




化學法退鍍液配方分析 ?
1.背景
鍍件在電鍍或化學鍍過程中,由于各種原因造成鍍層質量不好,出現各種缺陷,如結晶粗糙或不均、起泡、色澤不好、發暗,有些鍍層發現有裂紋、針孔或斑點等。當鍍層存在缺陷時,應該將鍍層退除、重新再鍍,以獲得良好的鍍層質量。常用的鍍層退除方法有化學退除法、電解退除法、機械退除法。
2.化學法退鍍簡介
2.1?化學法退鍍概念 SHAPE \* MERGEFORMAT
化學法退鍍機理比較成熟。主要是通過強氧化劑或酸來溶解度層金屬,對于Cu/Ni/Cr鍍層的退鍍,化學法一般分步進行,先用稀鹽酸將鉻層溶解,然后用濃硝酸氧化法將鎳和銅溶解。
傳統的化學法脫除Cu/Ni鍍層主要有兩類:濃硝酸( 加氯化鈉) 氧化法和硝基化合物( ? 防染鹽)法。濃硝酸法成本較低,退除速率快,但產生大量的氮氧化物氣體,而且容易導致基體金屬過腐蝕;防染鹽即間硝基苯磺酸鈉,雖然對基體無腐蝕,但需高溫退除,時間長,效率低; ? 而且若與劇毒物質氰化鈉同時使用,操作不當,危害也很嚴重。
化學法退鍍鉻層,常用的是常溫下與稀鹽酸反應。但是由于掛具結構復雜,形狀各異,即使退除鍍層時不斷攪拌,總有退除不干凈的部位,尤其是一些凹坑、拐角處。
2.2.化學法退鍍機理
化學法退鍍機理比較成熟。主要是通過強氧化劑或酸來溶解鍍層金屬,對于Cu/Ni/Cr ? 鍍層的退鍍,化學法一般分步進行,先用稀鹽酸將鉻層溶解,然后用濃硝酸氧化法將鎳和銅溶解,其反應機理文獻中都有論述。為了防止鐵基體的過腐蝕,通常引入六次甲基四胺、乙二胺、硫脲等作為緩蝕劑。
防染鹽法的反應機理很復雜: ? 第一步是硝基(NO2)還原為亞硝基(NO),這一步通常是比較緩慢的,因為反應過程伴隨著相當高的活化電位。第二步還原反應是迅速的,反應過程中伴隨著較低的活化過電位,還原的過程是由亞硝基還原成羥胺基) ? NH2OH+ 。隨后的步驟則取決于退鍍液是酸性還是堿性 。
2.3?化學退鍍液的組成
化學退鍍液主要由氧化劑、絡合劑、促溶劑、緩蝕劑和表面活性劑等組成。傳統的混合硝酸法雖然退速快,毒性較低,但產生大量有害的NOx氣體,俗稱(黃龍),稍有不慎就會導致基體過腐蝕; ? 氰化法則存在污染嚴重的問題,其退除過程中產生的HCN氣體不僅污染大氣,還嚴重危害操作人員的健康,且氰化法退液中含CN- ? ,不經處理不允許排放,對高濃度氰化鈉廢液進行處理極其昂貴,且稍有疏忽,便會導致公害。
目前我國在S-防染劑(間硝基苯磺酸鈉)為主要成分,加乙二胺、檸檬酸為輔助成分的額化學退鎳方面,研究及應用較多,其主要原理是基于:2RNO2+3Ni+3H2O+9N2H-CH2-CH2-NH2 ? ? ? ?RNO=NR+3Ni(NH2-CH2-CH2-NH2)3+6OH-
其中,乙二胺不僅是鎳的穩定絡合劑,對基體鐵也有良好的吸附緩釋性,而檸檬酸(作為絡合劑)的添加,可提高退鍍速率。鐵劑緩蝕劑多以有機胺類化合物為主,如:六次亞甲基四胺、亞硝基二丁胺、尿素、硫脲等,脂類的報道較少。
3.?應用案例
3.1?傳統硝酸型化學退鍍液
3.1.1錫鎳合金退鍍液配方 SHAPE \* MERGEFORMAT
組成 | 投料量 | 成分作用 |
硝酸(工業級) | 300~350mL/L | |
鹽酸(工業級) | 15~20mL/L | |
六次亞甲基四胺 | 35~45g/L | 緩蝕劑 |
水 | 加至1L |
3.1.2?快速錫鉛合金退鍍液
組成 | 投料量 | 成分作用 |
氟化氫銨 | 150~220g/L | 腐蝕劑 |
過氧化氫 | 20~50g/L | 氧化劑 |
檸檬酸 | 30~45 /L | 絡合劑 |
水 | 加至1L |
3.2除鎳劑配方
目前的除鎳劑主要由氧化劑、絡合劑、促進劑、抑制劑和表面活性劑等組成。在除鋼上鎳層時,與堿性溶液聯合使用;在除銅、黃銅上鎳層時、與酸性溶液聯合使用。但是除鎳劑正在向中性溶液方向發展,因為后處理比較方便,這也是今后主要的研究方向。
3.2.1堿性除鎳劑:
組成 | 投料量 | 成分作用 |
間硝基苯磺酸鈉 | 55~70 g /L | 防染劑 |
氰化鈉 | 120~180 g/L | / |
氫氧化鈉 | 0~25 g/L | / |
水 | 加至1L | |
?槽液溫度: ? 60~80℃ |
3.2.2?胺型
組成 | 投料量 | 成分作用 |
硝基芳香族化合物 ? | 30~40g /L | 防染劑 |
NH4OH(28%) | 0.2~0.5g/L | / |
(NH4)2SO4 | 100~120g/L | / |
水 | 加至1L | |
槽液溫度: ? 10~80℃ |
3.2.3氰型配方1
組成 | 投料量 | 成分作用 |
間硝基苯磺酸鈉 | 80~100g /L | 防染劑 |
單乙醇胺 | 35~45g /L | 緩蝕劑 |
甘氨酸 | 30~40g/L | 配位劑 |
硫代硫酸鈉 | 4~6g /L | / |
十二烷基硫酸鈉 | 0~0.5 g /L | 表面活性劑 |
水 | 加至1L |
? 氰型配方2
組成 | 投料量 | 成分作用 |
間硝基苯磺酸鈉 | 80~90g /L | 防染劑 |
乙二胺 | 120~140mL/L | 緩蝕劑 |
檸檬酸 | 85~95g /L | 腐蝕劑 |
銅試劑 | 0~0.1g /L | 絡合劑 |
葡萄糖酸內酯 | 0.1~0.3g /L | |
水 | 加至1L |
?氰型配方3
組成 | 投料量 | 成分作用 |
間硝基苯磺酸鈉 | 50~60g /L | 防染劑 |
乙二胺 | 70~80g /L | 緩蝕劑 |
磷酸 | 75~95g /L | 氧化劑 |
氨水 | 0~60mL/L | PH調節劑 |
DDTC | 0.3~1g /L | / |
水 | 加至1L |
此配方適用于鍍鎳不合格品的處理及含鎳鍍層工件的返修,從而使不合格的鍍鎳層重新獲得良好的鍍層質量。磷酸與磷酸根具有良好的表面分散性,除垢性和光潔性,因而可用作金屬表面處理的輔助成分。與傳統的乙二胺-檸檬酸相比,此體系在成本,溶液維護和退鍍光潔性方面有一定的優勢。
3.2.4常見化學退除溶液配制
1)甲醛鹽酸溶液:于6mol/L鹽 SHAPE \* MERGEFORMAT
2)烏洛托品鹽酸溶液:于6mol/L鹽酸500ml中加入六次甲基四胺1.5g;
3)三氯化銻鹽酸溶液 :于12mol/L鹽酸100mL中加入三氯化銻4g;
4)高硫酸銨劑氨水溶液 :于15%的高硫酸銨及25%的氨水;
5)氯化亞錫鹽酸溶液 :氯化亞錫10g溶于100mL12mol/L鹽酸中;
4.常見電鍍添加劑
無機添加劑(如鍍銅用的鎘鹽)和有機添加劑(如鍍鎳用的香豆素等)、絡合劑、光亮劑、表面活性劑、整平劑、應力消除劑、除雜劑和潤濕劑、
?有明顯表面活性類光亮劑(十二醇硫酸醋鈉(K-12)、十六烷基三甲基甜菜堿(Am)、聚氧乙烯(n)十二醇醚(n=15~20)、聚氧乙烯(n)壬基酚醚(n=10或21)、聚氧乙烯((n)蓖麻油、聚氧乙烯(n)、二癸撐三胺(N)有表面活性的光亮劑、電鍍用表面活性劑(琥珀酸二辛酷磺酸鈉系(Aerosol)、脂肪醇硫酸醋鹽系列(Duponol)、支鏈脂肪醇硫酸酯鹽系列(Tergitol)、烷基芳基磺酸鹽系列(Nacconol)、烷基萘磺酸鹽系列(Alkanol)、烷基芳基酚醚硫酸酯鹽系列(Triton720)、脂肪醇聚氧乙烯醚系列(Tri-tonNE)、壬基酚聚氧乙烯醚系列(TritonN)、)鍍鋅液、氰化銅電鍍液、鍍鎳液用、鍍鉻液用

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