退鍍液背景

電鍍工藝中隨著電鍍( 化學(xué)鍍) 工藝流程的進(jìn)行，作為鍍件支撐體的掛具也被鍍上相應(yīng)的各種金屬鍍層，如ABS 塑膠電鍍主要為銅/鎳/鉻三層。由于掛具要反復(fù)使用，在鍍完一批鍍件進(jìn)行下一批鍍件電鍍時(shí)必須對(duì)掛具上的鍍層進(jìn)行徹底退除，否則污染鍍液。掛具一般采用銅材或不銹鋼，掛具鍍層的退鍍工藝必須滿足以下要求:一是鍍層退除迅速完全，二是掛具本身不被腐蝕。掛具鍍層的退鍍與不合格零件的退鍍一樣，也可分為化學(xué)退鍍與電化學(xué)退鍍兩種方法，由于掛具結(jié)構(gòu)形狀各異，根據(jù)其結(jié)特點(diǎn)一般采用陽(yáng)極氧化法退除掛具上的金屬鍍層。

金屬鍍層的退除主要分兩種:化學(xué)法和電化學(xué)法。通常根據(jù)鍍層和基體的化學(xué)性質(zhì)而優(yōu)選。選擇鍍層退除方法必須注意下列幾個(gè)條件:

1)被退除的金屬比基體金屬更為活潑;

2)可使用一種對(duì)被退除金屬的配位能力比對(duì)基體金屬更強(qiáng)的配位劑或螯合劑，這樣就可降低被退除金屬離子的活性;

3)退鍍液中可加入緩蝕劑:這種緩蝕劑能化學(xué)或物理地吸附在基體上，能阻滯或完全抑制基體金屬在電解質(zhì)中的腐蝕;

4)在脫解過(guò)程中，要控制水分的含量，控制氧化劑的離解度。一般加入有機(jī)物質(zhì)，如甘油、糖、醇類或其它水溶性有機(jī)物質(zhì);

5)為了提高退鍍速率，還必須含有適當(dāng)?shù)拇龠M(jìn)劑或催化劑，使得退鍍?cè)谝?guī)定時(shí)間內(nèi)完成。

電化學(xué)法退除鍍層是利用某些基體金屬在堿性溶液或含有鉻化合物的溶液里陽(yáng)極鈍化，溶液的鈍化條件或緩蝕使金屬基體免受腐蝕?；蛟谒嵝匀芤褐屑尤刖徫g劑等物質(zhì)，使得只有鍍層金屬發(fā)生陽(yáng)極氧化而溶解。

一般對(duì)掛具上鍍層的退鍍，都采用電化學(xué)法，掛具作為陽(yáng)極，不銹鋼板作陰極，在一定條件下,在退鍍液中對(duì)掛具鍍層進(jìn)行退除，僅需1~ 3 min 即可退除干凈。

退鍍液:電鍍領(lǐng)域中不可避免的一環(huán)。其方法有兩種，一種是將退鍍零件浸泡在退鍍?nèi)芤褐?，其原理是利用化學(xué)溶解法將電鍍層除去，另一種方法是將退鍍零件放在退鍍?nèi)芤褐羞M(jìn)行電解，其原理是利用電化學(xué)法將電鍍層除去。

電解退鍍工藝是一種電化學(xué)過(guò)程，鍍層金屬在陽(yáng)極失去電子，并在配位劑或沉淀劑或電場(chǎng)作用下進(jìn)入溶液或沉積在槽底，當(dāng)鍍層溶解完畢露出金屬基體時(shí)，溶液的鈍化條件或緩蝕劑使金屬基體免受腐蝕。

從金屬Cu、Ni、Cr 的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)( <bCuPCu=0. 34 V，<bNiPNi = 0. 25 V，<bCrPCr = - 0. 74 V)，可以看出，金屬鉻的還原性大于鎳，鎳大于銅，在電流作用下，Cr/Ni/Cu依次被腐蝕進(jìn)入溶液，溶液中的金屬離子不能無(wú)限累積，否則影響退鍍速率。因此，溶液中必須含有某類物質(zhì)，使得與金屬離子不斷反應(yīng)，這類物質(zhì)通常為配位劑; 另外，為防止基體金屬的腐蝕，要加入適量的緩蝕劑。

環(huán)保型退銅和退鎳配方，主要組成為氧化劑、銨鹽、有機(jī)胺類、相應(yīng)基體的緩蝕劑、提高退鍍速率的催化劑( 主要是二價(jià)硫化物) 等。目前對(duì)鋼鐵基體上銅/鎳/鉻或鎳/鐵/鉻鍍層的退鍍，普遍采用以硝酸銨或硝酸鈉為主鹽，醋酸鹽為緩沖劑，檸檬酸及三乙醇胺為絡(luò)合劑，pH為中性的配方。

1)硝酸鹽

退鍍液的主鹽。由于NO3是銅、鎳、鉻等金屬的氧化劑，即NO3離子在陽(yáng)極放電使鍍層金屬溶解剝離，從而達(dá)到退除鍍層的目的。另外，可防止鋼鐵基體的溶緩蝕劑解，提高溶液導(dǎo)電性。含量過(guò)低時(shí)，槽電壓高，升溫快; 含量過(guò)高不起作用，允許含量范圍較寬。

用得最多的主鹽是硝酸銨和硝酸鈉鉀。硝酸銨作為主鹽，可防止鋼鐵基體的溶解，提高溶液導(dǎo)電性.含量過(guò)低時(shí)，槽電壓高，溫升快;含量過(guò)高則不起作用。硝酸銨允許含量范圍較寬，可在100~250g/L間變化，平時(shí)無(wú)需化驗(yàn)，與添加劑按比例加人即可。

選用不同的硝酸鹽，要選用相應(yīng)的緩沖劑及緩蝕劑，舉例如下:

主鹽 緩沖劑 緩蝕劑

硝酸銨 氨三乙酸 六次甲基四胺

硝酸鈉鉀 硼酸 硫脲

2)緩沖劑

醋酸鹽或硼酸。退鍍時(shí)由于陽(yáng)極電流效率高于陰極的，溶液pH 值不斷上升，加入醋酸鹽可起到穩(wěn)定pH 值的作用。含量太少時(shí)效果較差;含量過(guò)高時(shí)亦無(wú)明顯作用，且在鍍液溫度較高時(shí)易揮發(fā)，影響操作環(huán)境。醋酸鈉平時(shí)亦不用分析化驗(yàn)，同樣可與添加劑按比例加人。如發(fā)現(xiàn)鍍液pH變化較快時(shí)亦可酌情添加。

3)緩蝕劑

按照化學(xué)組成分為有機(jī)緩蝕劑和無(wú)機(jī)緩蝕劑; 按照作用機(jī)理分為陽(yáng)極緩蝕劑、陰極緩蝕劑和混合型緩蝕劑，或者更細(xì)分為氧化型、沉淀型和吸附型。緩蝕劑的作用機(jī)理通常是很復(fù)雜的，但最終均要求達(dá)到防止或阻滯H接近基體表面，形成有效屏障的目的。沉淀型緩蝕劑多屬于無(wú)機(jī)化合物，能在鋼鐵表面形成一種致密的沉淀保護(hù)膜，例如常用的銻、錫、銀的化合物。吸附型緩蝕劑被認(rèn)為是酸性介質(zhì)中較為理想的緩蝕劑，多數(shù)是有機(jī)化合物，這類物質(zhì)在鋼鐵表面能夠強(qiáng)烈地吸附。這類緩蝕劑的吸附通常分為兩種: 電流或靜電作用產(chǎn)生的物理吸附,鐵基與極性基共用電子的化學(xué)吸附?；瘜W(xué)吸附的緩蝕劑大都是含氮、硫、氧、磷等非共價(jià)電子對(duì)元素的高分子化合物，可以用來(lái)提高氫的過(guò)電位而達(dá)到緩蝕作用。硫脲或六次甲基四胺、乙二胺主要起緩蝕劑的作用，其含量控制非常嚴(yán)格。

選擇合適的緩蝕劑可保護(hù)基體不受腐蝕。但該類工藝最大缺點(diǎn)是新、舊退鍍液退鍍速度一致性差，新溶液退鍍速度較快。使用一段時(shí)間后，由于溶液金屬離子濃度上升，游離絡(luò)合劑濃度相對(duì)下降，退鍍速度就變慢。隨著退鍍時(shí)間不斷延長(zhǎng)，退鍍液性能還會(huì)急劇下降。如果提高絡(luò)合劑濃度，則鍍液粘度增大，導(dǎo)電性下降，使退鍍液溫度上升較快。而在這類工藝中，退鍍液溫度升高會(huì)使退鍍速度下降的，這樣，退鍍時(shí)間便會(huì)延長(zhǎng)，電流亦需增大，導(dǎo)致成本上升。

4)配位劑

配位劑具有以下幾方面的作用:第一，凈化溶液，不產(chǎn)生鍍層金屬離子積累，穩(wěn)定退鍍速度;第二，活化鍍層金屬，提高退鍍速度;第三，起到降低溶液pH的作用，無(wú)需再使用其他酸性物質(zhì)調(diào)整pH，簡(jiǎn)化操作。通常用作配位劑的物質(zhì)有:三乙醇胺、乙二胺、硫氰酸鹽、EDTA、檸檬酸等，起活化與配位作用。

配位劑與緩蝕劑，統(tǒng)稱為添加劑。通常，添加劑含量低于15g/L，基體易出現(xiàn)腐蝕，高于40 g/L既無(wú)明顯增效，但也無(wú)不良作用。因此，無(wú)需嚴(yán)格控制其含量，只需根據(jù)溶液pH補(bǔ)加即可。當(dāng)pH值超過(guò)5.0時(shí)，可用添加劑將pH調(diào)至4.0。發(fā)現(xiàn)退鍍速度變慢或基體出現(xiàn)腐蝕時(shí)，亦可加人適量添加劑，同時(shí)pH用堿調(diào)至正常。

例如，選取硝酸銨為主鹽、醋酸鈉為緩沖劑時(shí)，添加劑與硝酸銨及醋酸鈉按比例加人即可，其數(shù)值約為:添加劑:硝酸胺:醋酸鈉=2:3:1。

3.1 硝酸鈉為主鹽的退鍍液

此退鍍液的pH值為3~5，退鍍溫度為40~60℃，電壓6~12V。

無(wú)機(jī)添加劑(如鍍銅用的鎘鹽)和有機(jī)添加劑(如鍍鎳用的香豆素等)、絡(luò)合劑、光亮劑、表面活性劑、整平劑、應(yīng)力消除劑、除雜劑和潤(rùn)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