稀里糊涂的室温工艺

稀里糊涂的室温工艺 涂装与电镀2007第5期 稀里糊涂的室温工艺 袁诗璞 (成都市机投镇会所花园A3—02—202,四川成都,610045) 摘要我国幅员辽阔,不同地区,不同季节室温差异很大,许多工艺操作温度不能简 单以"室温"述,否则易造 成不良后果. 关键词表面处理;室温;工艺条件 不少表面处理技术的工艺条件中,关于液温,简 单地标为"室温".什么叫室温?为了求得一个准确 的定义,遍翻《化工辞典》与《辞海》,均无此词条.显 然,这是一个难以定义的模糊概念.多数人简单地 理解为,是指工艺槽液既不用加热,也不用降温的室 内条件.这就不但令人稀里糊涂,而且会造成许多 不良后果. 我国幅员辽阔,且南北纬度相差很大.夏天,东 北地区室内气温一般不会超过30~C,而广东一带及 长江边上"三大火炉"的重庆,武汉,南京等,可达 40~C以上.而冬季,长江以北有供暖设施的室内温 度反比长江以南无供暖地方的温度还高点.以成都 地区为例,夏天自然液温可达38~C左右,而冬天低 至(2—3)c【=.有的地方一天温差很大,"早穿皮袄午 穿纱",许多室温工艺实际上适应不了如此宽的温度 范围. 举几个液温高时不宜采用的工艺. 【例1】硫酸盐酸性光亮镀铜 高染料型允许30~C以下,微染料型可用到38c【= 左右,无染料MN型可达(40—45)c【=,最佳液温均为 (15—25)c【=.液温过高,单是光亮整平等就难过关, 低J区更差. 【例2】硫酸盐酸性光亮镀锡 液温达25c【=以上,一般光亮剂造成镀层无光, 灰雾,焊接性能下降.最佳为(15一l8)c【=. 【例31锌酸盐镀锌 ,深镀能力大大下降,镀复杂 液温高于30~C时 件困难. 【例4】钢铁件硫脲浸铜 在35~C以上,析氢严重,允许时间由20~C左右 的(2—3)min降到10s以下,失去工业应用价值. 【例5】铵盐镀锌 30~C以上时,锌阳极溶解很快,镀液Zn2浓度 上升很快,镀液性能指标严重恶化.令人十分头痛. 有些镀种及生产方式造成镀液欧姆热厉害,温 升很快.例如氯化物滚镀锌,特别当滚桶开孔率不 够及镀液体积小而装载量又大时,夏天液温可达 50~C以上;锌酸盐镀锌液本身电导率较低,温升更 快.为此,国内对氯化物镀锌添加剂竞相开发"高温 载体". 非配位剂电镀,主要靠添加剂,光亮剂的吸附阻 化作用产生阴极极化.液温高时,对室温镀工艺,一 般吸附性能大大下降,且其氧化还原破坏速度大增, 不得不加大用量,造成一是比例失调,二是有机杂质 积累加快,镀液处理频繁,有的还难于去除.我曾与 台湾莱德公司人员讨论过,为什么他们不开发氯化 物镀锌高温添加剂而其产品允许液温仅在30~C以 下?回答是"得不偿失",不如采用冷却设施划算. 某些标称室温的工艺,其实意义不大.本人很 不赞同钢铁件室温发黑工艺,因其实质为浸镀铜,依 收稿日期:20Cr7—06_-o5 作者简介:袁诗璞(1944一),男,四川成都人,大学本科学历,成都表面处理研究会秘 书长,长期从事电镀技术工作,积累了丰 富的实践经验,发表论文数十篇. 2O07年10月袁诗璞:稀里糊涂的室温工艺45 靠氧族元素生成氧化铜,硫化铜,硒化铜的铜黑色化 合物.一是要采用脱水防锈油处理,二是结合力与 防蚀性远比高温发兰生成Fe3.04膜层差,三是镀前 处理要求很高,应作加温电解除油. 我与研制人员争论过:你发黑室温了,但电解除 油又要加温,能节多少能源?对方回答令人啼笑皆 非:"老袁,你都搞了多年电镀了,未必不知道镀前处 理的重要性"?我认为,该工艺只适合作为临时应付 用户急件的处理.对满是油污的标件等小件,毫无 实用价值(除非能认真镀前打光除油,除黑膜等很彻 底). 再说室温工艺液温低时的应用问题.为此,有 必要先复习一下传质问题. 物质的主要传质作用有三种:扩散,对流和电迁 移.电迁移速度受电场强度,带电离子性能,镀液电 导率等多种因素影响.对非电沉积加工,不存在电 迁移作用力.对流则是分子或离子随着流体的流动 而移动的现象.当无外力搅拌时,主要为自然对流, 其驱动力多为温差造成的热运动.显然,液温低时, 对流传质速度下降.而扩散则是因存在浓度差(浓 度场或浓度梯度)时物质从高浓度处向低浓度处的 自然移动现象.扩散速度与浓度梯度,物质本身扩 散系数(例如氯化镍比硫酸镍大),运动黏度系数有 关.扩散速度可用菲克(Fick)第一定律表示.不用 微分公式,"科普"一下: 扩散速度:液中固体表面积×物质扩散系数× 浓度梯度 室温工艺液温过低时,传质速度下降,问题也 多.对电沉积,允许J减小,镀层易烧焦;部分组分 溶解度下降,可能结晶析出;阳极溶解不良,甚至钝 化等. 对非电沉积,仅举两例: 【例1】室温除油工艺 现在各种室温除油剂售品很多,主要为多种表 面活性剂复配而成,以乳化作用去除非皂化类油脂 为主(加有碱时,有定皂化作用).显然,液温低而 又无搅拌时,以扩散传质为主,速度不会太快. 除油液含高泡润湿剂,不宜空气搅拌.可类似 电镀阴极移动使工件往复水平移动.超声波的空化 效应有强烈搅拌作用,有条件时最好采用. 要注意除油后应彻底水洗,因为不少除油组分 带入镀液都会造成很大危害.生产中发生过亮镍液 中溅入极少氯化物镀锌添加剂而使镍层灰雾又无法 去除而报废的例子,其罪魁祸首主要为载体及表面 活性剂. 【例2】室温磷化工艺 液温过低时,即使增加表调工序,磷化速度也很 慢,磷化层结晶粗且防蚀力很差,只适合于应付低档 产品.作为产量较大的喷塑件或电泳涂漆前处理, 仍以采用锌钙系中温细磷化为宜. 本人干过整5年的设备开发推广应用工作.有 的新上室温工艺,劝其预算时考虑冬天加热,夏天冷 却(如氯化物滚镀锌加钛管,锌酸盐镀锌加不锈钢管 通冷水降温,冷却水用作清洗水),就是劝不进,结果 后来又来补做设备设施,或质量一塌糊涂. 所以,对不是很内行的表面处理工作者,"室温" 确是一个稀里糊涂的概念.建议最好对其标明温度 使用上下限,并提出液温过高或过低时的应对措施. 不能以"节能"为诱饵误导消费者,造成对设备设施 预先考虑不周全. 正是: 室温概念本糊涂, 糊涂采用更糊涂. 若要做到不糊涂, 头脑首先勿糊涂. MuddleheadedRoomTemperatureTechnology YuanShipu (ChengdujitoutowngardenclubA3—02—202,SichuanChengdu,610045) AbstractChinahasavastterritory.Roomtemperatureisdifferentindifferentregion,indiffere ntseason.Manycraftop— erationthetemperaturecan'tbeexpressedwith''loomtemperature"inbrief,otherwisehavepr oducedseriouseonse— quences? Keywordssurfacetreatment;Foomtemperature;technologycondition