四、锌酸盐电镀锌镍合金 (一)锌酸盐电镀锌镍合金的工艺规范 1．锌酸盐电镀锌镍合金的工艺规范(见表4—2—7) 表4—2—7锌酸盐电镀锌镍合金的工艺规范   2．镀液的配制方法及维护 在一个槽中加入计算量的苛性碱，加入总体积l／3的温水搅拌使之溶解。氧化锌先用水调成糊状，在搅拌下慢慢加入到热碱液中直至完全溶解，冷却后加入络合剂。在另一槽中加入硫酸镍、三乙醇胺，加l／3体积的水使其溶解完全，然后在不断搅拌下缓慢加入锌溶液中，不加水至计量体积。若有必要，可对镀液进行过滤、活性炭处理及小电流电解处理。最后加入添加剂。 工艺3是先将ZN-2A、Zn-28加入已冷却的锌溶液中后进行电解处理，同时进行样品试镀，当镀层质量达到要求后，再加入开缸剂ZN-2Mu以及镍剂ZN-2C，电解处理每升通电It达2ah后，即可调试生产。工艺4．是将硫酸镍溶液先溶于NZ-918C(镍的复合络合剂)中，将镍离子络合后再加人大槽中，最后加入NZ-918A和NZ-9188光亮剂。 (二)镀液成分和工艺规范的影响 (1)氧化锌和镍盐。是镀液中金属离子的来源。锌离子的来源还可以采用氯化锌和硫酸锌等盐类，由于氧化锌是两性氧化物，价格也比较便宜，所以多使用氧化锌。镍盐可选用氯化镍、硫酸镍和碳酸镍等。镀液中Zn2+／Ni2+含量比对镀层外观影响不大，但对镀层中含镍量影响较大。 (2)氢氧化钠。主要对锌起络合剂的作用和改善电解液的导电作用，还有利于阳极的均匀溶解。氢氧化钠在镀液中的含量对锌的沉积速度和镀层质量有很大的影响，如果含量不足时，会出现氢氧化锌沉淀和阳极钝化；若氢氧化钠含量过高时，将会加速锌阳极的自溶解。 (3)镍的络合剂。络合剂在供给充分的镍离子浓度方面起了重要的作用，即使在低浓度时，通过镍的增溶而发挥作用，还能使共沉积的镍比率均匀。络合剂不仅通过络合镍离子实现稳定镀液，而且对镀层的光亮性和物理特性无不良影响。常用的络合剂有柠檬酸盐、酒石酸盐、葡萄糖酸盐和多元醇(如山梨糖醇、甘露糖醇、季戊四醇等)以及有机胺等，以有机胺的效果最好。使用的有机胺主要有：乙烯二胺、乙烯三胺和多乙烯多胺等。络合剂还有提高阴极极化和细化晶粒的作用。 (4)三乙醇胺。可与锌离子和镍离子都能形成络合离子，但与锌络合的不稳定常数(1．0×10-2)较大，而与镍络合的不稳定常数(8．15×10-4)小，这说明三乙醇胺与镍形成的络合离子更为稳定，并提高了阴极极化，也有利于镀液维护和改善镀层外观。 (5)添加剂。对镀层有细化结晶、整平和光亮作用。一般和碱性镀锌应用的光亮剂相类似，通常使用的有芳香醛、有机胺以及有机胺和环氧氯丙烷的缩合物等。工艺3中ZN-2A与ZN-28须配合使用，A剂可增强阴极极化，使镀层结晶细致，改善镀液的分散能力与覆盖能力，8剂可增加镀层光亮度，扩大电流密度范围。工艺4中NZ-918A是主光亮剂，起细化结晶、提高极化的作用，NZ-9188是次级光亮剂，起光亮作用。 (6)温度。镀液温度在15℃～40℃范围内，都能得到良好的镀层外观。一般随镀液温度升高合金镀层中镍含量有所增加。 (7)电流密度的影响。电流密度在1A／dm2～5A／dm2之间，都可以得到良好的镀层外观。电流密度的变化，对合金镀层中镍含量的影响不大。 五、锌镍合金镀层的钝化处理 锌镍合金镀层外观为灰白至银白色，和锌镀层一样，都是阳极性镀层，对钢铁基体具有电化学保护作用，具有良好的耐蚀性。但如果经过钝化处理，可进一步提高耐蚀性。经过铬酸盐钝化处理的彩虹色钝化膜，其耐蚀性比镀锌层的彩色钝化膜要高5倍以上。但在锌镍合金上形成彩色钝化膜比镀锌层上要困难得多，且随着合金中镍含量的增加，则越加困难。一般合金中镍含量在10％以内，钝化比较容易；含镍量在13％左右时，钝化则比较困难；当镍含量超过16％，则很难钝化。锌镍合金镀层的钝化处理，可分为彩虹色、黑色和白色等。 (一)彩虹色钝化 钝化液的主要成分是铬酐或铬酸盐，国内常用的工艺为 铬酐(Cr03)3g／L～15g/L 温度30℃～70℃ 721—3促进剂(哈工大产)5g／L～20g／L 浸液时间l0s～50s pH值0．8～1．8 钝化液中铬酸的浓度低时，彩色膜颜色较淡，成膜速度也较慢，钝化时间增长；铬酸浓度较高时，彩色膜色泽发暗，严重时为土黄色，有时钝化膜结合力不好，可缩短钝化时间，一般不易控制。721—3促进剂可加快成膜速度，并有一定的出光作用。如果不加促进剂，则难以得到彩虹色钝化膜。随促进剂含量的增加，成膜速度加快，并有利于提高钝化膜层的结合力。 钝化液的pH值对成膜也有较大的影响，当pH值过低时，合金镀层中锌溶解过快，成膜不牢；若pH值过高，形成的钝化膜比较疏松，容易脱落。钝化液的温度升高，可提高钝化反应速度，由于合金镀层中含有一定量的镍，当钝化液中铬酸的浓度比较低时(这是为了减少对环境的污染)，应适当提高钝化液的工作温度，才能保证钝化工艺的正常进行。本工艺使用的温度一般在40℃以上，若温度过高，钝化时间缩短，但不易控制。钝化时间可根据钝化液成分的浓度、工作温度及pH值的大小而定。几种彩虹色钝化工艺如表4—2—8所列。 表4—2—8锌镍合金彩虹色钝化的工艺规范  (二)黑色钝化 对于锌镍合金的黑色钝化主要有两种类型，一种是以银离子为黑化剂的黑色钝化工艺，该类工艺得到的黑色钝化膜比较致密，黑度高；另一种是以铜离子为黑化剂的钝化工艺，钝化膜外观质量不如前者，黑度也略差。通常使用的(含银盐)黑色钝化工艺见表4—2—9。 表4—2—9锌镍合金镀层黑色钝化工艺规范  (三)普通白色钝化 常用锌镍合金镀层白色钝化工艺如下： Cr6+5g／L SO42-2g／L～4g／L Cr3+2g／L 温度30℃～50℃ HN031mL·L 钝化液中停留20s～30s，空中停留20s～30s 六、锌镍合金镀层的除氢处理 锌镍合金镀层与锌镀层相比，具有最小的氢脆性，若用于一般民用品，可不经除氢；但用于军品、高强钢或弹簧部件，还是需要除氢处理的。 根据美国航空航天材料标准规定：凡弹簧件或硬度为HRC45的钢铁件，包括大于HRC45的钢铁件，采用以下除氢处理条件，在235％±8℃的烘箱中，保持不少于2h；若硬度为HRC33，或在HRC33～HRC45范围内时，应保持l90℃±8℃，不少于3h；若为渗碳件或硬度略低的部件，可保持不少于l35℃±8℃，5h的除氢处理。， 七、不合格锌镍合金镀层的去除 (1)一般钢铁件退镀液组成及操作条件如下： 盐酸(HCL，d=1．1g)50％(体积分数) 操作时间退净为止 工作温度l5℃～35℃ (2)抗拉强度等于或大于1050MPa的钢铁镀件及弹性件的退镀液及操作条件如下： 亚硝酸钠(NaN02)100g／L～200g／L工作温度l00℃～150℃ 氢氧化钠(NaOH)200g／L～300g／L工作时间退净为止铝件上的锌镍合金镀层去除，可采用5009／L的HN0，在室温下进行。 |
