锌镍合金镀层镍含量在8%~15%时具有较高的耐蚀性,可进行彩色、绿色、黑色以及透明色钝化等后处理,其后的耐蚀性远超过镀锌层,为纯锌的4~8倍。镀层耐蚀性主要与镍含量有关,而要获得足够的镍含量,工艺参数的控制至关重要。 目前,汽车的许多配件均为锌镍合金件,按-汽-大众公司TL244标准要求，镀层镍含量在12%一15 %时其防腐蚀性能最强。 为此，引进了德国实乐达公司碱性锌镍合金工艺:5.0~8.0 g/L锌,0.5~1.5g/L镍,100~ 140 g/L游离氢氧化钠,35 ~50 mL/L,ZN51 ,65~85 mL/L ZN52,33 ~ 10 mL/L ZN5,0.5 ~2.0 mL/L ZN54,0.5~1.5 mL/L ZNS6,温度33 ~37℃;阴极电流密度1.5 -2.5 A/dm2。将该工艺的影响镀层性能的因素总结如下，以供参考。 1 温 度 碱性锌镍合金镀液对温度的要求很严，其对锌镍合金在镀层中的分布影响极大。 将温度保持为33~37℃内,镀液稳定,镀层镍含量为12%~15%。如果镀液温度高于37 ℃，镍离子共沉积速度急剧加快,合金镀层中镍离子含量大于15%甚至更大，镀层呈亮银白色，彩虹色钝化后钝化膜无色或呈蓝黄色;在黑色钝化后会出现黑彩虹色钝化膜。 如果温度低于33℃ ,锌离子共沉积速度加快，合金镀层中锌离子含量增加，镍离子含量低于12%或更低,钝化膜为淡黄色或无色，且淡黄色钝化膜容易擦掉。 因此，生产中必须严格控制镀液的温度，应采用自动装置进行控制，以确保镀液稳定。 2 电流密度 阴极电流密度为1.5 ~2.5 A/dm2 内,采用上限电流密度所得镀层彩色钝化效果不佳,会出现蓝色或蓝黄色等异色，透明钝化有时出现淡黄色或褐色，且亮度不均,反差极大。 对采用下限电流密度所得镀层黑色钝化时,有时钝化膜有异色斑点，亮度不够,颜色不均匀,有时膜层粗糙发暗,这是合金中镍含量偏低所致。 因此，彩色和透明钝化时宜采用中下限电流密度;黑色钝化宜采用中上限电流密度。 3 镀液主要成分 锌离子、镍离子和游离氢氧化钠浓度配置得当与否,将影响镀液的稳定性、分散能力与深镀能力镀层中锌镍含量比例及镀层钝化后的颜色。 锌离子浓度高,则镀层中的锌含量比例大，钝化后出现无色或易于脱落的淡黄色;且浓度高会降低镀件光亮区的分散能力,浓度低则合金中镍离子含量大，钝化膜呈无色或蓝黄色。 镍离子浓度高，合金镀层中的镍含量也高,若镀层中的镍含量大于16%,特别在高电流密度区会导致钝化不良,应该通过提高锌离子浓度来进行调整;镍离子含量低,镀层的镍含量低,当镍含量小于12%时低电流密度区在进行黄色钝化时会得到暗褐色钝化膜。镀层含镍量与其耐蚀性的关系见图1。
由图1可见，镀层镍含量为13 %时耐蚀性最佳。氢氧化钠浓度应保持在规定范围内,浓度低会造成光亮区分散能力不佳,低电流密度区的钝化膜发暗。 试镀生产时出现镀层光亮性较差、彩色钝化膜颜色淡黄、近透明的问题，此时锌镍离子含量均在规定范围内,增加电流密度电镀效果仍然一样,分析发现，锌离子浓度为上限，镍离子含量处于下限，两者比例相差太大，最后将其比例控制在(6~10)：1内,最终得到的镀层合金比例分配正常,镀层质量也达到要求。 生产时各种主要成分不能直接加入镀槽,以防止破坏镀液中的各项比例关系。锌先在溶锌槽中溶解，分析合格后用过滤机输送人镀槽,其他成分的补加及调整也需经分析后经溶锌槽过滤到镀槽中。这样才能确保溶液的稳定性。 4 钝化及后处理 锌镍合金镀层钝化膜在干燥收缩时,裂纹不易到达镀层表面,可延缓腐蚀的进程，提高其抗蚀性能。 影响碱性锌镍合金彩色钝化后性能的因素主要有3个:镀液中的镍离子浓度,钝化液pH值,钝化液的温度。 镀液中镍离子浓度高，则镀层中镍含量大，不易钝化或钝化膜无色，且镍含量大于15%时,其抗蚀性能反而会降低。 pH值高于2.1时,钝化膜颜色为蓝色或蓝黄色,pH值低于1.7时钝化膜颜色发暗且容易擦去;温度低则钝化膜无色或呈蓝色。锌镍合金镀层彩色钝化前后的耐蚀性见表1。
由表1可见,适当的彩色钝化可显著提高锌镍合金镀层的耐蚀性。 影响碱性锌镍合金黑色钝化后性能镀液的因素主要有3个:镍离子浓度钝化液的pH值及钝化前的酸侵蚀。 控制镀液中的镍含量在13% ~ 15%钝化,可获得附着力良好、颜色均匀的黑亮色钝化膜;钝化液的pH值高于1.0时,钝化膜颜色为亮彩虹色，低于0.8时钝化膜颜色呈暗彩虹色。黑色钝化前活化不良,钝化膜将出现不均匀的斑点。 由上可知,只有将各种参数控制在规定的工艺范围内,才能满足钝化膜的质量及防护要求。 |
