1、常用钢材表面处理基本工艺作业流程常见钢材表面处理工艺步骤 （1） 钢铁件电镀锌工艺步骤 酸性镀锌 除油 除锈 纯化 干燥 碱性镀锌 （2） 钢铁件常温发黑工艺步骤 浸脱水防锈油 烘干 除油除锈常温发黑 浸肥皂液 浸锭子油或机油 浸封闭剂 （3） 钢铁件磷化工艺步骤 除油除锈表调磷化涂装 （4） ABS/PC塑料电镀工艺步骤 除油 亲水 预粗化（PC50%） 粗化 中和 整面 活化 解胶 化学沉镍 镀焦铜 镀酸铜 镀半亮镍 镀高硫镍 镀亮镍 镀封 镀铬 （5） PCB电镀工艺步骤 除油 粗化 预浸 活化 解胶 化学沉铜 镀铜 酸性除油 微蚀 镀低应力镍 镀亮镍 镀金 干燥 （6） 钢铁件多层电镀
2、工艺步骤 除油 除锈 镀氰化铜 镀酸铜 镀半亮镍 镀高硫镍 镀亮镍 镍封 镀铬 （7） 钢铁件前处理（打磨件、非打磨件）工艺步骤 1、打磨件 除蜡 热浸除油 电解除油 酸蚀 非它电镀 2、非打磨件 热浸除油 电解除油 酸蚀 其它电镀 （8） 锌合金件镀前处理工艺步骤 除蜡 热浸除油 电解除油 酸蚀 镀碱铜 镀酸铜或焦磷酸铜 其它电镀 （9） 铝及其合金镀前处理工艺步骤 除蜡热浸除油电解除油酸蚀除垢化学沉锌 浸酸 二次沉新 镀碱铜或镍 其它电镀 除蜡热浸除油电解除油酸蚀除垢铝铬化 干燥 喷沫或喷粉 烘干或粗化 成品 除蜡热浸除油电解除油酸蚀除垢阳极氧化 染色 封闭 干燥 成品 （10） 铁件镀铬
3、工艺步骤： 除蜡 热浸除油 阴极 阳极 电解除油 弱酸浸蚀 预镀碱铜 酸性光亮铜（选择） 光亮镍 镀铬或其它 除蜡 热浸除油 阴极 阳极 电解除油 弱酸浸蚀 半光亮镍 高硫镍 光亮镍 镍封（选择） 镀铬 （11） 锌合金镀铬工艺步骤 除蜡 热浸除油 阴极电解除油 浸酸 碱性光亮铜 焦磷酸铜（选择性） 酸性光亮铜（选择性） 光亮镍 镀铬 （12） 电叻架及染色工艺步骤 前处理或电镀 纯水洗（2-3次） 预浸 电叻架 回收 纯水洗（2-3次） 烘干 成品 电镀锌技术很多，提供部分专利技术给你看看。 一个电镀锌钢板及钢板镀锌工艺，电镀锌钢板包含钢板及其上电镀锌层，该电镀锌层含有15-8000ppm锡
4、。钢板镀锌工艺包含按常规技术对钢板进行脱脂处理、酸洗处理和在处理后钢板表面电镀锌，其特点是，在电镀溶液中添加有1-500ppmSn2+。本发明电镀锌钢板因为在电镀锌层中含有15-8000ppm 锡，大大提升了镀锌层硬度，其硬度相当于现有技术电镀锌钢板镀锌层硬度2倍或更高。本发明钢板镀锌工艺因为在镀液中添加了微量Sn2+，有效改变了电镀锌层组织结构，使电镀锌层中含有15-8000ppm锡，取得含有高镀层硬度电镀锌钢板。 期望对你有用 镀锌防腐工艺 多年来，伴随工业发展，环境污染不停加剧，钢铁材料腐蚀问题越来越严重，所以材料保护逐步受到重视。据统计，世界上每十二个月因腐蚀而报废金属材料量大约为金属
5、年产量12，即使腐蚀报废金属材料能够回收23，每十二个月还是有相当于年产量10金属损失掉。更何况腐蚀损失价值不能仅仅以所损失金属质量来计算，应包含冶炼金属时所消耗能源。所以被腐蚀报废金属材料制造价值往往比金属本身价值高得多。所以，为了节省钢铁材料并确保生产正常运行，处理好钢铁材料防腐蚀问题，才符合中国可连续发展战略。 现在防治钢铁材料腐蚀有效方法有两大类：一是金属合金化；二是金属镀层防腐法。 金属合金化是将钢铁材料制成含有特定金属元素不锈钢，以达成提升耐腐蚀性目标。因为这些钢种生产工艺复杂，价格昂贵，所以它普及性受到限制。 采取金属锌镀层防腐方法关键有热镀法、电镀法、渗镀法、热喷涂法，和多年发
6、展起来机械镀等。渗镀法生产周期长、表面质量低、轻易造成漏镀；热喷涂法孔隙率较高而且锌利用率较低。所以关键以热镀法、电镀法和机械镀法为例简明概述了镀锌防腐工艺发展现实状况。 热镀法、电镀法和机械镀法所用阳极材料大部分是锌，因为锌标准电极电位较低，铁基上镀锌层在通常腐蚀介质中为阳极镀层，对基体起到电化学保护作用，而且锌在腐蚀环境中能在表面形成耐腐蚀性良好薄膜，不仅保护了锌层本身，还保护了钢铁基体，而且锌镀层无毒、廉价、防护性能优良，所以镀锌在防腐中占相关键地位。 1 热浸镀锌 热浸镀锌是由古老热浸镀锡发展而来一个应用最广泛和最有效金属防锈方法，自应用于工业生产以来已经有近170年发展历史，是一个预
7、防钢铁大气腐蚀有效方法。因为热镀锌产品含有良好耐蚀能力、美好外观、有利于后续加工、可降低成本和降低环境污染等优点，所以深受广大用户欢迎。 热浸镀锌是将被镀金属(基体)材料经预处理后，浸入液态金属锌中，从而在金属表面镀覆上一层薄薄含有防护性锌镀层，以达成提升材料抗腐蚀能力、改善材料性能一个工艺方法。此工艺特点是基体金属和镀层金属间形成冶金结合合金层。被镀金属通常为普碳钢、合金钢和铸铁。另外，用于热镀低熔点金属还有铝、铅、锡等有色金属及其合金。 1.1基础机理 通常认为，热浸镀锌镀层是按下列步骤形成：首先，固体铁溶解在熔融锌中；其次，铁和锌形成铁一锌化合物；最终，在铁一锌合金层表面生成纯锌层。 该
8、过程中物理化学反应能够分为以下多个阶段：锌原子经过钢铁表面扩散到钢铁材料亚表面，形成锌铁固溶体；以此固溶体为界，铁原子和锌原子进行反方向扩散，锌原子继续向钢铁内表面扩散，使固溶体层增厚，同时固溶体中铁原子溶解于工件表面吸附在熔锌中，铁和锌生成Fe-Zn合金层；当工件从锌锅中提出时，锅中纯锌熔融体粘附在Fe-Zn合金层表面，冷却后形成纯锌结晶层。 1.2 工艺步骤及镀层特征 1.2.1工艺步骤 现在热镀锌生产工艺步骤以下：预镀件一脱脂一水洗一酸洗一水洗一挤干一涂水溶剂一烘干一镀锌一冷却一矫直一涂油一打包。 1.2.2镀层特征 由ZnFe状态图能够看出，当镀锌温度在450670范围内时，所产生相层
9、，由铁开始其次序为：a固溶体，a+r共晶混合物，r相，r+1包晶混合物，1相，1相+相包晶混合物，相和相。 在热镀锌生产过程中，实际取得镀层不一定完全含有上述8种相层。研究结果表明，当镀件 在锌液中浸没时间很短时，根本不会形成a固溶体，而a+r共晶、r+1包晶和1+包晶分别在623、672和530时才能形成。所以，镀锌温度在450470范围时，不会形成上述4种相层，只可能形成r相、1相、相及相等4种相层。当浸锌时间极短，如5s左右时，r相也不会形成，相几乎由纯锌组成，所以此相又被称为纯锌层。此时，铁锌合金层中就只存在1相和相。 2 电镀锌 以电化学方法使金属离子还原为金属过程称为金属电沉积。假
10、如在电沉积过程中，能在金属和非金属制品表面形成符合要求平滑致密金属覆盖层，则称为电镀。 2.1锌电沉积原理 锌电沉积是指在直流电流作用下，电解液中锌离子还原并沉积在工件表面上形成锌镀层过程。电镀时，溶液中锌离子在阴极还原形成镀层，同时，阳极进行氧化反应，金属锌变成锌离子。镀层金属从离子态到结晶态需经过以下多个步骤。 (1)离子液相传质 锌离子在阴极还原时消耗是阴极周围离子，溶液中锌离子经过电迁移、扩散和对流等形式进行补充，以保持溶液中锌离子均衡。 (2)界面转化 在还原前，迁移到电极溶液界面双电层处锌离子在还原反应前首先发生均相前置反应，如单位溶液中金属离子水化程度降低和重排，铬盐溶液中铬离子
11、配体发生交换或配位数下降。 (3)电荷转移 这是金属离子得到电子还原过程，但电荷转移不是一步完成，必需经过中间活性离子状态。这种活性离子通常被称为吸附原子，是保留着部分水化分子和部分电荷粒子。随即吸附原子失去剩下水化分子并进入金属晶格，完成电荷转移全过程。 (4)形成晶体 吸附原子经过表面扩散抵达生长点进入晶格生长，或经过吸附原子形成晶核长大成晶体。 2.2工艺步骤 电镀锌基础工艺步骤以下：预镀件一除油一侵蚀一抛光一镀锌一除氢一钝化染色。 2.3工艺特点 电镀锌能够形成均匀、致密镀锌层，镀层质量均匀性比热镀锌好，但镀层没有热镀锌镀层厚，所以耐蚀性也不如热镀锌制品。 尽管电镀锌应用广泛，尤其是常
12、规零部件电镀锌防腐，不过电镀锌不足也显而易见。首先是“三废”处理问题。因为电镀过程会产生大量废水、废气和废渣，其中含有重金属铬、氢氰根等剧毒物质，会对环境造成严重威胁。现在，对电镀企业，环境保护是一道极难逾越关卡。另外，氢脆问题也不可小视。工件在侵蚀、阴极电解除油和电解过程中全部可能在镀层和基体金属晶格中渗氢，而氢渗透往往将造成材料脆性增加，从而造成在一些条件下发生忽然断裂。 3机械镀 现在，电化学沉积和高温冶金反应是取得金属镀层最常见方法。在电化学沉积方法中电镀、电刷镀和化学镀过程中，欲镀金属发生了“固态一离子态一固态”改变。在高温冶金反应中热浸镀、热喷涂过程中，欲镀金属发生了“固态一液态一
13、固态”改变。欲镀金属因离子态或液态等中间态转变，在生产过程中不可避免需额外消耗能量，而且因为废液处理、排放和金属蒸气、金属沉渣会造成严重环境污染。假如使欲镀金属在形层过程中仅发生“固态一固态”转移，不仅能够大大降低能耗，而且能够缓解工艺本身对环境压力。而借助机械能形成镀层方法就能够使欲镀金属只发生固态转移，而且在工件表面形成致密金属或合金镀层，这就是机械镀。 机械镀于20世纪50年代初发明，于80年代进入工业应用，是一个比较实用新型表面处理 防腐技术，可在钢铁零件上形成Zn、Sn、Cu、ZnAl、SnZn、ZnSn和ZnCo等合金镀层，对钢铁基体起到防护作用，而且含有一定装饰性。经典机械镀工艺
14、是把经过镀前处理零件放入转动滚筒中，加入水和冲击介质(玻璃丸)，转动滚筒形成一个含有碰撞和搓碾作用流态环境。依据预定镀层厚度加入金属微粉和活化剂，在化学药剂和机械碰撞共同作用下使零件表面逐步形成镀层，镀层形成过程为：聚集一吸附一沉积一形层。因为机械镀是在常温及常压下,利用物理、化学吸附沉积和机械碰撞使金属微粉在工件表面形成镀层，没有高温下化学冶金反应，也无外电场作用下电解沉积效应，仅依靠运动介质以较低冲击能量使金属粉末和工件表面“冷焊”在一起，镀层和工件表面之间没有发生合金化。镀层形成原理既不一样于热浸镀，也不一样于电镀，所以含有能耗低、有色金属利用率高、原料无毒、镀后不出现氢脆及退火软化等现
15、象、生产环境安全、生产过程无污染等特点，属于清洁式生产工艺。 3.1镀层形成机理 国外研究者认为机械镀镀层形层过程为：由比欲镀金属更惰性金属离子还原沉积引导欲镀金属粉沉积，随即在冲剂介质碰撞作用下“冷焊”到工件表面上，使已沉积多种金属微粒挤压变形进而形成镀层。中国研究者认为机械镀是在常温和常压下利用化学、物理吸附沉积和 机械碰撞使金属粉在工件表面上形成镀层，其形层过程经过了金属粉在工件周围富集成小团，进而吸附和沉积于工件表面，在机械碰撞作用下紧实变形后镶嵌成层，最终形成整体性结构。其形层过程可简化为：富集一吸附沉积一紧实变形一镶嵌成层。近期研究结果表明，组成镀层金属微粉只发生了微粒单元弹性、塑
16、性变形，和微粒相互位置重构，不发生结构原子重组，以无结晶方法形成金属镀层主体。 3.2工艺步骤及镀层特征 3.2.1 工艺步骤 现在，在工业中成功进行批量运行机械镀锌工艺步骤图1所表示。不一样工艺关键区分在建立基层和镀层增厚方法上，大致可分为两种。 (1)锡盐沉积工艺 锡盐沉积工艺为美国工艺在中国转化工艺，其特点是：工件镀前经硫酸铜处理形成预镀铜层，称为“闪铜”。随即加入锡盐在铜层上沉积出一层锡层，在此基础上加入柠檬酸、柠檬酸氨、聚氧乙烯乙二醇等复合保持性活化剂，然后逐次加入锌粉和锡盐，逐步形成镀层。 (2)少锡盐沉积工艺 少锡盐沉积工艺特点是：无预镀铜处理，仅加入少许无机酸调整镀液pH值。加
17、入锌粉和少许锡盐形成锌一锡基层(12m)，再加入由多个表面活性剂合成保持性活化剂，形成稳定沉积环境，随即交替加入锌粉和无锡盐复合沉积剂，逐次增加厚度。 以上两种工艺均可得到合格机械镀锌产品，但镀层成份和生产成本存在差异。通常，锡盐沉积工艺镀层中锡含量高于少锡盐沉积工艺，生产成本也高。建立基层时是否采取预镀铜处理，质量检测标准中并无明确要求。有研究表明：对于厚度小于30m镀锌层，预镀铜层能够提升镀层表面平整性，并增加镀层自腐蚀电流，降低其耐腐蚀性；厚度超出30m镀锌层，预镀铜层将降低镀层整体和基体结合强度。 3.2.2 镀层特征 机械镀锌镀层结构能够分为两层：基层和增厚层。基层和工件表面相结合，
18、厚度为12m。增厚层是随即形成镀层本身，成份随加入金属粉和沉积剂而改变。在透射电镜下观察可见，镀层断口是由金属锌粉颗粒经受力变形后密集堆砌或镶嵌成层(图2)，和热浸镀锌层和电镀层结构完全不一样。 对比结果表明，在锌层厚度相同情况下，机械镀锌层耐腐蚀性和电镀锌层和热镀锌层相当，腐蚀速率介于电镀锌层和热浸镀锌层之间；机械镀锌层外观为均匀银白色，薄镀层比较光亮，有少许尺寸为0.10.5 mm小团粒，中、厚镀层含有靠近铝制品喷砂后毛面效果；机械镀锌层结合强度能够达成标准要求，不过从结构和工业应用效果看，薄镀层不存在结合强度差问题，厚镀层结合强度则低于热浸镀锌层。另外，机械镀过程中无电解沉积效应，氢原子
19、不易在基体中析出，零件不会发生氢脆，适合于高强度零件表面处理。 3.3 工艺特点 3.3.1 无氢脆和退火软化现象 和电镀锌相比机械镀能够完全消除氢脆或把氢脆危险性降到最低程度。因为机械镀不需要电流，即使在镀层形成过程中也会产生氢气，但因为镀层中存在微孔，氢气不可能聚集，更不会在金属颗粒之间阻塞，所以氢气经过镀层渗出或外溢比其深入基体倾向更大，所以不会在镀层中长时间滞留，也不会像热浸镀那样因高温而产生退火软化现象。 3.3.2 镀层厚度及种类轻易控制 机械镀层厚度易于控制，即依据需要可经过控制加料量来实现。如美国ASTM B 695-00标准。中机械镀锌层厚度范围为5135m，中国机械部标准要
20、求为5110m (11个等级)，生产中可依据零件防腐蚀要求选择适合厚度，实现防腐功效和生产成本合理控制，而且因镀层种类多个多样，轻易实现机械镀合金化。 3.3.3可实现清洁生产 机械镀所用原料无毒，全过程在室温下进行操作，工艺用水可全部循环使用，无溅洒和溢、漏，生产中不会产生如热浸镀时因高温造成燃烧烟尘、有害气体、金属蒸气和助镀剂挥发出氯化氢气、氨气，也没有如电镀时电解槽上有害气体挥发，而且操作环境很好，是切实可行清洁生产技术。 3.3.4生产成本低 除动力电源外，机械镀不需要调控电源，也不需要加热装置，其操作方便，设备简单，能耗低，见效快。和电镀相比，当镀层厚度小于12.5m时，电镀比机械镀
21、稍占优势，但差异不大；伴随镀层厚度增加，机械镀优势逐步显露；当镀层厚度达成30m时，电镀和机械镀成本比约为1.8：1。 4 结语 目前，镀锌仍然是钢铁防腐关键技术。采取锌基及锌一铝合金镀层进行表面防护钢铁产品产量，在发达国家已经达成年钢产量3040；而中国仅为10，但正以6年增加量递增。多年来，因为环境保护法规加强，镀锌工艺越来越向低能耗、高效率、高质量及绿色生产方向发展。电镀锌因工艺过程中会产生一定程度污染，在很多国家和地域已受到严格限制。所以，钢铁材料表面处理工艺正面临着一场革命。目前，机械镀锌是表面处理界正在大力推进清洁生产技术之一，利用该工艺生产产品已在国际市场流行，伴随中国经济不停发展，机械镀也已被中国很多企业认可，并逐步进入中国市场，必将成为中国五金件表面处理一个通用技术。
