電鍍黃銅工藝培訓(xùn)知識

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1、第六章電鍍黃銅工藝第一節(jié)概述在第二章中已經(jīng)介紹了黃銅鍍層對鋼簾線與橡膠粘合的至關(guān)重要的作用，本章將闡述獲得黃銅鍍層的方法，即電鍍黃銅工藝。銅含量高于鋅的銅鋅合金通常稱為黃銅，1841年就已發(fā)明了鍍黃銅。最早的鍍黃銅槽液是把硫酸銅和硫酸鋅轉(zhuǎn)換成碳酸鹽，然后再在氰化鉀溶液中溶解，使用低電流密度進行電鍍。這種方法一直沿用到1915年，隨著科技的進步發(fā)展成為現(xiàn)代的氰化電鍍工藝。1974年第三版《現(xiàn)代電鍍》中提到，專家們“研究了在1960年之前研究過的所有不同類型鍍黃銅槽液之后下結(jié)論說，迄今為止，還沒有一種槽液能滿意地代替氰化黃銅槽液”。

2、因為氰化物劇毒，人們總想擺脫它，一直在研究非氰電鍍黃銅工藝。60年代，一些歐洲國家(如前蘇聯(lián)、意大利等)對“兩步法”(先鍍銅，后鍍鋅，再熱擴散而形成銅鋅合金的方法，又稱熱擴散法)非氰電鍍黃銅工藝進行了工業(yè)性試驗，并于70年代投入了規(guī)模生產(chǎn)。值得一提的是，我國從60年代末開始，曾探索過“一步法”(直接鍍銅鋅合金的方法)非氰電鍍黃銅工藝，選用焦磷酸鹽一草酸鍍液體系，從實驗室試驗到中間試驗反復(fù)進行了幾年時間，先后生產(chǎn)了Φ0.8mm鍍黃銅鋼絲10余噸，捻制成7×3×0.147和3+9+9×3×O.147兩種結(jié)構(gòu)鋼簾線用于子午線輪胎，進行

3、了里程試驗，并與氰化電鍍產(chǎn)品對照，所得數(shù)據(jù)表明其質(zhì)量與氰化法不相上下。后來投入大生產(chǎn)時，僅連續(xù)運行幾天時間便發(fā)現(xiàn)陽極鈍化嚴(yán)重，經(jīng)試驗分析初步認(rèn)定是鍍液中派生物磷酸氫二鈉過多所致，最后高達lOOg／l以上，而且很難除去。工程技術(shù)人員做了大量工作，企圖復(fù)蘇焦磷酸鹽一草酸電鍍液，限于當(dāng)時的條件，工作未能繼續(xù)下去，最后不得不終止它的應(yīng)用。這種獨創(chuàng)性的電鍍黃銅工藝雖未取得最后成功，但對后人有借鑒作用。目前，鋼絲電鍍黃銅工藝處于氰化法和熱擴散法并存在的局面。據(jù)國外考察，意大利幾乎所有的鋼簾線生產(chǎn)廠都采用熱擴散法電鍍工藝;而法國米其林公司年產(chǎn)

4、18.5萬噸鋼簾線，則全部采用氰化法電鍍工藝，只有在泰國所建的一個分廠采用熱擴散法。世界上許多國家包括我國，在采用熱擴散法的同時，仍保留了氰化法電鍍工藝。我國自80年代以來，引進兩步法熱擴散電鍍黃銅作業(yè)線至少有6條(包括單絲電鍍作業(yè)線，即單根鋼絲在鍍槽中來回走鍍多圈以達到所需的鍍層厚度，線速可達200--300m／min)，幾乎無一例外地費了很長的時間進行調(diào)試方達基本正常。關(guān)于氰化法和熱擴散法兩者的利弊，將在對兩種工藝作系統(tǒng)闡述后再進行比較。鋼絲電鍍不同于零件電鍍，鋼絲是在鍍槽中不斷前進的，俗稱“走鍍”。圖6--1所示，鋼絲在鍍

5、槽中是曲折前進的，鋼絲所遇阻力較大，限制了線速度，影響生產(chǎn)率，但設(shè)備比較簡單；圖6—2所示，鋼絲在鍍槽中是直線前進的，鋼絲所遇阻力較小，線速度可以大幅度提高，生產(chǎn)率也隨之提高，但設(shè)備比較復(fù)雜。在設(shè)計電鍍作業(yè)線時，必須考慮兩個重要參數(shù)：一是dv值，即鋼絲線速(m／min)與鋼絲直徑(mm)的乘積；二是穿線根數(shù)(n)。DV值與n數(shù)越大，生產(chǎn)率便越高。目前國外多絲電鍍黃銅作業(yè)線dv值可達60，n數(shù)可達50，我國尚未達到這個水平。·97·圖表1圖6—2直線電鍍裝置示意圖先就圖6—1及圖6—2所示，簡述鋼絲電鍍過程。電鍍時，電流從直流電源

6、的正極經(jīng)導(dǎo)線、匯流排進入鍍槽內(nèi)的陽極，再從陽極進入鍍液，然后從鍍液到達作為陰極的鋼絲，最后經(jīng)陰極輥、導(dǎo)線、匯流排返回到直流電源的負極，構(gòu)成一個回路。在外電路(匯流排、導(dǎo)線、陰極輥等)，電流的流動是靠自由電子的定向移動來實現(xiàn)的，這種憑借物質(zhì)中自由電子的定向運動來完成導(dǎo)電過程的導(dǎo)體，稱為第一類導(dǎo)體。在電鍍液中電流的流動是靠陰、陽離子的定向遷移來實現(xiàn)的，這種憑借陰、陽離子的定向運動來完成導(dǎo)電過程的導(dǎo)體，稱第二類導(dǎo)體。在任何電鍍過程中，都存在這兩類導(dǎo)體的導(dǎo)電作用，所有電鍍的電流回路都由這兩類導(dǎo)體共同構(gòu)成，電鍍槽陽極金屬與陰極金屬的電位差

7、，即包括第一類導(dǎo)體和第二類導(dǎo)體在內(nèi)的整個回路的電壓降,稱為槽電壓。在電極上是電子導(dǎo)電，而到了鍍液就變成了離子導(dǎo)電。顯然，自由電子消失和出現(xiàn)的過程就發(fā)生在電極導(dǎo)體和鍍液的交界面處。當(dāng)自由電子從直流電源移動到陰極(鋼絲)上以后，就在陰和鍍液的交界面處被鍍液中的金屬離子M’得到，使它成為金屬原子M，并覆蓋在鋼絲表面，·98·即在鋼絲表面鍍上一層金屬M，其反應(yīng)式為：M++e-→M這是一個電化學(xué)反應(yīng)，屬于還原反應(yīng)。它發(fā)生在電極表面，故可稱為電極反應(yīng)。又由于它是在陰極上發(fā)生的，故可稱之為陰極反應(yīng)。正是由于陰極發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)，才使得從電源流

8、到陰極的電子和鍍液中向陰極遷移過來的金屬離子都有了去路，正是陰極反應(yīng)實現(xiàn)了電子導(dǎo)電與離子導(dǎo)電的相互轉(zhuǎn)化。陽極所發(fā)生的情況與陰極相反，在外電源的作用下，陽極金屬M的電子不斷流入電源，即陽極金屬M在極板與溶液交界的表面放出電子，這樣金屬M由原子變?yōu)榻饘匐x子而進入鍍液