电镀锌镍合金

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。

锌镍合金镀液主要分为两种类型。一种为弱酸性体系，主要包括氯化铵型、氯化钾型以及氯化铵和氯化钾混合型，pH值一般为5.5左右。该镀液成分简单，阴极电流效率一般都在95%以上，镀液稳定，容易操作，获得的电镀层中镍的含量可超过l0%(质量分数)。另一种是碱性锌酸盐镀液，是近几年来发展起来的，发展速度较快。获得的电镀层中镍的含量一般在5%～l0%(质量分数)。该镀液的主要优点是：镀液分散性好，在较宽的电流密度范围内镀层合金成分比例较均匀，镀层厚度也均匀，对设备和工件腐蚀性小，工艺稳定，成本低。它的缺点是电流效率低，镀层沉积速度慢以及镀层耐蚀性、光亮性不如酸性氯化物型所获得的锌镍合金镀层。此外碱性锌镍合金电镀不能用于高碳钢、铸铁零件的表面镀覆。与电镀锌相似，为提高锌镍合金镀层的耐蚀性，增加其装饰性，改善涂料与基体金属间的结合力，锌镍合金电镀后也要进行铬酸盐钝化处理，使其表面生成一层稳定性高、组织致密的钝化膜。锌镍合金的钝化膜有无色、黄色、黑色和土色四种。

(1)碱性电镀锌镍合金镀液组成及工艺条件

现举例说明碱性电镀锌镍合金镀液组成及工艺条件。

氧化锌8～12g/L，硫酸镍(NiS04·6H20)10～14g/L，氢氧化钠100～140g/L，乙二胺20～30mL/L，三乙醇胺30～50mL/L，ZQ(哈尔滨工业大学生产)18～14mL/L。电流密度1～5A/dm2，工作温度15～35℃，阳极采用锌和镍板，镀层镍含量约l3%左右。

镀液中主盐zn2+：Ni2+比值对镀层中镍含量影响很大，其关系见图4-1。氢氧化钠为锌离子的络合剂，乙二胺、三乙醇胺为镍离子络合剂，尽管二者也能与锌离子络合，但与锌离子络合能力较镍离子弱，所以其用量对镀层中镍含量有影响。专利报道碱性锌镍合金光亮剂由三类组成：第一类为有机胺与环氧氯丙烷的缩合物，单独使用，可使镀层结晶细致，呈半光亮状态;第二类为有机醛，如香草醛等，主要起

光亮作用;第三类为碲酸钠等无机盐，可使超低电流密度部分共沉积镍含量提高。

 图4-1 Zn2+：Ni2+对镀层镍含量影响

(2)弱酸性电镀锌镍合金镀液组成及工艺条件

弱酸性电镀锌镍合金在弹簧件、压铸件及高强度钢等部件上应用较多，其组成以氯化钾型为例加以说明。

氯化锌70～80g/L，氯化镍(NiCl2·H20)100～120g/L，氯化铵30～40g/L，氯化钾190～210g/L，硼酸20～30g/L，721-3(哈尔滨工业大学生产)添加剂12mL/L，SSA85添加剂35mL/L，络合剂或稳定剂20～35mL/L。pH=4.5～5，DK=1～4A/dm2，温度25～40℃，阳极采用锌与镍分控，镀层中镍含量l3%左右。

镀层中镍含量与镀液中Zn2+：Ni2+、络合剂种类与浓度、添加剂等有密切关系，生产中必须严格控制。