镀铬添加剂无氟铬雾抑制剂
国内外液压缸活塞杆镀层的选择依据
国内外液压缸活塞杆镀层的选择依据国内外液压缸活塞杆镀层的性能液压缸是液压系统中重要的执行元件,用于执行往复运动,在工程机械中应用广泛。
液压缸活塞杆是液压缸的重要部件,它通常采用45#钢做成实心杆或空心管,液压缸活塞杆在使用中会遭受磨粒冲刷,极易产生磨损。
为提高活塞杆表面的耐磨性能,达到延长活塞杆使用寿命的效果,目前国内传统工艺是表面镀硬铬(镀层厚度0.03~0.05mm)并抛光,其表面粗糙度Ra为0.1~0.2μm。
其镀液以铬酸为基础,以硫酸做催化剂,工艺优点为:镀液稳定,易于操作,表面铬镀层质量比较高,赋予油杆光亮、高硬度、优良的耐磨性等优点。
其致命的缺点是:含铬废水和废气严重致癌,属国家一类控制排放物,对环境和生产工人的危害极大。
其他缺陷主要有:(1)阴极电流效率非常低,一般只有18%~20%,镀速相当慢,消耗的能量也相当大。
(2)镀液温度较高,能量浪费大。
(3)镀液的分散和覆盖能力差,需防护阴极和辅助阳极才能得到厚度均匀的镀层。
(4)镀层空隙多,铬镀层对钢铁基体属阴极性镀层,防腐蚀性有一定局限性。
因此,国内外电镀界一直致力于改进传统镀铬工艺。
如四川泸州长江液压机厂,采用镀乳白/耐磨双层铬应用在活塞杆,大大地提高了镀层的耐蚀性。
华南理工大学刘定福等人,提出一种适用于摩托车后减震器活塞杆的半光亮镍/高硫镍/硬铬电镀工艺。
该镀层经32小时CASS试验耐蚀性达9级以上。
济南泰格化工有限公司研究的镍钴铁镀层经96小时CASS试验耐蚀性达10级以上.随着时代的进步和科技的发展,在环境保护与清洁生产越来越受到世人重视的今天,各国对六价铬的使用与含铬废水、废气的限制措施越来越严厉。
因此,世界各地的电镀工作者一直在探索代铬镀层工艺。
在已报道的代铬技术中,从覆盖层的性质来看,可分为合金镀层,金属-非金属复合层、无机代铬层和有机代铬层等。
从覆盖层的制备方法来看,有电镀、化学镀、离子气相沉积、热喷涂等。
化学镀镍是近年来迅速发展起来的一项表面处理高新技术,是在不通电的情况下,通过自催化化学反应,在钢、铁、铜、铝及塑料等金属、非金属基体表面上生成镍磷合金镀层的。
Dw-032无氟快速镀铬添加剂解析
Dw-032无氟快速镀铬添加剂解析1,工艺规范:铬酐:250-300g/l 最佳值280硫酸:1.8-2.5g/l三价铬:2.5-5g/l添加剂A(DW-032A):10-20ml/l添加剂B(DW-032B):10g/l无氟抑雾剂C(DW-026): 0.05~0.15ml/l温度:45-59°注意温度不要过高电流密度:35-90A/dm2电流效率:30-35KAH消耗 A 50ml/l B 0.25- 0.5g/l 无氟抑雾剂C 0.01ml/l本镀液添加剂不含氟,不会造成工件低电流区腐蚀;以含锡量8%~l0%的铅锡合金板作阳极,不会造成过腐蚀;电流效率显著提高至35%;镀层明显地比标准镀铬的光亮,而且硬度高,抗腐蚀性能好。
添加剂A(DW-032A):是一种液体,从dw-032而来。
主要起光亮作用,提高深度能力。
催化还原作用,使镀层细化,增加光亮度。
添加剂B(DW-032B):是一种粉末,有5种高端材料复配而成,提高镀速,防烧焦。
90A/dm2时也可镀出优质镀层。
电流效率高,可采用大电流密度,沉积速度快,从原来的普铬20-30u m/h提高到45-75 u m/h,并且由于镀层均匀,外观质量提高,实际电镀时间大大减少。
无氟抑雾剂C(DW-026):无氟抑雾,减少铬酐的挥发,表面张力最小,合理抑制铬雾。
DW-026抑制剂成分消除空气传播的辐射,并有助于过程的平滑度,亮度,硬度和耐用性,同时使易铬上镀铬的附着力和耐电流中断。
DW-026采用全无氟技术,泡沫更加细小,持续时间更久,镀层不会产生针孔。
2,工艺流程表1 工艺流程图工序工序名称设备及工具槽液成份工作条件材料牌号数量g/l温度℃电流密度(D k A/dm2)时间1 去油除锈(一步法)耐酸槽硫酸工业纯120~200 ≥60 3-53 min~5min(去净为止)Dw 4~52 清洗冷水槽水提动数次3 清洗流动水槽流动水4 预热热水槽热水55~602 min~3 min5镀铬槽铬酐180~30050~5930~906 镀铬硫酸化学纯100:130~45 视厚度而定三价铬1~27回收槽洗2级回收槽提动数次8 清洗3级流动水槽流动水9 干燥去氢烘箱逐步升温至180~2201-2 h 3,性能阐述DW-032高耐蚀镀铬的PFOS-free润湿剂/抑制剂(waf)装饰和硬铬电镀被设计成环保,高性能的解决方案,解决美国环保署规定使用全氟辛烷磺酸盐(测试)烟电镀过程的药物。
DWCr——最新一代高效镀铬添加剂
DW-1——最新一代高效镀铬添加剂DW--1镀铬添加剂是以有机成分为主的混合液体,是根据国内外镀硬铬的发展动态并经过长期的理论研究和实践探索研制而成的最新一代高效镀铬添加剂,不含氟和稀土元素。
通过采用DW-1快速镀铬添加剂,可大大降低镀铬的生产成本,提高生产工效,改进产品质量,减少镀铬的大气污染。
其性能优越,质量稳定,性价比远远高于国内外同类产品。
广泛应用于冶金铜管结晶器镀铬,薄壁缸套内孔镀铬,建筑工程机械、矿山机械(煤炭)、纺织机械、印刷机械、包装机械、塑料机械、皮革机械、活塞环、活塞杆减振器、液压机械、制版和模具等行业中,适用于在铸铁、钢件等多种基材表面上的硬铬电镀。
一、主要特点⑴高电流效率,最大可达27% (具体数值与电流大小等因素有关)⑵镀层硬度HV1000以上,镀层耐蚀性、耐磨性远优于常规镀铬,按要求还可提高⑶微裂纹在400~1000条/cm2之间可调,防腐蚀能力大大提高,耐盐雾96小时以上⑷镀层结晶细致、光亮,分散能力和深度能力佳,结合力好⑸阴极电流密度宽:20~90A/dm2;镀层均匀,尖端放电减弱⑹无低阴极电流密度区腐蚀,不易产生铁等金属杂质⑺析氢量减少,铬雾排出量亦减少,铬酐利用率高⑻电流效率提高,生产效率亦提高,节能降耗明显⑼无阳极腐蚀,无需特殊阳极;设备与普通镀铬相同,由于添加阳极保护剂,所以不腐蚀阳极,同时三价铬不升高。
⑽镀液稳定,杂质容忍量较高;维护方便,操作简单⑾产品质量稳定可靠,易于控制……二、沉积速度沉积速度比普通镀铬快1.5~2倍(普通镀铬电流效率只有13%左右)阴极电流密度(A/dm2) 单面沉积速度(um/hour)阴极电流效率(≈%)30 25~30 19~2240 37~41 20~2350 45~54 21~2460 60~70 22~2570 72~85 23~2680 85~98 24~27三、工艺规范工艺参数允许范围理想范围铬酐(CrO3) 150~300g/L 200~250g/L 硫酸(SO42-) 1.5~3 g/L 2.0~2.5g/L 三价铬(Cr3+) 1~8 g/L 2~4g/L DW-1添加剂10~14 g/L 11~13g/L 金属杂质0~15 g/L工艺温度50~65 ℃55~60 ℃阴极电流密度20~90A/dm250~65A/dm2阳极电流密度10~45A/dm220~35A/dm2——注:建议阳极采用Pb93Sn7合金或或其它PbSb合金,薄壁缸套最好采用含锡20%的合金阳极四、使用与维护⑴新配制镀槽a) 在无油无脏物的清洁镀铬槽中,约加入镀铬槽理论容积的2/3的纯水,并加温至50~55℃;b) 将计算量的铬酐预先溶解后(如铬酐质量较差,则建议将沉渣滤掉),在搅拌的情况下加入至上述镀铬槽中;c) 搅拌均匀,补充纯水至接近镀铬槽液面;d) 取样分析镀铬液中组份,并补加相应的硫酸至工艺规定的量(硫酸稀释至50%后,在搅拌的情况下加入槽中);e) 加入工艺规定量的DW-1于镀铬液中,如镀铬液中三价铬小于1.5g/l,则可加入草酸或酒精(1g/l 草酸生成0.4g/l三价铬,1ml/l酒精可以生成1.78g/l 三价铬);f) 加温至工作温度,并适当电解(1小时),以活化阳极和镀铬液;g) 开始正常镀铬⑵老镀槽转化a) 如果老镀铬槽液中不含稀土,而且镀铬质量正常的情况下即可转化;a) 分析老镀铬槽液中铬酐、硫酸和三价铬的含量,并调整至DW-1工艺要求范围;b) 在搅拌状态下加入DW-1添加剂于镀铬液中即可正常生产;c) 以上转化速度快,对正常生产无影响。
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忠. 超声波 对苯 酚在 N K AⅡ树 脂上 吸附平
衡 的影 响 [ J ] . 高 校化 学 工 程学 报 , 2 0 0 1 , 1 5 ( 4 ) : 3 6 3~ [2] 彭荣华 , 李晓湘. 钠基 累托 石对水 溶液 中镍 ( Ⅱ) 离子 的
吸 附性 能[ J ] . 材料保 护 , 2 0 1 1 , 4 4 ( 2 ) : 1 5 0~1 5 1 .
声波的渗透能力更强_ 4 J 。超声波功率与超声波 的空化 作用大小有关 , 通常超声波 的功率越大 , 局部产生 的高 温高压的强度也就越 大, 会使更 多的吸附质脱 附。但 超声波功率并非越高越好 , 当超声波功率增 大到一定 数值时 , 众多的空化气泡 聚合反而使得空化现象减少 , 使超声波对吸附质脱附减弱_ 5 j 。
对常规条 件下达 到吸 附平 衡 的体 系施 加超声 波
时, 超 声 波超 声 空化 产 生 的极 端 条 件 可 以使 原 有 的相 平衡 关 系发 生 变 化 , 相 平 衡 明 显 向 固相 吸 附 量 减 少 的 方 向移动 , 吸 附质 不 断 地 脱 附 , 直 至 达 到 新 的平 衡 J 。
在超声波场的存在下 , 吸附平衡体系的温度升高 , 即超
声波 场 的热 效应 。同时 超声 波 的空 化 作用 所 产 生 的局
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乐思化 学 不含 P F O S 、 无 泡 铬 雾 抑 制 剂 A N K O R @D y n e 3 0 MS 能 够消除六价 铬表面处理 工 艺 常见 的气雾发散 问题 , 避免 常见于竞争者工艺的
镀铬添加剂
一般将单独使用硫酸为催化剂的镀铬液称为第一代镀铬液,同时加入二种或两种以上无机阴离子的镀铬液称为第二代镀铬液,这些无机阴离子主要为氟化物、溴化物、碘化物等。
其中加入氟化物可以提高电流效率、覆盖及分散能力,但含氟化物的镀液在低电流区对工件腐蚀比较严重,目前比较先进的镀硬铬工艺都不含氟化物。
1 简介Mark Perakh在含100~1 600 g/L铬酸的镀铬液中加入0.3%~15.0%(wt)的氯化物或碘化物,可以使镀液阴极电流效率达50%~70%,但镀层灰暗无光,而且内应力较大。
镀铬的阴极过程相当复杂,1949年F.ogbum奥格本和A.Brenner布伦纳等人用放射性同位素Cr51进行研究,证实了铬酸盐溶液中电沉积是由六价铬直接还原为金属铬的。
但是,六价铬是通过怎样的过程还原的?是如何向阴极表面传输的?为什么CrO3/H2SO4偏离100/1,镀液的电流效率和沉积速度都会下降?等等问题至今都未提出满意的电沉积理论。
对于镀铬及添加剂的作用机理的研究相对较少,添加剂在镀液中以何种方式分解或参与阴极反应也都不了解。
镀铬溶液中的六价铬以CrO4 2-,Co2O7 2-,Cr3O10 2-,Cr4O13 2-等阴离子形式存在在时,阴极对它们有很强的排斥作用,使它们很难接近荷负电的阴极表面而发生电还原反应。
因此,可能存在一个化学转化步骤。
曹经倩认为能发生反应Cr2O7 2- + 2H2SO4- = 2CrO3(OSO3 )2- + H2O王先友则认为Cr6+能与H2SO4反应生成Cr(VI)-H2SO4的配合物,实现了Cr6+往电极表面的传输,1979年,美国科学家 J.P.Hoare霍尔提出了HSO4-与三铬酸分子的一端借助氢键封闭一端,裸露另一端的“单端屏蔽学说”。
但是,氢键能很小,容易断裂,依靠氢键形成的配合物是不稳定的。
以上这些理论有一个共同点,就是H2SO4与Cr(VI)生成了某种“配合物”,硫酸起配合剂的作用。
含氟表面活性剂作为铬雾抑制剂的应用
Organo一Fluorine Industry2020年第4期・39・含氟表面活性剂作为诰雾抑制剂的应用钱力波2郭勇'曹伟2(1.中科院上海有机化学研究所,上海200032 ;2,三明海斯福化工有限责任公司,福建三明365200;3.中国科学院大学,北京100049)摘要:应用于Cr(VI)电镀工业的锯雾抑制剂PFOS和F-53B在历经了20世纪六七十年代的蓬勃发展后,被发现具有严重的生物环境问题。
在保留现有Cr(VI)工艺的基础上,镀锯行业也逐步转变了从发泡阻挡辂雾转向湮灭生成的锯雾泡的思路,力争在形成低泡电镀液的同时能够实现高效抑雾性和环境友好性。
关键词:锯雾抑制剂;含氟表面活性剂;持久性有机污染物;替代品0前言化学镀锯技术据考古学家考证已经在中国2200年前用于青铜兵器,电解镀锯技术由德国人Gerther于1856年在其博士论文中报道⑴,至20世纪20年代Sargent和Fink[2-3]进一步开发了使用锯酸盐作为电解质的六价锯镀锯技术,继而使镀洛技术工业化,迄今为止已有近100年的发展历史⑷。
如今许多家庭用品和工业品的金属器件都有表面镀锯,这是因为镀珞表层一方面起到美观的作用,更重要的是可以提高表面硬度和减少本体金属腐蚀。
虽然目前有多种表面装饰和防腐技术,但是镀钻仍然占据着重要的地位,在全球仍然有大量的镀鉛工厂,镀铅需求旺盛。
1锯雾机理与危害根据电解质不同,镀锯工艺分为六价洛工艺和三价锯工艺㈤。
发展至今的六价锯Cr(VI)使用的是W(CrO3)作为电解质,加硫酸配置成高浓度铮酸溶液作为电解质(CrO3+H2S04)o槽液的酸度极大,辂酸中锯由Cr(VI)还原为Cr(M),最后为Cr (0),镀锯过程中的阴极阳极电极反应式见图1。
Cr(VI)电镀过程,由于阴极电流效率只有10%~ 15%,而阳极采用不溶性的铅合金,所以在阴极产生大量氢气,在阳极产生大量氧气,这些气体以气泡形式上升到液面并释放到空气中时,携带大量的含锯液滴,形成雾状污染物,如图2左侧所示,俗称“锯雾”同o阴极:Cr2O72-+14H++6e-——<•2C^+7H2O2H++2e---------H2fCr2O72-+H2O—*2HCrO4-2HCrO4-+3H++6e--------»Cr+4OH-阳极:2CJ++7H2O-6e---------Cr2O72-+14H+2H2O-4e--------»4H++O2f图1镀珞过程中的阴极阳极电极反应式这种随常雾排出的锯酸根据工况不同,占到镀锯用锯酸的20%~40%。
乐思化学不含PFOS的无泡铬雾抑制剂面市
Hale Waihona Puke 各种应用领域均 能够 表现优异 ,覆盖 通道 内和蘑 菇状 凸点制备工艺 ,及铜 柱 和 微铜 柱 盖封 工 艺 等运 用 ” K a v a n a g h # F 充道 。
S OL D E R ON B P T S 6 0 0 0 锡 一 银 电
5 %,证 明其 可适用于 大规模生产 。 “ S 0L DE R ONB P T S 6 0 0 0 锡一 银 电镀液最具 吸引力的特点之一是该产
品极 大 的灵活性 ,这种灵活性使其在
朝着 2 . 5 D S U 3 D 封装 技术前 进 ,在 电镀应 用领域 ,针 对高性 能无铅产 品 存在着很 明显的市场需求 ,”陶氏 电子材料事业群 先进封 装金属化全球 业务 总监 R o b e r t K a v a n a g h 博 士说道 。 “ 针对 当今越 来越精 细 的 凸点 尺 寸 ,客户需 要对其材料进行优化 。这种 新 电镀液在性能上取得 了显著 的
工 艺 ,而且该产 品并不限于特定 的光 阻剂 。在 范围宽广 的诸多 晶圆类型
镀 液 已经被证 实在 电解和热性能 方面 均具 有优 良的稳定性 ,这些特性使其 C O0独具 竞争 力 。其 电解 寿命 > 1 D 0 A h / L ,而 且使 用 时间超 过6 个月 ,并 可兼 容在线浓度分析 ,从 而使镀液更 为方便使用 。
乐思化学不含P F OS 的无泡铬雾抑制剂面市
乐思化 学 不含 P F O S 的无 泡铬雾抑 制 ̄ : f J AN K OR ⑩D y n e 3 0 MS 目前 面市 。该抑 制剂能够 消 除
不含氟镀铬抑雾剂dw-026
不含氟镀铬抑雾剂dw-026目前,国内铬雾抑制剂种类繁多,主要以氟化物形式存在,这类铬雾抑制剂使用一段时间后,它的覆盖能力变差,张力减弱,需成倍增加铬雾抑制剂的用量,才能有效控制溶液的挥发,防止铬雾逸出。
若铬雾抑制剂的用量不能超过工艺规定的用量,在施镀过程中,它会放出有毒气体,迅速毒倒操作人员。
其次,这类铬雾抑制剂会跟溶液中的添加剂反应,影响添加剂的功能,最终导致产品质量下降。
现在,我们经过长时间的试验,很好的利用铬雾抑制技术,同时保证了产品质量稳定。
铬雾抑制剂是以高分子表面活性剂配制而成,不含氟,对铬酸雾有良好的抑制效果,在电解条件下不易分解并且具有耐强酸、耐高温、耐强氧化剂等优良特性,本品主要用于电镀液和铬雾抑制,可有效地抑制铬雾逸出,免去排风装置和铬雾回收装置,保护操作工人的健康,此外,也可作为其他酸、碱性镀槽或电解槽的抑雾剂。
技术原理铬雾抑制剂是无色透明、无毒害的粘稠透明液体,加入槽中迅速铺展开来,电镀过程中,随着槽液的翻滚,形成15mm 左右的黄色泡沫,覆盖整个槽面,因其张力很好,铬雾无法逸出,有效控制溶液的挥发,这一过程只发生物理变化,同时又阻断了热量损失,保持槽液温度均匀。
在槽液温度稳定的情况下,实行低电流施镀工艺,把施镀电流由原来的大电流施镀调整到现在的低电流施镀,其它工艺条件不变。
镀铬抑雾剂的优点1,降低镀铬液的表面张力2,产生高度15mm的泡沫层,均匀覆盖在镀液表面防止铬雾进入大气层3,降低物耗成本,提高产品质量4,不含氟,清洁环保。
电镀铬雾抑制剂dw-026性能简介5,低铬工艺深镀能力提高1倍,分散能力提高30-60%。
6,可使空气中的铬雾含量降至0.005-0.002mg/m3,低于国家0.05g/m3标准。
7,低铬工艺电流效率提高60-110%,电流效率一般在20-30%。
,8,中性盐雾试验提高2-3级,耐腐蚀性好。
9,HV硬度提高30-60%,一般在HV1000-1260。
Dw系列添加剂汇总
Dw系列添加剂汇总dw-03高光泽氯化钾镀锌光亮剂Dw-010 常温脱脂剂Dw-09 高效镀铬添加剂Dw-012 酸洗促进剂Dw-015镀镍·润湿剂Dw-011三价铬蓝白钝化剂Dw-013镀铬液三价铬处理剂Dw-019冷轧酸洗缓蚀抑制剂Dw-020 常温低泡脱脂剂Dw-20焊丝常温电解低泡脱脂粉Dw-021常温锌系磷化液Dw-022常温铁系磷化液Dw-023中温锌系磷化液Dw-024四合一磷化液Dw-025胶钛表调剂Dw-026铬雾抑制剂Dw-027锌锰镍钙系四元磷化液Dw-028镀铬液除杂树脂Dw-029硅烷表面处理剂Dw-030镍钴铁三元合金代铬添加剂Dw-031中温锰系磷化液Dw-09A快速镀铬走位剂Dw-032高耐磨镀铬添加剂Dw-033化学镀镍铜磷合金Dw-035焊丝镀铜稳定剂Dw-036焊丝镀铜高效钝化防锈剂镀铜焊丝拉丝油Dw-036aDw-036B无镀铜焊丝润滑防锈油Dw-037电解脱脂剂Dw-038磷化膜无铬钝化剂Dw-039无铬铝合金环保钝化剂Dw-040不锈钢酸洗钝化剂Dw-041镍硼合金添加剂Dw-042镍硼合金稳定剂Dw-043高耐磨六价铬黑铬添加剂Dw-045高效拉拔磷化液Dw-046中温锰系黑磷化液dw-47高耐蚀高耐磨黑鉻電鍍Dw-044焊丝镀前中和剂Dw-091化学镀镍液Dw-093镀锡添加剂Dw-088低温锌锰镍系磷化液Dw-86焊丝在线硼化稳定剂DW-2014钛合金酸洗液Dw-2013铝合金无氰沉锌剂Dw2013高硬度高耐磨超微晶钴磷代铬工艺Dw2012高硬度高耐磨镍钴铁代铬工艺DW-2012超微晶钴合金代铬镀层添加剂Dw- 2014焊丝无酸洗环保清洗剂。
什么是镀铬添加剂?
什么是镀铬添加剂?
镀铬可分为六价铬和三价铬两大体系。
目前,传统的六价铬溶液镀铬还在国内普遍使用,但铬酸中六价铬具有很大的毒性,对人体的危害很大,环境污染严重,三价铬溶液镀铬是今后发展的趋势。
1920年,G.J.Sargent从铬酸溶液中添加少量硫酸沉积出了铬镀层,奠定了镀铬溶液的基础,国际上称这一镀液为Sargent镀铬液。
1926年的Fink和Eldridge取得第一个带光亮剂的读个专利,确定了铬酐和硫酸的比例为100/1左右;1926年到现在这种镀铬溶液一直被广泛使用,既可用来镀装饰性铬,也可用来镀功能性铬。
1930年发现在Sargent镀铬液中加氟硅酸,可提高光亮度,且电流效率有较大提高,电流密度范围扩大,沉积速度加快。
因用硫酸和氟硅酸两种催化剂,所以称为复合镀铬液。
稀土添加剂用于镀铬液,最早是美国Romanowshi 等人,他们在1976年获得第一份稀土镀铬液商务专利,是稀土与氟化物共用的。
后提出用稀土氟化镧、氧化镧或硫酸镧和氟硅酸盐作添加剂,可以提高镀液电流效率、覆盖能力和镀层光亮镀,实验表明,由硫酸、稀土(镧)氯和氟离子组成的添加剂,还能降低镀铬液中铬酸的浓度,并能降低毒液的操作温度,电流效率也可达22%左右。
我国20世纪90年代初期开始推广应用这种镀液,但因添加剂中的氟离子,对阳极和镀件不镀覆区有腐蚀作用,所以不适用于镀硬铬。
1985年安美特公司推出HEEF-25镀硬铬工艺,添加剂中不含氟离子。
解决了低电流区腐蚀的问题。
20世纪60年代-70年代,三价铬镀铬液研究有了新进展,也开始了较大规模的工业生产,国内近期对三价铬镀铬工艺研究很多,在实际生产上也有一定的应用。
镀铬添加剂
镀铬添加剂镀铬添加剂一般将单独使用硫酸为催化剂的镀铬液称为第一代镀铬液,同时加入二种或两种以上无机阴离子的镀铬液称为第二代镀铬液,这些无机阴离子主要为氟化物、溴化物、碘化物等。
其中加入氟化物可以提高电流效率、覆盖及分散能力,但含氟化物的镀液在低电流区对工件腐蚀比较严重,目前比较先进的镀硬铬工艺都不含氟化物。
Mark Perakh[10]在含100~1 600 g/L铬酸的镀铬液中加入0.3%~15.0%(wt)的氯化物或碘化物,可以使镀液阴极电流效率达50%~70%,但镀层灰暗无光,而且内应力较大。
Fred Aoun[11]也报道使用溴化物,可以有效改善镀液分散能力,但由于存在着释放大量卤素气体的缺陷,阻碍了这类镀液的推广应用。
稀土阳离子也是应用很广的一类镀铬添加剂,最早将稀土引入镀铬的是美国的Romanowshi 等。
他们在1976年获得了使用稀土氟化物镀铬的专利,国内于80~90年代对这方面进行了大量研究,开发出一批比较有价值的工艺[12,13]。
稀土阳离子能较好地提高镀液的均镀能力,但对深镀能力无明显的改善,使用稀土的氟化物可以提高电流效率,但也同时引发了低电流区的腐蚀问题,另外稀土镀铬监控比较困难,特别是在镀硬镀方面,该工艺还有待进一步完善。
真正比较有希望全面改进镀铬性能的是有机或复合型(有机物与阴离子或稀土混用)添加剂。
许多人一直认为,在氧化性很强的铬酸溶液中,尤其是在电解过程中,几乎没有什么有机物可以稳定存在,因此限制了这类添加剂的发展[14]。
但Edgan J[15]提出使用卤化有机酸,特别是卤化有机二酸如溴化丁二酸、溴化丙二酸等,可以提高镀液的分散及覆盖能力,据称此电解液即使在高温、高电流密度下电解,有机物也不会被氧化。
北京航空航天大学胡如南等也进行了相似的工作,并得出了类似的结论[16]。
为了达到预期的目的,加入的有机酸或卤代有机酸的量比较大,一般为几十克每升,例如Chessin[17]在含氟化物的镀铬液中,加入最高量为32 g/L的卤代二酸,使镀液获得了好的分散及覆盖能力。
新型铬雾抑制剂配方
镀铬抑雾剂配方的替代方案
随着环保要求越来越高,对全氟辛基磺酸钾的禁用时间越来越近了。
目前武汉地区的全氟辛基磺酸钾生产厂家大部分都已经停产。
而电镀铬因其特殊的耐蚀性与硬度及光泽度,市场难以被其他镀种替代,虽然三价铬镀铬已经开始普及,比传统镀铬环保,但是镀层性能还是不如六价铬镀铬。
只要六价铬镀铬还有市场需求,铬抑雾剂就是必须要用到的产品。
全氟辛基磺酸钾因优异的泡沫稳定性,抑雾效果好,禁用之后必须要寻找合格替代品,这方面我们已经有成熟方案应用。
分为含氟配方和完全无氟的配方,均可取代全氟辛基磺酸钾。
其中无氟抑雾剂成本低,但是由于镀槽中六价铬的强氧化性导致消耗量比全氟辛基磺酸钾大5倍,因成本低廉,总体使用成本还是低于全氟辛基磺酸钾。
含氟替代方案成本介于以上二者之间,消耗量远小于无氟类型产品。
●特点
1.覆盖性能极佳,能得到宽范围的均匀光亮镀层,详询:
【导师之@(Q):(3)(8)(0)(6)(8)(5)(5)(0)(9)】。
2.使用浓度范围宽广,能根据不同的现场条件来选择铬酸的浓度及操作条件。
3.对金属杂质容忍范围宽。
超强铬雾抑制剂
超强铬雾抑制剂超强铬雾抑制剂抑雾剂专家“云清牌高效铬雾抑制剂”是碳链>2的磺酰氟加工而制得。
代表性的产物为全氟辛基磺酸四乙基铵盐。
国外代号为FC-248。
它在水中的可溶性极好,可达100%,而且可以溶于乙亚甲基磺胺等有机溶剂,外观近乎白色的结晶,熔点在170~190℃,有很高的表面活性。
以测量水状溶液表面张力而表观,在每公升水中加入250mgFC-248,使水的表面张力由72mN/m(即>72dyn/cm)下降到最大22.6mN/m,相对其他含氟表面活性剂,无论是用量和作用时间、性能都是最优秀的。
(见下表)技术工程师:周良清131****5213全氟辛基磺酸盐表面活性剂比较(相对水溶液)表面张力mN/m 活性剂加入量g/L到最小张力时间bei1g/L溶解残渣bei10g/LF53或FC-8023.0 4.06002C 8F17SO3NH422.4 1.210502C 8F17SO3N(eH3)423.2 1.22001C 8F17SO3N(C2H5)422.6.251001FC-248主要用途在以下几个方面:※电镀行业铬雾抑制剂:在电解沉积过程中,阴极的氢、阳极的氧的溢出,导致含铬酸的烟雾产生。
铬酸雾有强烈的腐蚀性并污染车间其他表面处理电解槽。
C r O3的损失量也高达5%~10%;同时铬雾毒性很大,对人体和环境影响很大。
为了解决这一问题,早期是通过抽风,不仅消耗大量能源,而且环境污染没有根本解决,C r O3损失亦未解决。
上世纪八十年代后开始使用铬雾抑制剂。
其代表性的为中科院有机所(上海)的F53(C5F11OC3F6SO3F)和长江化工厂的FC-80(C8F17SO2F)。
目前市场已达10吨以上。
上述产品在水中溶解度很小(2g/L),而溶液(镀槽中)要求浓度为4g/L,这时表面张力才能达23达因(温度25℃),同时镀层只能达到15um;如镀层厚,就会形成针孔,影响耐蚀性和装饰性;在高电流密度的体系中,也不能抑制铬雾的形成。
广东省重点镀铬企业和园区铬雾抑制剂使用情况调查工作大纲
广东省重点镀铬企业和园区铬雾抑制剂使用情况调查工作大纲1.项目背景2013年8月,全国人大常委会通过了关于批准《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》(以下简称《公约》)新增列九种持久性有机污染物的《关于附件A、附件B和附件C修正案》和新增列硫丹的《关于附件A修正案》(以下简称《修正案》)。
按照有关规定,《修正案》将自2014年3月26日对我国生效。
2014年3月25日,环保部等十二个部委联合发布公告(公告2014年第21号),禁止全氟辛基磺酸及其盐类(PFOS)和全氟辛基磺酰氟(PFOSF)除特定豁免和可接受用途外的一切生产、流通、使用和进出口,其中PFOS在电镀行业(除闭环系统所使用外)的使用将于2019年3月25日豁免权到期。
2019年3月4日,生态环境部等十一个部委联合发布公告(环境部公告2019年第10号),自2019年3月26日起,禁止全氟辛基磺酸及其盐类和全氟辛基磺酰氟除可接受用途外的一切生产、流通、使用和进出口,其中PFOS在电镀行业的使用不属于可接受用途范围。
为实现国家履约目标,生态环境部对外合作与交流中心(FECO)与世界银行(WB)共同开发的“全球环境基金中国全氟辛基磺酸及其盐类(PFOS)和全氟辛基磺酰氟(PFOSF)优先行业削减与淘汰项目”(以下简称“项目”)于2016年12月28日获得全球环境基金批准,并于2017年9月生效。
广东省作为项目示范省,将在全球环境基金的支持下,完成:(1)示范企业闭路循环系统的建设/改造工作;(2)非PFOS铬雾抑制剂替代PFOS铬雾抑制剂所需的技术改造/建设;(3)使用三价铬技术替代六价铬技术示范;(4)电镀园区的污水处理系统进行技术改造建设,减少PFOS的对外排放;(5)广东省级层面的能力建设活动。
为了解广东省执行POPs(PFOS)公约的落实情况,为加强企业和园区规范化管理提供参考,广东省项目管理办公室(以下简称“项目办”)拟聘请第三方机构(或公司)对广东省内重点镀铬企业和园区使用的铬雾抑制剂进行全面调查。
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镀铬添加剂/无氟铬雾抑制剂
1.铬雾抑制剂概述
镀铬与其他镀种最大的不同是其电流效率非常低,且不能使用可溶性阳极。
这就是使其只能在大电流密度下工作,才有可能获得镀铬层。
电流密度通常都在30ASAD以上,在这么大的电流密度下工作,而镀液又主要是浓度高达250g/L的铬酸,电镀过程中由阴极产生的大量气体带出的铬酸雾成为操作工人和周围环境严重的污染源。
因此,镀铬要有强力的排气和铬雾治理装置。
但是,即使有铬雾排气装置,也仍然有一部分会飞溅出来,且排气风机和管道也因为铬雾而呈溶棕色,会很难看。
为了解决这些问题,烟台电镀研究所开发出了无氟铬雾抑制剂,添加到镀铬液中,这种铬雾抑制剂是对铬酸有良好耐受力的表面活性剂,通过改变镀铬的表面张力使镀液的飞沫完全得到抑制,对改善操作环境起到了良好的作用,因此,成为现在镀铬流行的添加剂。
当然,根本解决的办法是要提高镀铬的电流效率,现在已经流行用三价铬替代六价铬,这样可以大大提高电流效率和分散能力,但是三价铬镀铬的硬度不够高,还不能完全取代六价铬镀铬,因此,抑制铬雾仍然是当前需要重视的问题,经过多年的实践证明,采用铬雾抑制剂是较好的办法,已经成为世界各地的电解铬加工业所采用。
2、铬雾抑制剂的优点
在镀铬使用了铬雾抑制剂后,基本上可以不用排气装置,这不仅可以减少一次性的投资,而且节省了动力费用,并可以大大减少飞
溅出的铬酸的损失(达30%左右),同时这种添加剂的使用并不会影响镀铬的质量。
当然,这并不是根本解决之道,不能取消对铬酸水排放的治理。
现在,电镀技术面临的一个重要课题是开发出完全取代镀铬工艺的新工艺。
3、铬雾抑制剂的作用机理
在使用了铬雾抑制剂的镀铬槽前,几乎看不到有铬雾的逸出,较好地达到了改善工作环境的目的。
铬雾抑制剂为什么具有抑制铬雾的功能呢?这是因为铬雾抑制剂作为强力表面活性剂,在降低镀铬瘁表面张力的同时,当镀铬进行过程中有大量氢气析出的时候,产生大量的极细密的泡沫,像一层厚厚的海绵一样,覆盖在镀液的表面,合铬雾无法逸出。
研究表明,只要表面活性剂能将镀铬的表面张力从7×10-4N降低到2.5×10-4N,镀铬液的飞沫就几乎全部能被抑制。
由于镀铬工艺还有重要的和价值,而铬雾抑制剂双有明显的抑雾作用,因此,在完全取消镀铬工艺以前,采用铬雾抑制剂已经是重要和基本的环保措施。
4、铬雾抑制剂的组成
由于铬酸具有强氧化性,特别又在加温条件下,一般的表面活性剂是不能用于镀铬不作为抑雾剂的。
经试验得出可以用于镀铬抑制剂的主要是耐高温耐铬酸的表面活性剂。
5、商业铬雾抑制剂 Dw-026 无氟镀铬抑雾剂
目前,国内铬雾抑制剂种类繁多,主要以氟化物形式存在,这类铬雾抑制剂使用一段时间后,它的覆盖能力变差,张力减弱,需成倍增加铬雾抑制剂的用量,才能有效控制溶液的挥发,防止铬雾逸出。
若铬雾抑制剂的用量不能超过工艺规定的用量,在施镀过程中,它会放出有毒气体,迅速毒倒操作人员。
其次,这类铬雾抑制剂会跟溶液中的添加剂反应,影响添加剂的功能,最终导致产品质量下降。
现在,我们经过长时间的试验,很好的利用铬雾抑制技术,同时保证了产品质量稳定。
铬雾抑制剂是以高分子表面活性剂配制而成,不含氟,对铬酸雾有良好的抑制效果,在电解条件下不易分解并且具有耐强酸、耐高温、耐强氧化剂等优良特性,本品主要用于电镀液和铬雾抑制,可有效地抑制铬雾逸出,免去排风装置和铬雾回收装置,保护操作工人的健康,此外,也可作为其他酸、碱性镀槽或电解槽的抑雾剂。
铬雾抑制剂是无色透明、无毒害的粘稠透明液体,加入槽中迅速铺展开来,电镀过程中,随着槽液的翻滚,形成15mm 左右的黄色泡沫,覆盖整个槽面,因其张力很好,铬雾无法逸出,有效控制溶液的挥发,这一过程只发生物理变化,同时又阻断了热量损失,保持槽液温度均匀。
在槽液温度稳定的情况下,实行低电流施镀工艺,把施镀电流由原来的大电流施镀调整到现在的低电流施镀,其它工艺条件不变。
由于这类表面活性剂有极稳定的结构,其憎水和亲水两部分基团在强氧化的环境中也能很好地发挥作用,在强烈析氧和析氢的电镀
铬槽表面生成一层极严密的气泡膜层,将铬雾抑制在镀液面内而不能逸出。
6、铬雾抑制剂会因电火花而爆鸣吗?
电镀铬过程中的阳极与阴极分别要析出氧气和氢气。
在有铬雾抑制剂的场合,有人担心这两种气体届都出不来而聚集在液体表面,遇到电极上打出电火花时,会不会因为氢氧混合气体的存在而发生爆鸣呢?多年的使用事实证明,这种担心是不必要的。
首先,由于氢是易析出的最小分子半径气体,泡沫阻挡了铬雾,但并不能完全阻止氢的析出,使之不能在液面富集。
另外,在镀铬操作中都一个阴极预热的过程,即挂具在与阴极接触前,已经浸入镀液中,再挂上阴极时,打火的可能性是极小的。
因此,不必担心使用铬雾抑制剂会增加打火爆鸣的机会。
7、正确添加铬雾抑制剂的方法
一般配槽时的用量为40mg/L,其消耗量为5~7AH/(mg.L),可以按消耗量补加。
一般正常情况下,表面是一层黄色细泡沫层,当消耗掉一部分后,泡沫的颜色会出现棕红色,且在槽边可以闻到酸雾气味。
另外有电镀工件周围的泡沫会明显变少,这时就要补加铬雾抑制剂了。
镀铬抑雾剂的优点
1,降低镀铬液的表面张力
2,产生高度15mm的泡沫层,均匀覆盖在镀液表面防止铬雾进入大气层
3,降低物耗成本,提高产品质量
4,不含氟,清洁环保。
5,低铬工艺深镀能力提高1倍,分散能力提高30-60%。
6,可使空气中的铬雾含量降至0.005-0.002mg/m3,低于国家0.05g/m3标准。
7,低铬工艺电流效率提高60-110%,电流效率一般在20-30%。
, 8,中性盐雾试验提高2-3级,耐腐蚀性好。
9,HV硬度提高30-60%,一般在HV900-1260。
10,铬酸节约60-85%,铬层耐磨性提高2-3倍。
11,节电节能60-85%,整流器电源设备使用寿命延长一倍。
12,铬废水浓度只有高铬的10-20%,节约处理费用65%以上。
13,无电镀区腐蚀,无放射性污染,重金属杂质积累速度低。
14,克服含氟抑雾剂加多易起针孔的弊病
8、铬雾抑制剂的工作温度
正常情况下,铬雾抑制剂的使用温度在70℃以下,当超过这个温度后,由于镀液的工作状态发生一些变化,将使铬雾抑制剂的用量加大才能有效抑制铬雾。
这是因为在高温下镀液的电流效率进一步下降,工作电流增大,酸雾的析出冲击力增强,使铬雾抑制剂的效率下降。