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摘要：針對在鋁合金電鍍前處理中使用的硝酸退辭工藝氣體揮發(fā)性大、對人體危害大等問題，介 紹了一種環(huán)保退辭工藝。該工藝配方組成為：10mL/L濃硫酸、50g/L退鋅劑。從退辭效果對 比和鍍層結(jié)合力測試結(jié)果來看，該退鋅工藝完全能替代傳統(tǒng)的硝酸退辭工藝。且該退鋅工藝具 有濃度低、無揮發(fā)、無黃煙及對人體危害極低等特點，符合目前推行的清潔生產(chǎn)及環(huán)境保護法規(guī) 要求。
關(guān)鍵詞：退鋅;鋁合金;電鍵;前處理
引 言
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，鋁合金在航天、汽 車、儀表及電子等行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。但由 于鋁合金是一種比較活潑的金屬，其應(yīng)用必定要進 行表面功能化處理，而電鍍處理就是一個很好的方式。
鋁合金電鍍的關(guān)鍵是前處理工藝。目前工業(yè)化生產(chǎn)中使用最廣泛的是浸鋅工藝，一次浸鋅工藝由于鋒層較為疏松，對于雜質(zhì)含量高的鋁合金材料 (如ADC類)不能保證與電鍍層之間結(jié)合力良好。 為了提高工藝穩(wěn)定性及保證產(chǎn)品質(zhì)量，大多數(shù)電鍍 廠均采用兩次浸鋅工藝，通過第一次浸鋅去除氧化 膜并以鋅層代替，然后再將鋅層浸于50%的硝酸中進行退鋅，將不良的鋅層去除。退鋅后所暴露出來 的表面為第二次浸鋅提供了良好的條件，使鋁合金 材料表面得到充分活化，保證基材與電鍍層之間獲得良好的結(jié)合力。
硝酸退鋅工藝，存在酸霧揮發(fā)大，使用過程易產(chǎn)生氣體NOx(俗稱黃煙)，造成環(huán)境污染和人體危害，不符合環(huán)保要求,應(yīng)予以淘汰。
環(huán)保退鋅工藝的開發(fā)是以危害較小的氧化劑 替代硝酸，在達到同樣退鋅效果的同時，最大限度 降低對環(huán)境污染和人體危害。本文介紹一種環(huán)保 退鋅工藝，并對該工藝的退鋅機理及其退鋅效果 與硝酸退鋅做對比，以推動環(huán)保退鋅工藝的廣泛應(yīng)用。
1實驗
11實驗材料
使用工業(yè)生產(chǎn)中常用的兩種鋁合金材料做實驗，材料型號為：A356、ADC-12。
1.2實驗內(nèi)容
1〉退鋅效果。根據(jù)時間的變化，目視觀察50%。 HNO3與以AL-ZS1為退鋅劑的退鋅液退鋅過程的 現(xiàn)象，對比兩者的退鋅效果的差異。
2〉基材與電鍍層的結(jié)合力。熱震試驗:將電鍍 后之工件放人220 °C供箱中烘烤1 h，然后取出立即投人冷水中，觀察是否有起泡、脫皮現(xiàn)象。
銼刀試驗:在電鍍后之工件邊緣處，從基體金 屬向鍍層的方向，用銼刀挫鍍層，銼刀與鍍層表面 約成45°角，觀察鍍層與基體是否分離。
1.3工藝流程及工藝
鋁合金件前處理及電鍍工藝流程如下：
鋁合金工件→除油 → 堿蝕 → 無憐酸除垢 → 一次無氰浸鋅 → 環(huán)保型退鋅 → 二次無氰浸鋅 → 預(yù)鍍鎳〈4 ~7μm） → 鍍酸性銅〈30 ~40 μm)→鍍半光亮鎳(8~12μm) → 鍍光亮鎳〈8~12μm) → 鍍裝飾鉻(0.15-0.3μm) → 檢測。
退鋅工藝采用某公司研制的退鋅劑入AL-ZS1，該退鋅劑是由氧化劑、促進劑和緩蝕劑按一定比例復(fù)配而成的。
2結(jié)果與討論
2.1退鋅效果對比
對比退鋅過程的現(xiàn)象。
由以上測試結(jié)果可知，硝酸退鋅速度較快，一 般在2 ~3 s內(nèi)將鋅層完全去除，且過程中無析氫現(xiàn) 象;而 AL-ZS1 退鋅液需要10s才將鋅層完全去除， 且過程伴隨有析氫現(xiàn)象。隨著退鋅時間延長至11s 以上時，兩種體系均不腐蝕鋁合金基材，效果相同。 因此，雖然兩種退鋅體系退鋅速度不同，但最終退 鋅效果是相同的。
2.2結(jié)合力測試
分別用兩種鋁合金材料采用不同的退鋅工藝電鍍后進行鍍層結(jié)合力測試。
由以上測試結(jié)果可知，采用二次浸鋅工藝的電 鍍層結(jié)合力明顯優(yōu)于采用一次浸鋅工藝。在二次 浸鋅工藝中采用人[-231退鋅與50 ^ 退鋅的 電鍍層結(jié)合力，均達到要求。
3人[-231退鋅液機理分析和組分作用
3.1機理
^1^-281退鋅液是硫酸提供酸度，與氧化劑、促 進劑及緩蝕劑共同作用，以取代硝酸的各種性能。
當有鋅置換層的工件浸人到41231退鋅液 時，由于鋅層表面20的電極電位最負，硫酸首先溶 解金屬鋅，同時反應(yīng)生成待鋅層溶解完后，剩余 的見、&1、!^等合金成分由氧化劑及促進劑將其氧 化為離子并溶于酸液中，此時析氫幾乎停止;最后 由緩蝕劑與氧化劑的共同作用，在裸露的鋁合金表 面覆蓋一層保護膜，保證基材在酸液中不被腐蝕。
由于入1231退鋅液中的酸度與氧化性比硝酸 低，因此雖然退鋅的速度比硝酸慢，但最終也能將 鋅層退除干凈，并且保證電鍍后基材與鍍層之間良 好的結(jié)合力。
3.2組分的作用 3.2.1只2304的作用
只2304可提供酸度溶解金屬鋅，92304用量直 接影響退鋅初期鋅層溶解速度。對人^231退鋅工 藝在不同02304的質(zhì)量濃度下做了退鋅效果的實 驗，記錄其退鋅時間〈鋅層顏色褪去露出鋁材顏色 時所需的時間〕與02304質(zhì)量濃度的關(guān)系。
從圖1可見，當^(仏沁」〈5爪17[時，退鋅速 度緩慢，退鋅時間需很長，此時工件表面析氫速度 慢，且不均勻，隨著4 112504〉逐漸提高，退鋅速度 隨之加快，析氫均勻;當4^15 011^1時，退 鋅速度變化不明顯，趨于恒定。由于酸度偏高時， 會對退鋅后的鋁合金基材表面產(chǎn)生過腐蝕，因此 4札300不宜太高。綜合考慮退鋅速度和效果， 最佳控制范圍在5 ~ 15瓜!/!^之間。
3.2.2退鋅劑的作用
退鋅劑&-231含有氧化劑、促進劑和緩蝕劑， 主要起到氧化、溶解和保護基材的作用,其質(zhì)量濃 度大小直接影響退除鋅置換層的速度。對人1^231 退鋅劑在不同用量下做了退鋅效果的實驗，記錄其退鋅時間與退鋅劑質(zhì)量濃度的關(guān)系。
當#(從-烈〗)〈40 [時，退鋅 速度緩慢，主要表現(xiàn)為在析氫現(xiàn)象停止后，鋅層顏 色難以退去，無法露出鋁材顏色;隨著4 逐漸的提高，退鋅速度隨之加快，鋅層迅速退去;當 乂乩-281〕〉60 V[時,退鋅速度變化不明顯，趨于 穩(wěn)定。因此，人七-281〉最佳控制范圍在40-60g/L。
4結(jié)論
1〕本文介紹的鋁合金退鋅工藝完全可以替代傳統(tǒng)的硝酸退鋅工藝，且退鋅液穩(wěn)定,使用壽命長， 適合電鍍生產(chǎn)需要，尤其是適用于自動線生產(chǎn)。
2〕該鋁合金退鋅工藝具有無揮發(fā)、無黃煙及對 人體危害極低等特點，符合目前推行的清潔生產(chǎn)及 環(huán)境保護法規(guī)要求。
3〉該鋁合金退鋅工藝溶液用量少，廢水處理簡 單,且無需使用抽風(fēng)設(shè)備，在一定程度降低了生產(chǎn) 成本，且符合環(huán)保要求，值得大力推廣。
