２、电镀新工艺介绍 2.1合金电镀 合金电镀一直是电镀新工艺开发的重要领域。以往为取代昂贵的镀镍而开发的铜锡合金，就曾经是一种新工艺。现在的代镍和节镍镀层，也都是各种合金。因为合金可以综合单一金属的优点，并具有单一金属所不具备的新的特性，比如硬度、耐腐蚀性、功能性等。现在已经认识到，电镀作为一种湿法冶金技术，能生产出用电、热方法做不到的新合金。包括在制作非晶态材料和纳米材料方面，电镀技术都是有优势的。 合金电镀的原理在传统的理论中是要求两种共沉积的金属的电极电位要接近，如果一个的电位较正，另一个的电位较负，就要采用络合剂将正电位的金属的离子络合，使之放电电位向负的方向移动，与另一金属的电位相近，达到共沉积的目的。这在现在也仍然对合金新工艺的开发有指导意义。 但是现在越来越多的合金中的另一种成分的量非常小，就是这种少量的金属分散在另一金属中，却改变了金属的性能。用传统冶金学的观点是这些掺入的金属是占据在主体金属的某些晶格位上，从而改变了金属的物理性能。但实际上，用火法冶金很难把微量金属分散到另一金属中去，而采用电镀的方法则比较容易做到。不过电镀方法得到的合金的结构是否符合冶金学的原理，则是值得探讨的课题。 现在已经得到应用的新合金工艺有锌系列，镍系列，铜系列，锡系列，银系列等。 锌作为钢铁的优良廉价的防护性镀层被广泛地采用,但是自从日本汽车打进欧洲和北美市场,汽车的耐盐防护性就提到了议事日程。[1]在开展高耐蚀性镀层的研究中，锌合金的研究引人注目。最先出现的是锡锌合金，这种合金的含锌量在３０％左右时耐盐水喷雾时间最长，出现红锈的时间可达１５００个小时以上。 最开始进入实用化的工艺是７０年代末的有机羧酸的中性镀液，后来有柠檬酸镀液，现在我公司已经开发出硫酸盐光亮镀锡锌工艺。在锡锌工艺之后出现的是锌镍工艺。这种工艺由于含镍量在５-10%，成本比锡锌要低，因此很快得到普及。最先出现的是用于钢板连续电镀的硫酸盐工艺，这大约在1982年前后。以后开发出氯化铵型工艺，现在比较成熟的是碱性锌酸盐工艺。这种工艺的特点是抗腐蚀性能特别好，不经钝化的镀层耐盐雾到出现红锈的时间在150小时以上。在高温下也仍能维持其优良的防护性能。因此在汽车等行业有较多应用。 在锌镍开发之后两年，锌铁工艺就进入了实用化。锌铁与前面的工艺不同的是铁的含量很小，只在0.2到0.6左右。虽然以前有用于钢板电镀的锌铁合金，其含铁量在１０－２０％，但现在进入实用的还是这种低铁含量的镀层。比较成熟的有锌酸盐工艺。其耐蚀性也很好，但一定要经过钝化才能有高的耐蚀性，当含铁量在0.4左右时，出现红锈的盐水喷雾时间可达１５００小时以上。现在，我公司已经开发出氯化钠型锌铁新工艺，并有黄色、彩色等高耐蚀性的钝化产品。 在欧洲还有用锌钴合金工艺的，这种工艺与锌铁一样，可以不用银盐做出黑色钝化膜。含钴量也仅在1%左右。 镍一直是电镀加工工业中的重要镀种，由于镍资源的紧张和价格昂贵，开发镍合金电镀是节镍的一种选择。同时，有些镍合金的功能性能也是市场所需要的，因此，镍基合金的应用也很广泛 现在引起各方面关注的是各种复合电镀技术。复合电镀是指在单金属电镀或合金电镀溶液中分散一些功能性微粒，使之在电镀过程中与金属或合金共沉积，从而使被镀表面得到某些特定的性能。 大家经常见到的沙面镀镍工艺，有一种就是采用了分散微粒的办法。早期的复合电镀的载体大多数是采用的镀镍工艺，现在已经发展到采用镀锌工艺为载体，进一步发展到以化学镀为载体。用来做分散体的微粒有香料、磨料如金刚砂、SiC、Al2O3等，也有颜料、石墨、二硫化钼等。由这些微粒的性能可以得知分散有它们的镀层具有什么样的功能。还有很多新工艺，都可以包括在功能性电镀的范围。可以预料，今后的电镀新工艺的开发方向将主要是应用于电子行业或有特殊要求的行业的功能性电镀技术。 |
