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表面处理之镀锌
新闻作者:润美电镀   发布时间:2022-04-06   阅读:961

什么是镀锌

镀锌是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。主要采用的方法是热镀锌。

锌易溶于酸,也能溶于碱,故称它为两性金属。锌在干燥的空气中几乎不发生变化。在潮湿的空气中,锌表面会生成致密的碱式碳酸锌膜。在含二氧化硫、硫化氢以及海洋性气氛中,锌的耐蚀性较差,尤其在高温高湿含有机酸的气氛里,锌镀层极易被腐蚀。锌的标准电极电位为-0.76V,对钢铁基体来说,锌镀层属于阳极性镀层,它主要用于防止钢铁的腐蚀,其防护性能的优劣与镀层厚度关系甚大。锌镀层经钝化处理、染色或涂覆护光剂后,能显著提高其防护性和装饰性。

镀锌溶液有氰化物镀液和无氰镀液两类。氰化物镀液中分微氰、低氰、中氰、和高氰几类。无氰镀液有碱性锌酸盐镀液、铵盐镀液、硫酸盐镀液及无氨氯化物镀液等。氰化镀锌溶液均镀能力好,得到的镀层光滑细致,在生产中被长期采用。但由于氰化物剧毒,对环境污染严重,近年来已趋向于采用低氰、微氰、无氰镀锌溶液。

镀锌原理

在盛有镀锌液的镀槽中,经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极,用镀覆金属制成阳极,两极分别与直流电源的正极和负极联接。镀锌液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、ph调节剂和添加剂等的水溶液组成。通电后,镀锌液中的金属离子,在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入镀锌液,以保持被镀覆的金属离子的浓度。在有些情况下,如镀铬,是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极,它只起传递电子、导通电流的作用。电解液中的铬离子浓度,需依靠定期地向镀液中加入铬化合物来维持。镀锌时,阳极材料的质量、镀锌液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量,需要适时进行控制。

镀锌工艺有哪些

镀锌工艺主要有热镀锌和冷镀锌两类。冷镀锌又称电镀锌。这里主要讨论电镀锌。 电镀锌种类繁多,五花八门。但从镀锌镀液的PH值上分,主要有两在类:碱性镀锌和酸性镀锌。
碱性镀锌
碱性镀锌工艺是指镀液的PH值是碱性。但因络合剂不同,又分为氰化物镀锌和锌酸盐镀锌两种。 氰化物镀锌是个很古老的镀种。镀液中主要有三种成分:主盐氧化锌,络合剂氰化钠和导电盐氢氧化钠(俗称火碱)。早期的氰化镀溶液中是没有光亮剂的。随着人们审美要求的提高,又在氰化液镀锌溶液中加入了起光亮作用的光亮剂。氰化镀锌工艺稳定,镀层细致。镀液分散能力好。根据氰化钠含量的多少不同,又分为高氰,中氰和低氰镀锌三种。氰化镀锌的最大缺点是毒性太大,对环境危害严重。
锌酸盐镀锌是近30年来发展较快的镀锌工艺。它的主要成分是主盐氧化锌,络合剂兼导电盐氢氧化钠(俗称火碱)。为了获得细致的分散能力好的光亮镀层,还要加入光亮剂。国内锌酸盐镀锌的主要发展时期是20世纪70年代的大搞无氰镀锌年代,著名的DPE镀锌工艺和DE镀锌工艺一直使用着。这种工艺虽然比不上氰化镀锌工艺的稳定、细致。但它的最大优点是无氰。对环境的危害要小的多。锌酸盐镀锌有了新的发展,起泡和脆性等缺陷得到了克服,分散能力大为改进,可以和氰化镀锌比美。
酸性镀锌
镀液的PH值在4-6。20世纪70年代大搞无氰镀锌的第二个成果便是无氰氯化铵镀锌。与锌酸盐碱性镀锌并驾齐驱。它以氯化锌为主盐,氯化铵为络合剂及导电盐。柠檬酸,氨三乙酸为辅助络合剂。聚乙二醇和硫脲作镀层细化剂。从这种镀液中获得的镀层细致,分散能力好。镀液毒性小。但缺点主要是镀液不稳定,散发出来的氯化铵气体对电镀设备腐蚀性很大。电流效率也较低。对杂质敏感性强。工作温度范围窄。现已基本上被氯化钾镀锌工艺所淘汰。
氯化钾或氯化钠镀锌工艺
氯化钾或氯化钠镀锌工艺是20世纪80年代发展起来的一种全新无氰镀锌工艺。它主要成分为:氯化锌主盐,一般使用含量为70-90g/L。氯化钾作导电盐,使用含量从140-280g/L不等,根据不同需求可任意调整。硼酸作PH值缓冲剂,以稳定PH值在4.6-5.6之间。由于这种镀液是在室温条件下工作,硼酸的溶解度不高,一般含量控制在25-30g/L。
单独靠这三种成分是镀不出合格锌镀层来的。还要加入一些添加剂才能获得光亮、细致的镀锌层来。氯化钾镀锌的优点是镀液稳定、镀层光亮细致且成本低、电流效率高、无毒。缺点是镀液的分散能力比碱性镀锌稍差,镀层的脆性也较大。尽管如此,氯化钾镀锌一面世,立刻普遍受到欢迎。发展十分迅速,已占据镀锌的半壁江山。从市场上看,镀锌工艺主要是两个镀种:碱性锌酸盐和酸性氯化钾镀锌。其他镀锌工艺均已相形见绌,缓慢退出历史舞台。
酸性镀锌工艺中还有一种硫酸盐镀锌工艺。它的主要成分是主盐硫酸锌。含量在250-500g/L之间。明矾或硫酸铝作导电盐。含量在30-50g/L之间。导电盐也有加入硫酸钠或氯化钠的。除了上述几种外,还要加入一些添加剂,作用是使镀层细致。最早是采用糊精或树胶,后来发明了一些专用光亮剂使镀层更加光亮细致。硫酸盐镀锌的最大优点是可使用较大电流密度(1-5A/dm2),镀速快。但缺点是镀液的分散能力很差,不宜用来镀较复杂工件。
由于它的特殊性,硫酸盐镀锌主要用在镀铁丝、钢带、钢板等形状简单,连续化生产性强的行业。除了上述几种常用的镀锌工艺外,还有焦磷酸盐镀锌、氟硼酸盐镀锌、羟酸盐镀锌等工艺。


 
 

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