一、氯化物电镀锌钴合金 锌钴合金镀层含钻量多在1%以内,一般都要经过钝化处理,耐蚀性明显提高,是锌镀层耐蚀性的三倍以上,在欧洲应用较多,多用于汽车部件、采矿和建筑等工业。 (一)氯化物体系电镀锌钴合金工艺规范(见表4—2—17) 表4—2—17氯化物体系电镀锌钻合金的工艺规范 (二)镀液成分和工艺规范的影响 (1)氯化锌和氯化钴,是主盐。镀液中C02+/Zn2+含量比,对镀层中钴含量影响较大。当改变镀液中氯化钴含量时,镀层中含钴量也发生变化。 (2)氯化钾、氯化钠或氯化铵,是导电盐。主要作用是提高镀液的导电率,改善镀层性能和降低能耗。镀液中含量一般较高,多在150g/L以上。 (3)添加剂。弱酸性镀锌使用的光亮剂通常不能直接用于电镀锌钴合金,有的需要优选和组配。 (4)温度。温度升高,镀层中钴含量增加。 (5)pH值。pH值对镀层含钴量的影响不大,在工艺要求的范围内,镀层含钴量基本维持在一定值。 (6)阴极电流密度。一般说来,阴极电流密度升高,镀层中的钴含量是增加的。但在氯化物体系中,电流密度变化较大时,镀层含钴量仅略有增加。 可以看出,在氯化物体系中,工艺条件对镀层中钴含量影响不大,而镀液中主盐浓度比的影响则比较大,应注意严格控制在工艺范围内。 二、锌酸盐电镀锌钴合金 (一)锌酸盐电镀锌钴合金的工艺规范(见表4—2—18) 表4—2—l8碱性锌酸盐电镀锌钻合金的工艺规范 (二)镀液成分和工艺规范的影响 (1)氧化锌和硫酸钴,是主盐。镀液中硫酸钴的含量对镀层中钴含量影响很大,随着硫酸钴含量的增加,镀层中钴的含量也明显增加。为了使含钴量在要求范围内,必须把镀液中的硫酸钴含量严格控制在工艺范围内。 (2)ZC稳定剂。稳定剂的加入主要是为了防止生成钴的氢氧化物,它对钴离子有一定的络合作用,随稳定剂含量的增加,镀层中含钴量下降。 (3)添加剂。添加剂的加入主要是为了提高阴极极化。ZCA添加剂对C02+放电的阻化作用大一些,随着添加剂含量的增加,镀层中含钴量下降。 (4)工作温度。镀液温度增加,镀液中含钴量也增加。 (5)电流密度。阴极电流密度对镀层钴含量的影响不大,但略有增加的趋势,因电流密度增加,极化增强,沉积钴含量会稍有增加。 (6)阳极。在碱性锌酸盐镀液中,锌离子的浓度不容易控制,因为正常的活化状态锌阳极溶解的溶解效率是l00%,且锌在碱性液中还有自溶的特性,所以锌阳极的溶解效率超过100%。但阴极的沉积效率则仅有60%左右,因此在电镀过程中锌离子的浓度有增加的趋势。人们通常采用的措施是改变锌阳极的面积,即减小锌阳极面积,这样锌阳极很容易钝化,而无法继续生产。最好采用可溶性阳极与不溶性铁阳极混挂的办法,保持锌阳极和铁阳极的一定面积比,来控制锌阳极上的电流密度,进而控制镀液中锌离子的浓度。另外,采用锌和铁混挂阳极时,在停镀时锌阳极自溶非常严重,应注意停镀时将锌阳极从溶液中取出。 三、硫酸盐体系电镀锌钴合金 (一)锌钴合金电镀工艺规范(见表4—2—19) 以上工艺除4为弱碱性外,其余都是弱酸性的。2号工艺使用的电流密度较高,可用于电镀钢板和 钢带。该镀液中硫酸锌和硫酸钴为主盐;硫酸铵、硫酸钠、醋酸钠等为导电盐,以提高镀液的电导率;硼酸为缓冲剂,以维护镀液pH值的稳定;添加剂一般为含氮的聚合物,能使镀层外观平整、细致。 表4—2—19锌钴合金电镀工艺规范 (二)电镀装饰性锌钴合金 含钴量15%~25%的锌钴合金镀层具有铬镀层的光泽,可用于装饰代铬。该镀液组成及工艺规范如下: 硫酸锌(ZnS04·7H20) 10g/L pH值(用氨水调) 8.0~8.5 硫酸钴(COS04·7H2O) 20g/L 温度 25℃~35℃ 柠檬酸H3C6H507·H20 50g/L 阴极电流密度 l5A·dm2—25A·dm2 镀液中Zn2+和C02+的相对含量对镀层含钴量有较大的影响。钻离子含量过低时,阴极电流效率和镀层含钴量均下降;钴离子含量过高时,镀层的高电流密度区发黑。锌离子含量过高时,镀层出现斑点;锌离子含量过低时,电流效率和镀层含锌量下降。通常控制镀液中(Zn2+)/(C02+)比值为1左右为宜。
络合剂是保持镀液稳定、增加阴极极化、改善镀层质量的主要组分。比较合适的络合剂有柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸及其盐类,其中柠檬酸最为理想。 该工艺可在钢铁件上电镀锌钴合金,作为防护性镀层。也可作为装饰性镀层在镍、镍铁和黄铜上进行电镀,镀层厚度以0.25μm~1.25μm为宜,它可与镀铬层相媲美。为了提高锌钴合金的抗变色能力,可在含铬酐3%~l5%的钝化液中进行抗变色处理。 (三)锌钴合金镀层的钝化 含钴量很低的锌钴合金镀层很容易钝化处理,其工艺与镀锌层的钝化处理差不多,可以得到彩虹色钝化膜,耐蚀性比锌镀层提高两倍;还可以得到橄榄色钝化膜,耐蚀性比锌镀层提高3倍以上。
1.彩虹色钝化 铬酐(Cr03) 5g/L 温度 20℃~30℃ 硝酸(HN03) 3mL/L pH值 1.3~1.7 硫酸(H2S04) 0.5mL/L 时间 20s~30s 2.橄榄色钝化 铬酐(Cr03) 5g/L~10g/L 温度 20℃~40℃ ZCD促进剂 5g/L~12g/L 时间 20s~50s pH值 1.2~1.8 |