fe強烈地向鍋内(nèi)熔融的Zn中擴散，使Zn中Fe含量随着熔Zn時間的延長而成倍地增(zēng)加，故(gù)而所鑄造出的Zn陽極(jí)闆中含(hán)有較多的(de)Fe雜質。

由(yóu)于Fe雜質是以擴散方式進人Zn中，這樣在(zài)陽極Zn闆中含(hán)有的Fe就分散的特别細密。當Zn陽(yáng)極闆在鍍鋅溶液中發生溶解時，而(ér)分散細密(mì)的Fe在強堿性鍍鋅液中處于鈍态，不能以離子狀态(tài)溶入鍍鋅(xīn)液中。随着Zn陽極闆的溶解，Fe以固(gù)體微粒形式逐(zhú)漸地彌散進入鍍液中。由(yóu)于顆粒過于細小，一般循環過濾器的作用不甚顯著。這樣在不斷沉落(luò)鐵微粒的情況下鍍鋅，使得快速沉積的零件内腔(qiāng)和低電流區産生了(le)粗糙、發黑的現(xiàn)象。

問題找到了(le)，采取更換鋅陽極或者改進制備鋅陽極(jí)的工藝(采用低碳痕Si型的鋼鐵材料制成(chéng)熔融Zn錠的鋅(xīn)鍋，嚴格(gé)控制熔Zn溫(wēn)度等)，從而(ér)消除了鋅酸鹽鍍鋅零件出現的内腔和低電流區的粗糙、發黑現象。為了防止其他固體微粒的影響，用250目以上耐強堿的濾布(bù)(如丙綸)，經雙線縫口制作Zn陽極(jí)袋，套在Zn陽(yáng)極闆上，徹底隔絕鑄造Zn闆(pǎn)析出的細微粉，并每隔3個月取出陽極袋用鹽酸清洗一次，徹底避(bì)免了這種鍍鋅(xīn)故障的發生。