[科普中國]-助鍍層

助鍍層的作用所謂的助鍍就是將酸洗后的制件再浸入一定成分的助鍍劑中，提出后在制件表面形成一層薄的保護膜過程。其主要對鋼鐵表面起到清潔的作用，去除酸洗清洗后殘留在制件表面的鐵鹽或氧化物，使鋼鐵件在進入鋅浴時具有最大的表面活性；其次，在制件表面沉積上一層鹽膜，可防止制件從助鍍池到進入鋅鍋這一段時間內(nèi)在空氣中銹蝕；最后就是凈化制件浸入鋅浴處的液相鋅，使制件與液相鋅快速浸潤并反應。

常見助鍍層1、鋅鍍層：

鋅鍍層在大氣條件下對鋼鐵零件為陽極性鍍層，經(jīng)彩色鈍化后，明顯地提高了鍍層的保護性能并改善了外觀。主要用于防止鋼鐵零件的腐蝕，其鍍層價格低廉，耐腐蝕性能優(yōu)良，應用量大面廣。

2、鎘鍍層：

鎘鍍層在海洋和高溫大氣的環(huán)境中，對鋼鐵零件為陽極性鍍層，鍍層比較穩(wěn)定，耐腐蝕性強，潤滑性能好，在航空及電子工業(yè)中應用較多。

3、錫鍍層：

錫鍍層對鋼鐵件為陰極性鍍層。因此，只有當鍍層無孔隙時才能機械地保護鋼鐵零件不被腐蝕。它具有較高的化學穩(wěn)定性，與硫及硫化物幾乎不起作用，焊接性能良好，對滲氮有屏蔽作用。

4、銅鍍層：

銅鍍層對鋅、鐵等金屬為陰極性鍍層，常常用于鋼鐵或某些塑料上作為鍍銅/鎳防護-裝飾性鍍層的底層或中間層，也可用于印刷電路、電鑄模等方面。

5、鎳鍍層：

鎳鍍層對鋼鐵零件為陰極性鍍層，它具有較高的硬度，抗蝕性比銅高，能耐堿，也比較能耐酸。常用于鋼鐵零件的鍍銅/鎳/鉻防護-裝飾性鍍層的中間層及酸性鍍銅前的預鍍。

6、鉻鍍層：

鉻鍍層對鋼鐵零件為陰極性鍍層。它具有較高的耐熱性，常溫下硬度好，耐磨性好，光反射性強，被廣泛用于提高零件的耐磨性、光反射性以及修復尺寸和裝飾等方面。

7、銀鍍層：

銀鍍層對于常用金屬為陰極鍍層，其導電、焊釬性能優(yōu)良，化學性質(zhì)穩(wěn)定，主要用于電器工業(yè)中的導電部件及其焊接部位，還用于防護-裝飾性鍍層，如樂器、餐具、光學儀器及工藝品。1

助鍍層使用方法助鍍層應除了具有良好的清洗、潤濕、活化，防止鍍件表面再氧化的能力，同時還應起到降低鋅液表面張力、減少鋅渣生成的作用。此外，助鍍劑在浸鍍時產(chǎn)生的氣體應具有去除鋅液表面氧化物，保護金屬基體的作用。目前，各種鍍件的助鍍方法主要有以下幾種：

烘干助鍍劑法鍍件在浸人鋅鍋熔融鋅液之前，鍍件先浸入一定濃度和溫度的助鍍劑水溶液中．然后經(jīng)過烘干，使鍍件表面上形成一層干燥的助鍍層，之后浸入鋅液，進行熱鍍鋅。此法要求助鍍劑在涂敷和烘干過程中能對鐵產(chǎn)生作用生成鐵鹽，且能夠在鍍件進入鋅鍋時易于去除，在很短的時間內(nèi)完成其反應過程。干法的優(yōu)點是助鍍劑消耗較少，而且助鍍劑穩(wěn)定，方法簡單易行。鋅渣生成率較低，工作場所空氣也較清潔。因此，鋼絲熱鍍鋅多采用此法。

熔融劑法將助鍍劑放入一個耐鋅浸蝕的無底容器中，熔鋅將懸浮在鋅液面上的助鍍劑熔融鍍鋅時。鍍件通過這層溶劑層進入鋅鍋中鋅液，進行鍍鋅。濕法鍍鋅的優(yōu)點是所需設備較少，且助鍍劑有強烈的清洗能力．即使鍍前處理有些欠缺，也不容易出現(xiàn)漏鍍，但是，此法助鍍劑消耗較多，且穩(wěn)定性差．應考慮所用助鍍劑196的熱穩(wěn)定性，而且，此法鍍鋅時，煙霧多于干法。

化學鍍助鍍劑法將常規(guī)助鍍時在制件上產(chǎn)生一層氯化鋅銨鹽膜的方式進行改進，浸入助鍍液時，在制件表面形成一層用來犧牲的均勻涂層薄膜確保熱鍍時有有一個完全活性的金屬表面，防止鋼鐵表面的氧化。這種助鍍劑法適用范圍廣，產(chǎn)生煙霧少，穩(wěn)定性好，并且在助鍍高鋁時也不會出現(xiàn)漏鍍現(xiàn)象。1

助鍍層常用的助鍍劑電解活化助鍍劑該助鍍劑在電解池中設有電解裝置，在室溫下將助鍍劑進行電解活化，其電解裝置由石墨制成的陽極和有工件本身作為陰極組成，且要控制陰陽極的面積比。電解活化助鍍劑的優(yōu)點是，無煙霧產(chǎn)生、無毒、無污染、價格適中，改善了生產(chǎn)與操作條件；可適當提高線速度，提高鋼絲強度，避免漏鍍、節(jié)瘤等現(xiàn)象。其中其助鍍條件如下：助鍍劑相對密度之1.06；助鍍溫度：室溫：助鍍時間：25-30s；pH值：1-2；

該助鍍劑的作用是工件助鍍后表面形成均勻的覆蓋層，能去除工件表面殘留的鐵鹽及氧化物，能防止工件在浸入熔化合金前被氧化，在遇到熔化合金時能迅速分解或熔化，保持熔融金屬充分濕潤工件，起到較強的緩蝕、助鍍作用。

植酸鹽助鍍劑由王玉強發(fā)明的植酸鹽助鍍劑主要由植酸、氫氧化鋅和植酸鋅組成，這種助鍍劑的生產(chǎn)工藝簡單，在助鍍件上形成的鈍化膜薄，預鍍件可自然干燥，節(jié)約能源，再熱鍍鋅時避免產(chǎn)生大量濃煙、爆濺和漏鍍，并且成本低。另外，開發(fā)的由植酸鋅、硼砂、氟化鈉、檸檬酸、草酸、鹽酸胼組成的植酸鹽助鍍劑，由于不含氯化銨，熱浸鍍時有少量的煙塵和氣味，有利于工作環(huán)境的改善。

添加劑型助鍍劑這種新型助鍍劑是在主要成分為氯化鋅，氯化銨，鐵離子,普通助鍍劑中加入添加劑成分.助鍍添加劑可以明顯有效地改變助鍍劑的表面張力（降低達60%），從而提高助鍍劑對工件的潤濕性，使助鍍劑均勻分布在工件表面，改善鍍層厚度的不均勻性，形成既薄又致密的助鍍劑層，減少溶劑煙和溶劑渣，從而達到減少助鍍劑使用量的目的。并且有利于助鍍劑的干燥，可以有效防止工件的二次氧化及降低鋅耗。2

無氨型助鍍劑這種助鍍劑是在以氯鹽為主的熱浸鍍助鍍劑中加入用碳、氫和氟．碳系復合的表面活性劑，這樣可以降低助鍍劑的表面張力，有利于助鍍劑完全封閉鋼鐵制件表面，復合的表面活性劑與助鍍劑融鹽共同作用于鋅基金屬液可以降低金屬液的表面張力，提高金屬潤濕性，有效地降低熱浸鍍工藝中高鋁含量所導致的助鍍劑失效和漏鍍現(xiàn)象。這種助鍍劑中無銨鹽加入，因此可以大幅度降低熱浸鍍時煙塵的產(chǎn)生，減小對環(huán)境的污染，并能夠改善工作環(huán)境。

助鍍層檢驗助鍍層檢驗在連續(xù)電鍍業(yè)界的鍍層檢驗，一般包括外觀檢查，膜厚測試，附著能力測試，焊錫能力測試，以及抗腐蝕能力測試，抗老化能力測試，至于電接觸阻抗的測試就比較少的廠家有測試。

外觀檢查一般廠家在檢查外觀比較多使用目視法，較嚴格則會使用倍或倍放大鏡檢查（在許多國際標準規(guī)范也是如此，如）。通常本人建議作業(yè)人員先用目視法檢查，一旦看到有疑慮的外觀時，再使用放大鏡觀察。而技術(shù)人員則建議必須以倍來檢查（倍數(shù)越高，外觀瑕恣越多），甚至分析原因時還得借助倍以上的顯微鏡。在電鍍層的外觀判定標準，一般并無一定的規(guī)范，都需要由買賣雙方協(xié)議。

當然表面完全沒有瑕恣最好，但這是高難度，不過一般人們對色澤均勻這個定義比較能達成共識（少數(shù)會比較要求色澤很亮，那是行外人），以下為經(jīng)常發(fā)生的一些外觀異常：

（1）色澤不均，深淺色，異色（如變黑，發(fā)紅，發(fā)黃，白霧等）

（2）光澤度不均勻，明亮度不一，暗淡粗糙。

（3）沾附異物（如水分，毛屑，土灰，油污，結(jié)晶物，纖維等）。

（4）不平滑，有凹洞，針孔，顆粒物等。

（5）壓傷，刮傷，磨痕，刮歪等各種變形現(xiàn)象及鍍件受損情形。

（6）電鍍位置不齊，不足，過多，過寬等。

（7）裸漏底層金屬現(xiàn)象。

（8）有起泡，剝落，掉金屬屑等。2

膜厚測試鍍層膜厚測試方法有顯微鏡測試法，電解測試法，光熒光測試法，射線測試法，渦流測試法，滴下測試法等。其中以顯微鏡測試法最為正確，不過需要時間，設備，技術(shù)等支援，不適合檢驗用，一般用來做分析， 研究之用?，F(xiàn)在大部分都使用光熒光測試法，因為準確度高，速度快（幾十秒） 。其他的方法幾乎已經(jīng)沒有人使用了。目前業(yè)界使用熒光膜厚儀的廠牌有德國的，美國的，日本的，其測試原理與方法大同小異，但由于廠牌不同，多少會有少許誤差，只要使用標準片作好檢量線，作好定位工作，作好底材修正，即可將誤差降低到最小。不要小看這三項工作，因為他可能讓你的過去平白無故凈損失膜厚成本以上。

附著能力測試稱也為密著性測試，方法有彎曲法，膠帶法，急冷法，切割法，滾壓法，刮磨法等。在端子電鍍一般使用彎曲法最多，或是膠帶法，二者并用最好。彎曲法比較膠帶法嚴格，有很多場合；膠帶法是無法測試鍍層的附著力。若使用膠帶法必須注意一定要使用與同等粘性膠帶（賽路凡膠），否則會失去測試效果。以下提供彎曲膠帶并用法作為參考：

（1）先用折彎器將端子彎曲到度以上，觀察彎曲面是否有鍍層起皮，剝落等現(xiàn)象。

（2）再將端子折回原來水平角度，觀察彎曲面是否有鍍層起皮，剝落等現(xiàn)象。

（3）然后再使用規(guī)定粘性膠帶緊牢地粘貼在已折彎過的端子表面，并以垂直方向迅速撕開膠帶，觀察膠帶上有無剝落金屬皮膜。

（4）若目視無法觀察清楚，可使用倍放大鏡觀察。3

電鍍層外觀檢驗金屬零件電鍍層的外觀檢驗是最基本、最常用的檢驗方法。外觀不合格的鍍件就無需進行其他項目的測試。外觀檢驗主要包括鍍層種類、結(jié)合力、表面顏色、光亮度、均勻性和表面缺陷等。

（1）表面缺陷：所有鍍層的外觀不允許有針孔、麻點、起瘤、起皮、起泡、脫落、陰陽面、斑點、燒焦、暗影、樹枝狀和海綿狀沉積層以及應當鍍覆而沒有鍍覆的部位等缺陷。

（2）光澤性：產(chǎn)品表面的鍍層反光性，一般分鏡面光澤、半光澤、亞光等指標。主要是以目視和與樣板對比為 主，也可以使用光澤計測定。

（3）覆蓋性：指產(chǎn)品經(jīng)過電鍍處理后，在其規(guī)定應覆蓋的部位表面是否完全被鍍層所覆蓋， 尤其是對于內(nèi)孔和形狀復雜的零件和鍍液分散能力、覆蓋能力較差的電沉積工藝更應當加強這種性能的檢測。

（4）色澤：對于各種零件表面要求具有鈍化膜層的鍍層，外觀檢驗時應達到規(guī)定的鈍化色澤(如黑鈍化、藍白鈍化等)。

檢驗時用目視觀察外觀可將鍍件分為合格、 有缺陷的(返修)和廢品三類；有缺陷的電鍍零件，包括需要退除不合格鍍層而重新電鍍和不需要去掉鍍層而補充加工的零件(如重新拋光、補鍍等)。需要說明的是一部分鍍層外觀缺陷并不影響鍍層的使用性能，應區(qū)別對待。對于防護、裝飾性鍍層來說，包括不損害零件外觀的缺陷；對于防護性鍍層來說，包括不降低耐蝕性能的缺陷。例如：輕度的小劃痕、次要部位上有輕度的掛具接觸勾痕、經(jīng)鉻酸鹽鈍化后有不明顯的鈍化液痕跡等。1

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

杜強 - 高級工程師 - 中國科學院工程熱物理研究所