关于镀锌件的除氢处理

    高强度钢制作的标准件和弹簧件以及其它弹性元件，在镀锌后往往要求除氢处理。钢铁件在镀前酸洗和电镀过程中会渗氢。氢原子的体积很小，它们能进入钢铁的晶格中，如入无人之境，一旦条件变化，两个氢原子结合起来，体积极大地膨胀，从而破坏了钢铁的正常晶格，造成晶格歪扭，由此内应力也大大地增强，在受力部位易产生断裂。这一现象，被称作氢脆，因为这是钢铁渗氢所造成的。低碳钢不易渗氢，因低碳钢本身较柔软，所使用的也不是重要的场合，95＃牌号以上的高强度钢电镀锌后，必须进行除氢处理。钢强度愈高，除氢工艺愈有必要。

    为减少钢材渗氢，在前处理时，如果用电解处理来进行脱脂的，则电解时工件要挂在阳极上，即阳极电解除油，不能用阴极来进行电解脱脂，酸洗时间要尽可能短，酸液不能加温，而且酸洗液中，必须要有缓蚀剂，如若丁、六次甲基四胺等。最好进行喷砂处理。电镀过程中也会渗氢，因为电流效率不可能是100％的，电镀时所产生的新生态的氢非常活泼，能很容易地渗入金属晶格内，特别在镀件刚入槽的几分钟内，因要活化零件表面以及钢铁表面对氢具有较低的过电位，这时电流效率很低，产生的氢也最多。有人采用两只镀槽，第一只槽配方中，金属锌含量很高，让零件上镀上一层锌后，再移动另一只标准的配方溶液中。这是因为锌离子浓度高，电流效率也高，这样可以减少渗氢量。因为金属锌浓度高，镀层往往是粗糙的，分散能力与深镀能力也差，达不到光亮镀层的要求，所以待镀上一层薄锌后，就可把零件移到另一只正常配方的槽中，进行加厚电镀，这一方法既可减少渗氢量，又不影响镀锌层的其它质量，只是较麻烦一些而已。氯化钾镀锌工艺比氰化镀锌和锌酸盐镀锌工艺渗氢来得少，因为氯化钾镀锌溶液的电流效率高，另外要注意，凡要镀后进行除氢处理的零件，在电镀时光亮剂切莫加入过多。光亮剂加入过多，除氢处理后的失光愈严重，而且由于有机光亮剂在高温条件下的分解，也会产生氢。要求镀后进行除氢的零件，一般表面光亮度往往不是主要的。

    镀锌后的零件除氢，有的放在钝化前，有的放在钝化后。二者以前为宜，因为未钝化前进行除氢处理，不会破坏钝化膜，外观也影响较小。

    除氢的工艺条件，一般是在带风机的恒温烘箱中，在220℃的恒温条件下保温2h。时间是当烘箱内的温度上升到220℃时开始计时，在这样高的温度条件下，恒温2h，如果是先钝化，那钝化膜中的水分都被脱去了，显微镜下可观察到，其表面会有严重的龟裂状，极大地影响了钝化膜的抗蚀性能。另外钝化膜的外观失去了光泽，膜层彩虹色大大减少，而多呈绿色。也就是说，在高温有水气和钝化后没有清洗干净的零件表面带有微酸性条件下，有一部分六价铬被还原为三价铬。要是在钝化前除氢，至少钝化层是不会损伤的。

    钝化膜的老化处理，是在钝化—热水烫—离心干燥（适用于小零件）后再在70℃左右温度的烘箱中烘干老化10min左右，其目的是使钝化膜坚牢。钝化温度不宜超过80℃，否则表面龟裂，影响耐蚀性。钝化膜在干燥前是比较柔软的，完全干燥后才能坚硬。如果采用在热水中放入一定量的钝化液的方法，即如前面所说，这种热水的成分变成了超低铬钝化配方，那就可将这种热水温度提高，如提高到90℃左右。由于热水温度高，烫出来的工件经离心机甩干，膜层也就比较坚牢了，就不用再烘箱烘干，这既可节约能源，又能保证钝化膜质量。因为烘箱温度和时间难以掌握，多数单位所用烘箱以土制的为多，有的连温度计也没有，哪能控制，与其不控制温度和时间，倒不如不设此工序为好。

    要是没有热水烫干设施，可用热风离心机进行干燥。热风离心机里装有电热管，在通常使用条件下，一般温度不会超过80℃，是一种较经济实惠的选择。由于钝化膜在干燥前是很娇嫩的，因此最好能不换容器，而将钝化篮子直接放到离心机中去较方便。

本文转载自《合金电镀工艺》编著    曾祥德
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