電鍍鋅基合金的研究，國內(nèi)外都始于20世紀50年代。在國外，當(dāng)時曾有人從氯化物鋅鐵槽內(nèi)得到鏡面光亮的鋅鐵合金鍍層，想以此代替亮鎳鍍層而節(jié)約金屬鎳。20世紀70年代由于汽車工業(yè)的高速發(fā)展，日、美等汽車出口國，考慮到他們的汽車車體鋼板是以鍍鋅層作為涂裝底層，滿足不了汽車在高寒及鹽砂地帶行駛的防護性能要求，于是加強這一領(lǐng)域的研究，取得突破性進展，很快用于汽車工業(yè)，逐步擴展到電子、電器等工業(yè)領(lǐng)域。

　　1 鋅基合金的特點

　　鋅在自然界中分布較廣，鋅基合金壓鑄件一步成形，具有精度高，加工過程無切削或很少切削，且比重小，有一定的機械強度等優(yōu)點，因而在日用建筑五金、家用電器、尤其是汽車工業(yè)中大量應(yīng)用，但鋅合金壓鑄件又具有一些特殊性，電鍍時需要注意：

　　①電極電位很負，屬兩性金屬，在酸性和堿性溶液中均易發(fā)生化學(xué)溶解。所以，在含有電位較正的金屬離子的電鍍液中，氫和金屬離子能被鋅置換析出。

　　②鋅合金在壓鑄過程中是由熔融態(tài)成為固體的，由于冷卻時的溫度不均勻，在壓鑄件表面易產(chǎn)生偏析現(xiàn)象，使表面產(chǎn)生富鋁或富鋅相。所以不能用強酸、強堿進行除油或浸蝕，強堿使富鋁相先溶解，強酸使富鋅相先溶解，使表面產(chǎn)生針孔、微氣孔等缺陷。即使在預(yù)鍍后，最好也不要在強酸、強堿性的電鍍液中電鍍，以免鍍液滲入基體后清洗不凈，與鋅發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣，使鍍層起泡脫落。

　　③壓鑄件表面是一層無孔層，內(nèi)部則是疏松多孔的結(jié)構(gòu)。表面經(jīng)機械拋光后，也容易暴露孔隙和缺陷，因此不能過度拋磨。

　　綜上所述，在鋅基合金上的電鍍：

　　①宜用有機溶劑脫脂法除掉大部分拋光膏（如三氯乙烯等）。

　　②預(yù)鍍時應(yīng)帶電入槽，并用沖擊電流以防止鋅與電鍍液中電位較正的金屬離子發(fā)生置換反應(yīng)。

　　③預(yù)鍍銅時，鍍層應(yīng)稍厚一些，應(yīng)為6-10ΜM。因為當(dāng)銅鍍到鋅合金表面上時，銅即擴散到鋅中，形成一層較脆的銅-鋅合金中間層，鍍層越薄，銅向鋅中的擴散越快，因表面鍍層與鋅合金基體的電位差而引起的電化學(xué)腐蝕也越嚴重。

　　④多層鍍CR層是鋅合金的陰極保護層，鍍層必須有一定的厚度，以使鍍層無孔隙，避免形成大陰極小陽極的不利局面。

　　2 鋅合金的鍍前處理

　　2.1 機械整平：為了除去鋅合金壓鑄件的毛刺、飛邊等缺陷，需要進行機械整平（即磨光和拋光）。

　　①磨光：（盡量少用）用力要均勻，不宜用力過大而損傷表面。工藝如表1。

　　②拋光：應(yīng)輕拋輕放，先用黃拋光膏粗拋，再用白拋光膏拋亮，在無拋光膏時易倒光。工藝如表2。

　　2.2 除油：鋅合金為兩性金屬，化學(xué)活性較強，因此，不宜用氫氧化鈉除油。操作溫度不宜過高，零件不宜長時間浸泡于除油溶液中。

　　①溶劑除油：用三氯乙烯溶劑浸漬或噴淋，溶器上部四周應(yīng)裝冷凝裝置，將揮發(fā)的溶劑冷凝回收。

　　②化學(xué)除油：常用來代替溶劑除油，特別是對于沒有拋光過的壓鑄件。典型工藝如表3。

　　③電化學(xué)除油：鋅基合金的電化學(xué)除油溶液應(yīng)是弱堿性的，盡量少用氫氧化鈉（因鋅基合金導(dǎo)電性能較差，加入微量氫氧化鈉時，可提高鍍層結(jié)合力，減少起泡現(xiàn)象）。一般用陽極除油（因陽極除油過程中零件表面生成的暗膜較陰極除油生成的暗膜容易在弱酸中除去）。鋅合金除油后，表面有極薄的氧化膜，需要在稀酸中浸蝕，最常用的工藝如表4。

　　3 預(yù)鍍

　　由于鋅合金的電位較負，在普通電鍍銅溶液中會發(fā)生強烈的置換反應(yīng)，嚴重影響鍍層的結(jié)合力，必須先預(yù)鍍（或閃鍍）。預(yù)鍍工藝主要有氰化預(yù)鍍銅與中性預(yù)鍍鎳。

　　3.1 氰化預(yù)鍍銅：鋅基合金氰化預(yù)鍍銅在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。預(yù)鍍銅溶液一般含銅量較低，游離氰化鈉含量較高。為了防止零件深凹處鋅、鋁與電位較正的銅絡(luò)離子的置換反應(yīng)，采用大電流閃鍍。預(yù)鍍銅應(yīng)用一定厚度（1微米以上），否則不足以阻止鍍鎳溶液對鋅合金的浸蝕。其工藝如表5。

　　3.2 檸檬酸鹽預(yù)鍍鎳：工藝如表6。

　　①開始采用沖擊電流2～3A/DM2，1～3分鐘后恢復(fù)正常的電流密度。

　　②保持NISO4：NA3C6H5O7=1：1.1～1.3，可防止鋅與鎳離子的轉(zhuǎn)換反應(yīng)，提高鍍層的結(jié)合力。

　　檸檬酸鈉：

　　（1）過低：鍍件與溶液置換反應(yīng)嚴重，鍍層結(jié)合力不好。

　　（2）過高：電流效率太低。

　　③PH值不能太高，否則影響鍍層的結(jié)合力。

　　3.3 預(yù)鍍銅-鋅合金：工藝如表7。

　　4 結(jié)語

　　鋅合金電鍍的開發(fā)、應(yīng)用與發(fā)展，已越來越受到人們的青睞，成為未來防護性鍍層發(fā)展的重要方向，展示了它在防護電鍍領(lǐng)域的廣闊前景。

 

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