镀锌

镀锌

• 锌镀层的外观呈青白色﹐标准电极电位为-0.76V﹐易溶于酸﹐溶于碱﹐是曲型的两性金属。锌在干燥空气中几乎不发生变化﹐锌腐蚀的临界湿度大于70%﹐因此在潮湿大气中能与二氧化碳和氧作用生成一层主要由碱式碳酸锌组成的薄膜﹐这层膜有一定的缓蚀作用﹐锌与硫化氢等含硫化物起反应生成硫化锌﹔锌易受氯离子浸蚀﹐故在海水中不稳定。

• 锌在密闭或通风不良﹐空气潮湿的条件下﹐与非金属材料的挥发物(低分子羧酸﹐醛﹐酚﹐氨等)接触时﹐锌易遭腐蚀﹐生成白色疏松的腐蚀产物﹐俗称”白霜”。锌在高温﹐高湿﹐密闭条件下﹐与胶木﹐油漆﹐木材释放的挥发物接触﹐锌有生长细丝状单晶的倾向﹐俗称”长毛”

• 锌的标准电位比铁负﹐对钢铁而言是阳极性镀层﹐可提供可靠的电化学保护。在工业大气﹐农村大气和海洋性大气中使用的钢铁制品均可选择锌作保护层﹐其防护寿命几乎与锌层厚度成正比关系。凡属有工业废气污染的大气中﹐锌镀层的耐蚀优于镉镀层﹐在海上或海水中则相反。

• 锌镀层经铬酸盐钝化之后﹐耐蚀性可提高6~~8倍。故镀锌钝化处理是必不可少的的步骤。在钝化膜上进行有机染色﹐可作低档产品的防护---装饰镀层。

• 为降低锌镀层厚又能提高耐蚀能力﹐国内外采如下两种措施﹕一是提高钝化膜的质量﹐如用蓝色﹐绿色﹐军绿色﹐黑色钝化代替常规的彩虹色钝化膜﹐尤以军绿化钝化膜耐蚀性最好﹔二是以较薄的含铁0.3%~~0.6%的Zn-Fe合金﹐或含镍6%~~10%的Zn-Ni合金代替纯锌镀层﹐耐蚀性能提高三倍以上﹐广泛用于汽车钢板上代替镀锌。

• 锌镀层的使用温度不得超过250⁰C,在此温度上锌结晶组织变形﹐发脆﹐耐蚀性下降。有耐蚀﹐耐热要求的零件宜用Zn-Ni合金层。

• 镀锌电解液可分为碱性和弱酸性两大类﹐国内外常用的有无氰锌酸盐镀锌﹐氰化镀锌﹐铵盐镀锌﹐氰化物镀锌﹐硫酸盐镀锌等。就国内而言﹐无氰锌酸盐镀锌仍是主流。近年来由于镀锌添加剂的性能的改进提高﹐氰化物镀锌和低氰光亮镀锌发展较快﹐而铵盐镀锌在继续下降。

• 选择镀液要根据镀件材质﹐形状﹐外观要求而定﹐如冲压小件和复杂件﹐特别是需要辅助阳极的深孔或管状件宜选用碱性镀液﹔件和对氢脆敏感的零件宜用弱酸性镀锌液。当采用两种性能不同的镀液时﹐对生产十分有利。

  第一节   锌酸盐镀锌

1. 锌酸盐镀液的特点﹕1﹐不用剧毒的氰化物﹐废水易处理﹔2﹐镀层结晶细密﹐光泽好﹐分散能力和深镀能力接近氰化镀液﹐适合复杂形状的零件电镀﹔3﹐镀液稳定﹐操作方便﹔4﹐对设备无腐蚀性﹔5﹐综合经济效益好。这种镀液亦存在沉积速度慢﹐允许温度范围窄(高于40⁰C不好)﹐厚度超过15um时有脆性﹐铸锻件较难电镀以及工作时会产生刺激性气体逸出﹐必须要安装通风装置等缺点。

2. 锌酸盐镀液之镀液成分﹕A﹐氧化锌(纯度大于98%)﹔B﹐氢氧化钠﹔C﹐DE和DPE添加剂﹔D﹐光亮剂﹔E﹐水

3. 维护管理技朮﹕A﹐严格控制锌﹐碱浓度和比值﹔B﹐主添加剂和光亮剂都只能靠经验补加﹔C﹐注意温度和电流密度的相互关系﹔D﹐极间距离及电极排布﹔E﹐杂质的危害及清除﹔F﹐可能产生的故障及纠正方法

   第二节   氰化镀锌

1. 氰化镀锌具有分散能力和深镀能力好﹐结晶细密﹐与基体结合力好﹐耐蚀性能好﹐工艺范围宽﹐镀液稳定易操作﹐对杂质不太敏感等优点。但是剧毒﹐严重污染境。现在大部分应用无氰镀锌﹐或低氰镀锌。

2. 氰化镀锌的镀液组成﹕A﹐氧化锌﹔B﹐氰化钠﹔C﹐氢氧化钠﹔D﹐氰化镀锌光亮剂﹔

1.   铵盐镀锌

1. 从氯化铵-氨羧络合剂镀锌电解液中沉积的锌层﹐结晶细致﹐镀层光泽美观﹐分散能力和深镀能力好﹐适合于复杂零件的电镀。该工艺曾在我国普启遍应用﹐但在生产中发现该类镀液存在钝化膜易变色﹐镀液腐蚀性大﹐废水中重金属难处理﹐氨对鱼类有毒等问题。从70年代后期逐渐被锌酸盐镀锌所取代。为发挥弱酸镀锌的优点。80年代起﹐无氨氯化物镀锌在我国崛起﹐铵盐镀锌应用时不断下降。

1.   氯化物镀锌

1. 氯化物镀锌是八十年代初发展起来的光亮镀锌工艺。氯化物镀液的特点﹕A﹐是不含络合剂的单盐镀液﹐废水极易处理﹔B﹐镀层的光亮性和整平性优于其镀液体系﹔C﹐电流效率高﹐沉积速度快﹔D﹐氢过电位低的钢材如高碳钢﹐铸件﹐锻件等容易施镀。

2. 氯化物镀锌镀液成分﹕A﹐氯化锌﹔B﹐氯化钾﹔C﹐硼酸﹔D﹐添加剂(主光亮剂﹐载体光亮剂﹐辅助光亮剂)

1.    硫酸盐镀锌

1. 硫酸盐镀锌的分散能力比前述几种镀锌溶液差些﹐且结晶较粗﹐为改善镀液性能﹐引入阿拉伯树胶或天然桃胶﹐对细化结晶有效果﹐但货源不足。为此近来国内外电镀工作者开发了由芳香族醛或酮磺酸盐﹐聚醚化合物和芳香族磺酸盐组合的光亮剂﹐使镀液和镀层性能获得很大改善﹐镀层细致﹐光亮。由于这种镀液成本低﹐电流效率高﹐可使用很高的电流密度﹐沉积速度快﹐适合于电镀外形简单的线材﹐带材﹐板材和管材的内壁。镀液的pH值较低﹐有的还有氯化物﹐所以对设备有腐蚀性。

2. 硫酸盐镀锌镀液组成﹕A﹐硫酸锌是主盐﹔B﹐硫酸钠﹐氯化铵是导电盐﹔C﹐硫酸铝﹐明矾和硼酸是缓冲剂﹔D﹐糊精为细化结晶﹐提高分散能力﹔E﹐硫锌