自制浸锌液铝带电镀镍工艺.docx

无锡新大中薄板有限公司自制浸锌液铝带镀镍工艺研究报告研究人员：周超亮周科伟谢磊胡晋2011年12月22日—1—刖 言为适应公司发展需求，本公司引进了铝带可焊性连续电镀生产线，并于 2011年7月至11月完成了其调试阶段在试行生产的过程中，发现二次浸锌带 出量较大，为保证浸锌液中锌离子浓度，需要不断添加浸锌液，造成消耗很大， 经实际操作经验镀2卷铝带（0.5吨）需添加多达0.1吨购自熬美方的浸锌液 浸锌的成本过高严重影响生产效率和效益，因此，考虑自制浸锌液取代敖美方浸 锌液的方案本次实验的技术支持来自于哈工大李宁课题组，以哈工大方提供的浸锌液配 方为依据，展开了研究分析工作1、实验过程浸锌液配置过程在此不加赘述，详情可见本文最后的附表铝带浸锌工艺规 范，另外其配置过程中有如下几点需加以注意：（1） 在配置氢氧化钠-氧化锌体系时，发现氧化锌在NaOH中不溶解，经查 阅文献和分析认为是ZnO纯度不够，换置为分析纯氧化锌后，实验顺利进行2） 在配置酒石酸钾钠気化铁-硫酸镍溶液时，发现得到溶液浑浊，有淡 黄色絮状沉淀在溶液中沉降，放置后不能澄清，加入少量氢氧化钠固体之后试液 变澄清，这是因为氯化铁的酸性使酒石酸钾钠生成酒石酸，失去络合作用，三氯 化铁析出，加氢氧化钠后又生成就是酸根离子，重新络合三氯化铁。

3） 往氢氧化钠溶液中加入氧化锌时，应在氢氧化钠溶解放热期间即使加 入完成沉锌液的配置后，拟定本次电镀实验的基本工艺流程为：碱洗除油一水 洗一酸浸一水洗—次浸锌一水洗一酸洗剥锌一水洗一二次浸锌一水洗一电镀 镍在铝带连续电镀生产线的液槽中取得除沉锌液之外其它所需槽液，并进行了 模拟的全程实验（如表1所示）表1自制沉锌液铝带电镀镍实验过程实验步骤溶液组成时间工艺条件碱洗ATALUM S-212 （敖美）30~40g/L15s50C水洗酸洗硝酸HNO 3 50% （体积比）10s浸锌一氧化钠 NaOH 300g/L氧化锌ZnO 40g/L酒石酸钾钠C H 0 KNa ・4H,0 40 g/L4 4 6 2氯化铁 FeCl3・6H20 2g/L 硫酸镍 NiSO 4・6H 20 2g/L15s20~25C剥锌硝酸：50% （体积比）10s20C水洗浸锌二氧化钠 NaOH 120g/L氧化锌ZnO 14g/L酒石酸钾钠C H 0 KNa ・4H 0 40g/L4 4 6 2氯化铁 FeCl3・6H2O 2g/L 硫酸镍 NiSO 4・6H 2O 2g/L20s20C硝酸钠NaNO3 2g/L水洗镀镍六水硫酸镍 240g/L溴化钠 25g/L硼酸 35g/L糖精钠 0.2g/L十二烷基硫酸钠0.005 g/L40S55 °C 〜60 °CpH 4.5〜5.5 (保持酸 性)电 流 密 度3.5-4A/dm2先通电后入槽另外，为了将浸锌液的效果作对比，在其它条件均不变的情况下，分别采用 敖美方沉锌液以及敖美方与自制混合(1:1)沉锌液做了铝带电镀镍实验。

2、实验结果此次实验过程中，试片经一次浸锌其表面有明显的锌层，剥锌后锌层几乎全 部被剥离，再经二次浸锌，试件表面波纹状水痕随后在赫尔槽改制的渡槽中进 行了单面的镀镍过程，电流密度约为4A/dm2，得到的镀层较暗，经测试其结合 力均良好，试件镀镍效果如图1所示:a. 自制沉锌液镀镍试片b. 敖美沉锌液镀镍试片c. 混合沉锌液镀镍试片图1•不同沉锌液所得铝片电镀镍效果最后，为了验证实验所得的镀镍铝片的可焊性，用焊锡膏做了焊接实验，其可焊性合格，化验室周科伟出存有焊接试样3、成本核算及结论在完成实验全过程后，调查了自制沉锌液所需原料市场价格，并计算自制沉 锌液成本，对比结果如表2所示表2自制沉锌液与敖美沉锌液成本对比工艺名称药品名称药品单价（元/吨）药品用量（g/L）配液成本（元/吨）敖美沉锌液（元/吨）一次浸锌氢氧化钠NaOH20003005009000氧化锌 ZnO1800040600酒石酸钾钠CHQE • 4H2O1200040400硫酸镍NiSO4 6H2O40000270氯化铁FeCl35000210合计 1580元/吨二次浸锌氢氧化钠NaOH20001202004500氧化锌ZnO1800014g210酒石酸钾钠C4HQ6KNa ・ 4H2O1200040400硫酸镍NiSO4 6H2O40000270氯化铁FeCl35000210硝酸钠NaNO3——————合计 890元/吨备注：浸锌液比重均按1.2t/m3计算，购自敖美方沉锌液为浓缩液，价格为18000元每吨, 一次浸锌与水按1:1混合，二次浸锌与水按1:3混合。

这里的成本核算较为初略，不计算运输储存等成本，市场价格也存在波动, 仅做参考本次实验最终得到以下结论：（1） 有哈工大方提供的浸锌液配方经实验证明可以有效使用，得到的镀镍 层外观合格，结合力良好，可焊性达到要求2） 自制沉锌液相比敖美方沉锌液，使用效果并无明显差异，但可以大幅 度降低了成本3） 由实际生产经验计算，生产中平均每镀一吨铝带可以通过自制浸锌液 节约成本2800元附表 铝带浸锌工艺规范(由哈工大方提供)处理项目药品(工艺)含量(参数)槽液配制一次浸锌NaOH300g/L(1)浸锌槽中加入槽液总量1/2的水，溶解(1)初始槽中ZnO40g/L氢氧化钠；钠有利于氧化锌C H O KNa ・ 4HQ40g/L(2)加入氧化锌，槽液循环加速溶解；化，防止温度过FeCl • 6HO3 22g/L(3)槽外溶解酒石酸钾钠；意做好防护措施NiSO ・ 6H O4 22g/L(4)酒石酸钾钠溶液中边搅拌边缓慢加入氯(2)氧化锌难温度20〜25 °C化铁、硫酸镍；(3)酒石酸钾(5)将槽外溶解的酒石酸钾钠-氯化铁-硫酸待其溶解之后再镍浓缩液加入浸锌槽中，与氢氧化钠-氧化锌(4)氯化铁、体系搅拌混合均匀。

浓度过咼产生沉(5)将分别溶 合均匀二次浸锌NaOH120g/L(1)浸锌槽中加入槽液总量1/4的水，溶解(1)初始槽中ZnO14g/L氢氧化钠；氢氧化钠有利于C HO KNa ・ 4HQ40g/L(2)〜(5)同一次浸锌；(2)〜(5)同FeCl • 6HO3 22g/L(6)槽中加入硝酸钠，循环槽液6)最后在浸NiSO ・ 6H O4 22g/L高置换反应的活NaNO32g/L温度20~25C。