鉸鏈機(jī)械鍍鋅的生產(chǎn)工藝
2014/11/28 14:05:30
1 前言
鉸鏈一般用在門窗的連接上,其使用環(huán)境多在城市和農(nóng)村的室內(nèi)或室外,室外鉸鏈的表面處理以防腐性能為主,多用于車庫、倉庫等門窗的連接,且近幾年來的出口量在逐漸增大。采用電鍍鋅已不能滿足這一要求,而采用Dacromet技術(shù)也因Cr6+的析出很難被人們廣泛認(rèn)可。生產(chǎn)實(shí)踐證明,機(jī)械鍍鋅是鉸鏈達(dá)到防腐要求的最佳選擇。但是,鉸鏈的形狀和大小不一,在長度方向有的長1~2英寸,有的長達(dá)8~10英寸;在形狀上有的近似為矩形,有的近似為三角形;鉸鏈又多為薄板件,且在邊棱和邊角處存在刃口。所有這些因素均不利于得到均勻的鍍層。機(jī)械鍍鋅工藝在鉸鏈表面防腐的應(yīng)用早在幾年前已經(jīng)開始,本文在生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上分析了鉸鏈的機(jī)械鍍鋅工藝特點(diǎn),對(duì)生產(chǎn)中存在的問題進(jìn)行了分析并提出了解決的辦法。
2 鉸鏈機(jī)械鍍鋅工藝
2.1 前處理工藝
前處理主要是:脫脂(除油)->除銹->毛化。
脫脂可采用熱堿法、電解法、高溫氧化法,然后用清水沖洗到pH值為6~7。需要注意的是:鉸鏈一般由冷軋薄板沖壓而成,表面不可避免地存在蠟,所以最好選用高溫氧化法脫脂。例如,可采用電爐加熱或其它設(shè)備加熱的方法將鉸鏈表面氧化,進(jìn)而脫脂。
除銹可采用工業(yè)稀鹽酸+硫酸+緩蝕劑除銹,處理完畢經(jīng)清水稍微沖洗后即可加入鍍鋅機(jī)滾桶。
毛化的主要目的是增加鍍鋅層和基體之間的結(jié)合強(qiáng)度。鉸鏈表面非常光滑,這并非是好事,容易造成鍍層較難形成或漏鍍。最好在酸洗除銹后將鉸鏈放入六角滾筒或振動(dòng)拋光機(jī)中進(jìn)行表面毛化處理。有的鉸鏈在角棱處存在尖角,在施鍍前也應(yīng)該進(jìn)行打磨處理,消除尖角。
2.2 機(jī)械鍍鋅工藝流程和工藝規(guī)范
2.2.1 工藝流程
以某一規(guī)格(8英寸)的倉庫大門用丁字鉸鏈為例,待鍍鉸鏈重約4kg,選用鍍鋅設(shè)備為30公斤級(jí)機(jī)械鍍鋅機(jī),滾桶轉(zhuǎn)動(dòng)線速度為50~60m/min。機(jī)械鍍鋅工藝采用少錫鹽沉積工藝,與錫鹽沉積工藝相比前者具有以下優(yōu)勢(shì):無預(yù)鍍銅處理,沉積環(huán)境穩(wěn)定,沉積過程穩(wěn)定,鍍層致密,結(jié)合強(qiáng)度高。鉸鏈機(jī)械鍍鋅工藝流程如下:
加料(鉸鏈+水+玻璃珠+H2SO4)->建立基層[加入(鋅粉+含無機(jī)鹽的電解質(zhì)溶液Ps)]->加入活化劑A液y鍍層增厚[循環(huán)加入(鋅粉+活化劑B液)]->水拋光(加入水+少量Ps)->卸料->分離->后處理
2.2.2 工藝規(guī)范
(1)加料:將前處理完畢的鉸鏈加入到鍍鋅機(jī)鍍桶中。然后裝入玻璃丸(玻璃丸規(guī)格:h3mm~4mm為主,加入量需覆蓋鉸鏈),加入適量的水(自來水或中和處理后的鍍鋅排放水)和硫酸,調(diào)整鍍桶內(nèi)pH值為1~2,以保證鍍桶內(nèi)的弱酸性施鍍環(huán)境。玻璃珠的作用致使鍍鋅層致密化,誘發(fā)鋅粉顆粒發(fā)生變形。
(2)建立基層:加入鋅粉和Ps(含無機(jī)鹽的電解質(zhì)溶液),在酸性環(huán)境中金屬鋅和Ps及金屬基體鐵(鉸鏈)之間發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng),在清潔的基體(鉸鏈)表面上形成薄薄一層鋅)錫合金層,為后續(xù)的鍍層增厚做好準(zhǔn)備。Ps的加入量要適當(dāng),過高,導(dǎo)致所建立的基層厚度不均勻、表面粗糙、進(jìn)而降低鍍鋅層和基體之間的結(jié)合強(qiáng)度;過低,基層建立不完全,造成漏鍍。
(3)活化劑A液的加入量:A液是由非離子型表面活性劑與陰離子型表面活性劑復(fù)合而成的保持性活化劑,能使基體表面與溶液中的鋅粉始終保持相反的電位,可以造成鋅粉在數(shù)秒鐘內(nèi)以藻團(tuán)狀在基體表面上形成松散的吸附。A液加入過多,鋅粉分散強(qiáng)度大,吸附、沉積過程緩慢,但鍍層致密;反之,鋅粉分散強(qiáng)度小,吸附、沉積過程加快,鍍層松散。
(4)活化劑B液的加入量:鉸鏈鍍層厚度要求為30~40Lm,加料3~4次(每次鍍層增厚8~10Lm),整個(gè)鍍鋅過程需要約30min,每次循環(huán)加入鋅粉和B液。B液是由非錫類金屬鹽與無機(jī)酸式氨鹽復(fù)合成的沉積性活化劑,其中的金屬鹽分解出金屬離子與鋅粉會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),其主要作用是使基體表面的鍍鋅層循環(huán)增厚。其加入量的多少會(huì)影響到鍍鋅層形成的快慢和鍍層的致密性。
(5)水拋光:當(dāng)鍍層增厚完成后,鍍層的表面比較粗糙,顏色呈暗灰色,并且鍍桶中有少量的浮鋅存在,加入水和少量的Ps,轉(zhuǎn)動(dòng)滾桶4~5min,使極少量的浮鋅沉積到鍍層表面,增加鍍層表面的平滑度和光澤度。卸料時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)滾桶,調(diào)整滾桶軸線角度,鉸鏈滑出滾桶,然后及時(shí)將鉸鏈和玻璃珠分離。鉸鏈和玻璃珠的分離可采取2種方法:①是利用振動(dòng)篩憑借沖洗水將玻璃珠和鉸鏈分離;②是采用磁力分離裝置將鉸鏈和玻璃珠分離。此處的機(jī)械鍍鋅工藝采用前者,人工將鉸鏈和玻璃珠分離。分離后玻璃珠可以循環(huán)利用。
2.3 后處理工藝
鉸鏈機(jī)械鍍鋅后一般不進(jìn)行鈍化或染色處理,只需經(jīng)烘干處理即可,烘烤溫度可選100~150℃,時(shí)間40~60min。烘干的主要目的是:去除鉸鏈表面水分,避免鉸鏈表面留下斑痕(玻璃珠和鉸鏈表面接觸處水分未及時(shí)干燥而引起)而影響鍍層外觀。
2.4 廢液處理
機(jī)械鍍鋅的廢液主要是鋅離子超標(biāo)和水溶液酸度過高,采用堿或石灰中和、沉淀的辦法可達(dá)到2級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。為了節(jié)約水資源,進(jìn)一步降低鍍鋅成本,在水處理過程中適當(dāng)減少堿或石灰的使用量,使廢水處理后呈弱酸性,循環(huán)使用。工廠的實(shí)踐結(jié)果表明,機(jī)械鍍鋅廢液經(jīng)此種方法處理后比潔凈的自來水更適于機(jī)械鍍鋅。
3 鉸鏈機(jī)械鍍鋅鍍層質(zhì)量研究
3.1 鍍層的外觀質(zhì)量
鍍層呈均勻的半光亮銀灰色,顏色與國外樣品相比稍暗,但鍍層的光滑度明顯提高;鍍層表面不存在露底現(xiàn)象,有的鉸鏈表面上有輕微的劃痕,但影響不大;鍍層無起皮,無夾雜,無結(jié)瘤及其它影響鍍層外觀和性能的缺陷。
3.2 鍍層的孔隙率分析
采用貼濾紙法檢驗(yàn)鍍層的孔隙率,檢測(cè)試液的組成為:鐵氰化鉀10g/L,氯化鈉20g/L。用酒精將鉸鏈表面多次擦洗,經(jīng)蒸餾水清洗后用新鮮濾紙吸干。將潔凈的剪成一定尺寸的濾紙浸入試液中,然后將浸潤試液的濾紙緊貼在被測(cè)表面上,濾紙和被測(cè)表面之間不得有氣泡殘留。5min后揭下濾紙,用蒸餾水小心沖洗,貼于干凈玻璃板上晾干。計(jì)算藍(lán)色斑點(diǎn)的數(shù)目?？紫堵?n/S(個(gè)/cm2),其中n為藍(lán)色斑點(diǎn)的個(gè)數(shù);S為受檢的表面面積(cm2)。在鍍層表面反復(fù)檢驗(yàn)多次,沒有發(fā)現(xiàn)藍(lán)色斑點(diǎn),即孔隙率為零。說明鉸鏈機(jī)械鍍鋅層具有足夠高的致密性。
3.3 鍍層的厚度
鍍層的厚度基本均勻,但邊緣部位鍍層稍厚,中間部位鍍層稍薄,有效表面的鍍鋅層厚度都達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求。機(jī)械鍍鋅的特點(diǎn)決定了其鍍層厚度存在不均勻性,在工件的邊角、刃口、內(nèi)孔和凹槽等區(qū)域,鍍層厚度較薄,這些區(qū)域上的鍍鋅層厚度允許低于標(biāo)準(zhǔn)的要求。
3.4 鍍層的耐腐蝕性能
試驗(yàn)結(jié)果表明,鉸鏈機(jī)械鍍鋅的耐鹽霧腐蝕性能達(dá)到了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
4 鉸鏈機(jī)械鍍鋅存在的問題及解決方法
4.1 存在的問題
以上的分析表明:鉸鏈采用機(jī)械鍍鋅可以獲得滿意厚度的鍍鋅層,能滿足室外防腐的要求,且生產(chǎn)率高,如采用JDX100系列鍍鋅機(jī)每40~50min可加工100kg。但是,在實(shí)際生產(chǎn)中小尺寸的鉸鏈機(jī)械鍍鋅質(zhì)量容易控制,而大尺寸鉸鏈在電鍍過程中,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些質(zhì)量缺陷。主要的缺陷是鍍層疏松或鍍層表面劃痕較多造成露底,兩者都嚴(yán)重影響鍍件的耐腐蝕性能和外觀。由于鉸鏈材質(zhì)是表面光滑的鋼板,故對(duì)鋅粉的沉積不利,只有當(dāng)鍍液與工件之間具有較高的沖擊力,工件表面才能得到致密的鍍層。但是如果鍍桶轉(zhuǎn)速偏高,則鉸鏈上的邊角、尖棱又會(huì)損傷鍍層,從而產(chǎn)生上述矛盾現(xiàn)象。
上述缺陷產(chǎn)生的原因還會(huì)受到鍍液pH值大小、各活化劑的加入量、加料強(qiáng)度、施鍍時(shí)間、鍍桶擺動(dòng)角度等的影響,這里不再重復(fù)。
4.2 解決方法
綜合各有關(guān)影響因素,解決鉸鏈機(jī)械鍍鋅所出現(xiàn)問題的合理方法是:
(1)鍍桶采用高、中高、中的轉(zhuǎn)速變化機(jī)制,在基層建立時(shí)高,增厚時(shí)中高,鍍最外層和滾光時(shí)中速。具體的轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)鉸鏈的尺寸大小確定。將鉸鏈表面、邊角打磨,減輕對(duì)鍍層的劃傷。
(2)增加玻璃珠的加入量,盡量將鉸鏈覆蓋,緩和鉸鏈之間的劃擦、沖擊。檢查玻璃珠的使用情況,及時(shí)清除玻璃珠中的鋅片和破碎玻璃珠。
(3)鍍小尺寸鉸鏈時(shí),應(yīng)充分考慮鉸鏈三個(gè)側(cè)邊的面積,計(jì)算出正確的待鍍表面積,以確保各物料的正確加入量。
(4)嚴(yán)格控制前處理質(zhì)量,確保油、蠟除盡,保證鍍件表面具有較強(qiáng)的吸附活性。各種活化劑的存取器皿要嚴(yán)格分開,確保不受污染。
(5)強(qiáng)化時(shí),Ps的加入量應(yīng)嚴(yán)格控制,寧少勿多;強(qiáng)化時(shí)間要充足,鉸鏈的分離、沖洗、干燥要及時(shí),徹底。
5 結(jié)論
鉸鏈機(jī)械鍍鋅經(jīng)過30kg級(jí)設(shè)備試驗(yàn)及100kg級(jí)生產(chǎn)設(shè)備小批量調(diào)試,可以加工出滿足質(zhì)量要求的機(jī)械鍍鋅鉸鏈。說明了只要嚴(yán)格控制鉸鏈的前處理質(zhì)量,適當(dāng)調(diào)整機(jī)械鍍鋅的工藝參數(shù),是完全可以得到高質(zhì)量的機(jī)械鍍鋅鍍層的。至今,該工藝在實(shí)際生產(chǎn)中已穩(wěn)定運(yùn)行3年。
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- HL.14060 圓形拉手
- 材質(zhì)：增強(qiáng)尼龍+不銹鋼
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- HL.41208 鉸鏈
- 材質(zhì)：鋅合金
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- HL.12290星形把手
- 材質(zhì)：ABS
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- HL.A003 固定調(diào)節(jié)支撐腳
- 材質(zhì)：
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- HL.31050 HL型工程塑料拖鏈
- 材質(zhì)：尼龍
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- HL.41143 鉸鏈
- 材質(zhì)：鋅合金
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- HL.23010 六方旋入式油標(biāo)
- 材質(zhì)：聚碳酸酯
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- HL.41115 鉸鏈
- 材質(zhì)：鋅合金
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- HL.11240 橢圓手柄
- 材質(zhì)：膠木
