镉金属和镀镉层染色

徐 捷

（荆门高新技术开发有限责任公司，湖北 荆门 448124）

镉金属和镀镉层染色

徐 捷

（荆门高新技术开发有限责任公司，湖北 荆门 448124）

0 前言

镉是银白色有光泽的软质金属，其硬度比锡硬、比锌软，可塑性好，易于锻造和辗压。镉的化学性质与锌的相似，但镉不溶解于碱液中，溶于硝酸和硝酸铵中，在稀硫酸和稀盐酸中溶解很慢。镉在室温和干燥的空气中几乎不发生变化，但在潮湿的空气中容易氧化，其表面会生成一层薄膜，防止金属继续被氧化，起到了一定的保护作用。镉的蒸汽和可溶性镉盐都有毒，必须严格防止镉的污染。

镉的标准电极电位为－0.40V，比铁的标准电极电位（－0.44V）稍正，但在质量分数为3%的氯化钠溶液中，镉的电极电位则比铁的负。因此，镀镉层对钢铁制件来说，其保护性会随使用环境的不同而发生变化。在一般条件下或在含硫化物的潮湿大气中，镀镉层属阴极性镀层，起不到电化学保护作用；而在海洋和高温大气环境中，镀镉层属阳极性镀层，其保护性能比锌好，故航空、航海及无线电和电子产品的零件需要镀镉。因为镉污染的危害很大，价格也很昂贵，所以通常采用镀锌层或合金镀层来取代镀镉层。

本文介绍了镉金属和镀镉层染色的特点和工艺流程，并对主要工序作了说明。

1 染色特点

（1）镉金属和镀镉层染色是借助铝表面化学转化膜染色的工艺。

（2）在工件镀镉以后进行染色，既能获得类似铝氧化染色的外观，又能获得较高的硬度。

（3）镉金属和镀镉层染色的装饰性很好，色彩绚丽均匀，涂上罩光漆后，产品具有特殊的金属光泽，使其表面金属感很足。

（4）镉金属和镀镉层染色不受生成金属盐色泽的限制，有多少适用的染料就能染多少颜色，可进行多色染色。

（5）镉金属和镀镉层染色的耐蚀性好，再加上表面的一层罩光漆，既光亮又隔绝了空气，使产品的耐蚀性更加优异。

（6）镉金属和镀镉层染色的工艺简单，操作容易，能投入大批量生产。

2 工艺流程

镉金属或镀镉层—→水洗—→出光（质量分数为1%的硝酸）—→水洗—→化学处理—→清洗—→染色—→清洗—→干燥—→封闭（疏水有机涂层）—→干燥

3 主要工序说明

3.1 镀镉

目前国内生产中应用较广的镀镉溶液有氰化物镀液、氨羧配位剂镀液和酸性硫酸盐镀液；此外，还有三乙醇胺镀液、焦磷酸盐镀液和HEDP镀液等。染色与使用何种镀镉溶液没有关系，凡是镀镉层均能染色。可使用下列氰化物镀镉溶液配方：氧化镉23～25g/L，氰化钠50～80g/L，氢氧化钠10～20 g/L，pH 值12.5，2～3A/dm2，30～40℃。

3.2 化学处理

化学处理工艺流程：化学转化（钝化）—→清洗—→漂白（沥滤）—→清洗。化学转化及漂白工艺配方，分别如表1和表2所示。镉金属或镀镉层经化学处理后，应立即清洗、染色，这样效果最好。镉比锌容易上色且染色深。

3.3 染色

3.3.1 染色设备

染色不需特殊设备，基本上与电镀车间相似，仅增添以下设备：

（1）染色槽

可用不锈钢槽、陶瓷槽或铝桶，不能用铁槽，以防污染。有的染色液要加热至80℃，则需设加热装置。此外，还要有搅拌装置。

（2）化学处理槽

用一般的陶瓷槽或塑料衬里槽，要有调温装置。

表1 化学转化工艺配方

表2 漂白工艺配方

（3）烘箱

染色后及浸涂疏水有机涂层后要用烘箱烘干。

（4）疏水有机涂层槽可用铝槽或不锈钢槽。

（5）染色夹具

最好用挂具直接染色。若是小件滚镀产品，只能放在塑料篮中进行化学转化处理与染色。

3.3.2 染色液的配制与染色配方

（1）染色液配制

染色液需用蒸馏水配制。先将称量好的染料用水（用水量为染料量的1～2倍）调成糊状，然后加入规定量及规定温度的热水将染料溶解，充分搅拌后再将溶解染液加入染色槽，染色液加入前可过滤一下。根据染料的要求调整pH值，原则上酸性染料、媒介染料的pH值调节在微酸性。

（2）染色配方

染料品种不同，其质量浓度也不同。Caddye染料0.5～10.0g/L，pH 值4.5～7.0，温度15～80℃，染色时间60s以内。

3.3.3 染色要点

（1）把经化学转化处理后的工件浸在染色液中进行染色。要采用适当的挂具，避免工件表面碰撞。要控制染色温度和时间。染色后要用流动水清洗，把多余的染料洗去，并烘干或用热风吹干（温度不能太高，以防止干燥过度而呈粉末状落下），随后立即浸涂罩光漆，再沥干净，进烘箱烘干。

（2）染色中添加醋酸，既能降低pH值，又能稳定pH值。实质上，当pH值为5左右时，铬酸盐转化膜的膜电位最有利于染料吸附。

（3）染色后的零件需用流动水洗净，不要用硬水，不能接触酸碱物质，不能用热水洗，也不能用过高温度烘，一般在50～60℃左右。

（4）化学转化处理后不能用手摸，更不能沾污表面，否则会影响染色的均匀性。要在流动水中洗净，化学转化处理液绝不能带到染液中。

（5）漂白处理后，稍作沥干即染，绝不能表面干燥后染，否则会影响染色的质量。

（6）染色干燥后，一定要浸涂一层无色透明涂料以保护染色膜，使其能长期使用、保存，并提高表面光亮度及美观性。

TG 177

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1000-4742（2013）01-0045-02

2011-08-17