一.前言

      氰化物作為絡合物電鍍液的絡合劑以其優異的絡合性能,低廉的價格，超高的性價比為世界各國電鍍業行所普遍采用。但氰化物又是劇毒化學品，其制命量僅僅為5毫克，并且一旦吸收就根本無法救治,其危害不言而喻。而氰化物電鍍液中的氰化物含量少則十幾克，多達一百多克，工作槽的體積少則幾十升，多達幾千升甚至上萬升甚至更多，像氰化鍍銅,氰化鍍鋅,氰化鍍銀,氰化鍍金等鍍種里面都含有大量氰化物,使得這些電鍍的排水中含有氰根而對環境造成污染。對此，各國都先后出臺了治理方案和規定了排放標準。最終目標是取消氰化物鍍種，或以其它工藝技術取代這一有毒的工藝。這就是開始出現無氰電鍍（Cyanide-freeplating,non-cyanideplating）的原因。我國開展無氰電鍍技術開發已經有三十多年的歷史，并且在上世紀七十年代曾經掀起了一個高潮，也取得了一些成果，比如現在鋅酸鹽鍍鋅，HEDP鍍銅等，還有一些不成熟的工藝,但后來都在實際生產中淘汰出局，氰化物電鍍在八、九十年代又重新回潮，且隨著我國工業結構的變化和國際加工業的轉移，使我國氰化物電鍍的用量越來越大。對我國的生態環境構成了嚴重威脅。加之氰化物的生產、運輸、儲存、使用等各個環節都必須十分注意安全，不容有絲毫疏忽。因此，國家對氰化物的銷售和使用嚴加控制，規定了嚴格的管理制度，并頒布了《清潔生產促進法》和國務院頒布《23號令》---淘汰含氰電鍍等落后生產工藝，促使我們電鍍從業人員積極加快研究各種無氰工藝，從源頭上消除氰化物帶來的危險。目前在很多地方的電鍍工業園區都采取分批淘汰氰化物電鍍工藝,還有的直接禁止使用氰化物工藝，這就要求我們電鍍工作者轉變思想，積極完善無氰工藝，以達到生產的各方面要求。

首先，我們先來簡單介紹一些還在開發研究中的無氰工藝

二  無氰鍍銀 無氰鍍金 無氰仿金

無氰鍍銀可以說是現在無氰工藝里需求最迫切的工藝之一，很多電鍍企業都向筆者詢問過這種工藝。雖然曾經推出的無氰鍍銀工藝有黃血鹽鍍銀，硫代硫酸鹽鍍銀，磺基水揚酸鍍銀，NS鍍銀，煙酸鍍銀、丁二酰亞胺鍍銀等，這些工藝雖然都各有特點，但是沒有一個可以完全取代氰化物鍍銀，因而都沒有能成為市售的商品，進入到電鍍企業里進行工業化生產。

無氰鍍金的情況比鍍銀要好一些，檸檬酸鹽鍍金已經有很多用戶在采用，只不過金鹽仍用氰化金鉀。完全無氰的有堿性亞硫酸鹽鍍金，是比較理想的無氰鍍金工藝，其缺點是采用不溶性陽極，要經常補充金鹽。 

無氰仿金工藝現在還處在一個沒有開發的階段，還沒有相關的實驗。

接下來，我們再來介紹在工業生產中已經非常成熟的無氰工藝。

三  無氰鍍鋅

鍍鋅作為鋼鐵制品的陽極性保護鍍層，是世界上使用量最大的鍍種，在我國也不例外。約占全部電鍍產品面積的1/3左右。由于氰化物鍍鋅有良好的分散能力，鍍層細致且鍍后鈍化性能好，鍍層脆性小，是鍍鋅中的主流工藝。無氰鍍鋅作為代替氰化鋅的工藝，是無氰電鍍中最為成熟的工藝，依據不同的需要和所采用的不同技術，可分為堿性無氰鍍鋅，氯化物弱酸性鍍鋅，硫酸鹽鍍鋅。其中以堿性鍍鋅與氰化物鍍鋅的性能最為接近。

   
                 
 堿性鍍鋅是以鋅酸鹽為主的無氰鍍鋅工藝，基本成分是氫氧化鈉和氧化鋅，而主要起作用的是電鍍添加劑，如果沒有這些添加劑，要想鍍出合格的產品是不可能的。新一代的無氰堿性鋅添加劑，具備以下特點：

b.鍍液分散性能極佳，完全達到功能性要求，高低電位厚度差小，鍍層性能完全達到氰化物的水平，
c.鍍液穩定，不會膠凝變稠，維護簡單。
d.電流密度寬廣，操作方便。
e.鍍層結晶細致，到達一定厚度可得到鏡面光亮，光澤均一，結合力好，脆性小。

氯化物弱酸性鍍鋅，這是以光亮添加劑為主的鍍鋅工藝，分銨鹽型和鉀鹽型兩大類，其中鉀鹽在我國已經應用相當廣范。尤其是滾鍍中的大多數選用了氯化鉀鍍鋅工藝。鉀鹽鍍鋅的光亮度很高，但分散能力比堿性差一些，且鍍后鈍化性能稍稍不如堿性鍍鋅，脆性也稍大。但仍是現在日用五金電鍍中大量采用的工藝。市面上優秀的酸性鋅添加劑多不勝數，隨時都可以找到。
還有就是硫酸鹽鍍鋅工藝，這也是在電鍍添加劑技術進步的產物�，F在在線材，帶材，板材電鍍業很多都是采用的硫酸鹽鍍鋅工藝。

由于無氰鍍鋅可供選擇的工藝較多且都已經是成熟的工藝，所以已經可以完全取代原來的氰化物電鍍工藝。

介紹完非常成熟的無氰鍍鋅以后，我們接下來再重點介紹在實際生產中作用越來越突出，應用越來越多的無氰堿銅和無氰白銅錫。

無氰堿銅

該工藝適合于鋼鐵件、黃銅、銅、鋅合金及鋁合金沉鋅層的預鍍，鍍層與素材結合力強，柔軟性好，深鍍能力強，有一定光亮度，可用于取代氰化鍍銅工藝，滾鍍掛鍍皆可。按溶液組成來分，大致可分為三種：焦磷酸體系，HEDP體系，硫酸鹽體系。

對于以上三種體系的無氰堿銅，筆者有幸都接觸使用過，做為一個預鍍的鍍種，性能上我們可以和氰化鍍銅來做個比較。（見表2）

1.性能

                   圖2

從圖2我們可以看到，三種無氰堿銅工藝的鍍層與鋼鐵件，銅件都有良好的結合力，高溫冷熱循環，切割破壞，都能通過。與一定牌號的鋁合金也有良好的結合力，像某電鍍公司的鋁輪轂電鍍生產中，其采用的就是無氰銅打底—啞鎳－酸銅－后續電鍍的工藝流程，結合力良好，同時提高了產品的一次良品率，降低了成本，取得了良好的經濟效益。但無氰堿銅與鋅合金的結合力就沒有達到氰化銅那樣的效果，對于表面致密，拋過光的鋅合金，其結合力還是不錯的。而那些表面疏松，沒有經過拋光處理的鋅合金，無氰銅就顯得力不從心，結合力就沒那么好。當然，如果不用過150度高溫烘烤，一般也不會出現起泡現象。生產中鍍鋅基合金工件時，一定要采用帶電入槽的方法，以提高結合力 。

2.溶液組成及操作條件

A：焦磷酸鹽體系：它一般配制成開缸液Mu和補充液R。

其中開缸液Mu包含有：

焦磷酸鉀   ２０－３５％、
焦磷酸銅   １－５％、
檸檬酸銨   １－２％
山梨醇     １－３％
磺酸鹽     ０．２－２％、
苯基羧酸鹽 ３－５％
糊精１－１．５％
烷基硫脲０．１－０．５％、
氮雜環化合物０．０５－０．５％。

補充液R包含有：

焦磷酸鉀２－８％、
焦磷酸銅７５－８５％、
檸檬酸銨２－３％
山梨醇３－４％、
磺酸鹽１－２％
苯基羧酸鹽２－３％、
糊精１．５－５％、
烷基硫脲０．１－０．２％、
氮雜環化合物０．０５－０．１５％。

鍍液成分及操作條件如下：

              

B ：HEDP 體系：它一般是配制成開缸液A和促進液B

鍍液成分及操作條件如下：

  

其中A和B液中大致包含有：

   金屬銅 14－17克/L
   HEDP  90－100克/L
   絡合劑
   促進劑
   光亮劑等

C：硫酸鹽體系：

      

從三種鍍液的組成來看，無氰銅的配制都比較簡單，而市售的就直接配成濃縮液，按比例加水即可，操作起來也是相當方便。

3.鍍液的維護

無氰堿銅的生產維護相當氰化鍍銅來說要細致一些，鍍液的日常維護是保證鍍液穩定的重要因素，要注意以下幾個方面：

a定期測定鍍液的PH值、溫度、電流密度，使工藝條件處于工作范圍內。
b 由于鍍液沒有除油能力，鍍前工件必須嚴格除油，以免油污帶進鍍槽。鍍液要保持連續過濾，去除微粒，否則會影響鍍層結合力。
c 注意槽液的清潔，絕對不允許有前處理的槽液及氰化物帶入，如果不慎有前處理槽液帶入，要及時用活性炭處理，過濾。最好采用4-6循環/小時的循環過濾
d鍍液中掉入的工件要及時取出。鐵和鋅過高會使鍍層發暗，影響結合力。鐵雜質可采大電流電解除之，鋅雜質用小電流電解除之，或者可以加放專用的除雜水，除掉金屬雜質。
e 生產中不會產生有毒的刺激性氣體，包障了操作人員的身體健康。

4.成本

從成本方面來考慮看，焦磷酸鹽體系和HEDP 體系都是配制成濃縮液，成本會比較高。而硫酸鹽體系采用的主鹽硫酸銅和氫氧化鉀都很便宜，加上兩種添加劑也不貴，綜合成本是三個體系中最低的，和氰化鍍銅相比也基本持平�，F在沿海地區已有很多電鍍企業在使用無氰堿銅來代替氰化銅，實用效果都相當不錯。