电泳技术

电镀锌镍合金于20世纪80年代相继在Et本、联邦德国、美国等发达国家投入生产并得到广泛的工业应用，其应用范围和数量目前仍在迅速扩大中。电镀锌镍合金层是一种优良防护性镀层，主要用作钢铁材料的耐蚀防护，用以取代镉镀层和锌镀层，适合在恶劣的工业大气和严酷的海洋环境中使用。含镍质量分数7％～9％的锌镍合金耐蚀性是镀锌的3倍以上；含镍量13％左右的锌镍合金是镀锌层的5倍以上，特别是经过200～300℃加热后，其钝化膜仍能保持良好的耐蚀性。镀层氢脆小，可代替镉镀层使用。含Ni为10％～l6％的锌镍合金镀层还有比较小的低氢脆性，镀层硬度高(180～220HV)、焊接性好等特点。因此锌镍合金具有广泛的应用前景。目前人们对电镀锌镍合金工艺进行了大量研究，工业中也有所使用，但仍有许多问题有待解决。锌镍合金

(1)脱氢处理 钢铁零件镀锌过程中，往往伴随还原析氢的副反应。氢还原后一部分变成气体逸出，一部分以氢原子渗入到镀层和金属晶格点阵中，造成“氢脆”，影响零件寿命。为此，某些钢材或用于特殊情况下的零件，必须进行脱氢处理，例如飞机上使用的镀锌件、弹性零件和高强度钢上镀锌件等。  采用加热处理将氢从零件内部赶出是常用的方法，而且温度越高，时间越长，除氢越彻底。但当加热温度超过250℃时，锌结晶组织变形、发脆、耐蚀性明显下降。因此一般用除氢温度为l90～230℃，2～3h。渗碳件和锡焊件除氢温度一般为140～160℃，保温3h。  (2)出光  出光可使镀层表面平整、光亮、钝化膜光泽好。一般采用30～50g／L硝酸浸

硫酸盐镀锌配方简单、成本低廉、可采用较大电流密度和镀后一般不进行钝化处理等优点，但由于镀液为单盐电镀，分散能力和深度能力差，镀层结晶粗糙，主要用于铁丝、钢带、板材等形状简单的工件电镀。为改善镀液性能，细化结晶，常加入明胶、糊精等相对分子质量较大的物质，但镀层易发黄，耐蚀性下降。近年来开发了由芳香醛或芳香酮、聚醚化合物以及含苯环的脂肪酸、含氮杂环化合物组成的电镀添加剂，使镀层外观光亮、结晶细致、色泽银白。常用光亮剂有硫酸锌一30、DZ一300—1以及ZBS等。但该镀液的pH值较低，有的还有氮化物，所以对设备有腐蚀性。(1)硫酸盐镀锌工艺规范硫酸盐镀锌工艺规范注：硫锌一30光亮剂，武汉风帆电镀公司}DZ一300—1光亮剂，河北平乡县助剂厂；SZ97光亮剂，上海永生助剂厂。

氯化物镀锌20世纪60年代末在我国开始投入生产，20世纪80年代后发展迅速。该工艺镀液为不含络合剂的单盐镀液，废水易处理；镀层的光亮性和整平性优于其他镀锌工艺，蓝白色调钝化膜几乎可与镀铬层媲美；电流效率高(可达95％以上)，沉积速度快；氢过电位高，能在高碳钢、铸件、锻件上方便施镀，这一点比氰化镀锌和碱性锌酸盐镀锌具有显著的优点。近年来，添加剂开发有了显著进展，温度范围与电流密度范围宽、分散能力和深镀能力已与锌酸盐镀锌相当。根据支持电解质不同，氯化物镀锌可分为铵盐镀锌、钾盐镀锌和钠盐镀锌。铵盐镀锌以氯化铵为支持电解质，导电性最好，对载体光亮剂的容纳量也最大，但氯化铵易分解，析出氨气多，对设备腐蚀严重，而且铵离子在与锌络合的同时，还能与废水中的铜、镍等金属离子络合，增加了废水治理的难度。钠

碱性锌酸盐镀锌工艺是20世纪60年代发展起来的，我国仅比国外稍晚几年，但推广很快，在20世纪70年代趋于成熟。该工艺不含氰化物，废水易处理；镀层结晶细密，光泽好，分散能力和深镀能力接近于氰化镀液，适合于形状复杂的零件电镀；镀液稳定，操作维护方便；对设备无腐蚀性，可与氰化镀锌一样采用钢板焊接而成的镀槽；综合经济效益好。但锌酸盐镀锌沉积速度慢、允许温度范围窄(高于40℃不好)、镀厚超过15mm时有脆性、铸锻件较难电镀、工作时会有刺激性气体逸出，必须要安装通风装置等。(1)电极反应锌酸盐镀锌的电化学原理和电极反应与氰化镀锌相似。阳极反应(2)锌酸盐镀锌液的组成与工艺规范1)锌酸盐镀锌液的组成与工艺规范锌酸盐镀锌液的组成很简单，仅由氧化锌、氢氧化钠和光亮剂组成，其典

氰化镀锌层结晶细致、与基体结合力好、耐蚀性高；镀液分散能力和深镀能力好；活化能力、抗杂质能力强、稳定性高、工艺范围宽；同时，槽液的强碱性有较好的除油作用，对前处理要求不高。但镀液剧毒(0．39氰化钠即可致命)，严重污染环境，因此必须加强生产管理，对操作人员加强教育和岗前培训。同时应注意镀液回收和废水处理，在工艺允许的情况下，尽可能采用无氰镀锌工艺。(1)氰化镀锌电极过程氰化镀锌溶液中，锌与氰化钠、氢氧化钠形成络合物，即ZnO+4CN一+20H一+3H20→[Zn(CN)4]2一+2[Zn(0H)4]2一现在理论一般认为，氰化物主要起稳定锌酸盐作用，同时也起添加剂作用，增加阴极极化，而主要不起络合作用，尤其在中低氰镀锌中，更是如此。因此认为氰化镀锌溶液电镀时阴极主

锌是银白而略显蓝色的两性金属，在干燥空气中很稳定，在潮湿环境(锌腐蚀的临界湿度大于70％)中能与空气中的二氧化碳、氧气等作用，很快失去光泽，表面生成一层白色腐蚀产物——碱式碳酸锌的薄膜；与硫化氢等含硫化合物反应生成硫化锌锌易受氯离子侵蚀，所以不耐海水腐蚀。锌的标准电极电位为一0．76V，密度7．179／cm3，熔点419．4℃，电化学当量l．22g／(A·h)。锌常温下性脆，加热至100～150℃时有延展性，超过250℃时，锌组织变形、发脆、耐蚀性下降。锌的标准电位比铁负，对钢铁而言是阳极性镀层，其防护寿命几乎与锌层厚度成正比。为降低锌镀层厚度，同时提高镀层耐蚀能力，国内外通常采用两种措施，即提高钝化膜的质量或与铁、钴、镍等形成二元合金。锌镀层经铬酸盐钝化之后，耐蚀性可提高

电镀锌铁合金对钢铁来说是阳极性镀层，对基体有很好的保护作用。按照镀层中铁含量，锌铁合金分为高铁合金镀层和微铁合金镀层，前者含铁在7％～25％，镀层的耐蚀性是镀锌的l～2倍，但由于镀层中含Fe量高而难以钝化，主要作为汽车钢板电泳底漆底层；含铁低于1％的锌铁合金镀层，可钝化处理，特别在0．3％～0．6％的微铁合金，经钝化处理后，耐蚀性大大提高，尤其是经黑色钝化的镀层具有最高的耐蚀性，且黑色钝化不用银盐。经盐雾实验和海水浸泡实验均表明其耐蚀性与镀镉层相当。另外，电镀锌铁合金成本低，镀液容易维护，可挂镀也可滚镀，所以使用量逐渐扩大。电镀锌铁合金镀液大致分为碱性镀液、硫酸盐镀液、氯化物镀液和焦磷酸盐镀液等。这里仅以碱性镀液和氯化物镀液为例说明其镀液基本组成与工艺条件。(1)碱性镀液组成与