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锌镍合金电镀工艺控制要点

发布时间:2023-02-28 11:03:23 作者:行业大咖秀 点击:1423

随着科学技术和现代工业的飞跃发展,锌镀层已不能满足人们对高耐蚀性的要求,电镀锌基合金的应用正越来越广泛。在锌基合金中,锌镍合金(通常含质量分数10%~15%的Ni)的耐蚀性很高(是锌镀层的3~6倍)[1],其硬度为200~250HV,比碱性锌酸盐镀锌层的硬度(90~120HV)高,而且具有低氢脆性以及良好的焊接性和可机械加工性。另外,其熔点也较高,耐高温性很好。因此锌镍合金是一种优良的防护装饰性镀层,适合在恶劣的工业大气和严酷的海洋环境中使用[2-3],也被广泛应用于汽车零部件,特别适用于在高强钢、弹簧钢上电镀[4],又可作为代镉镀层用于军品。含镍量在10%~15%(质量分数,下同)的锌镍合金镀层为单相的γ结构,而且电极电位比Zn正,其腐蚀电动势小,故腐蚀速度慢。当合金镀层发生腐蚀后,表面生成的腐蚀产物(主要是ZnCl2·4Zn(OH)2)具有良好的绝缘性,对镀层的进一步腐蚀起阻滞作用,锌镍合金镀层的高耐蚀性及绝缘性只与腐蚀产物有关[5]。研究证明:当镍含量在10%~15%时,锌镍合金镀层的耐蚀性能Z佳[6],故现代的Zn–Ni合金镀层的含镍量为10%~15%。

1·Zn–Ni合金电镀工艺

Zn–Ni合金电镀的工艺流程为:化学除油─二级逆流水洗─脱脂酸洗─三级逆流水洗─阳极电解除油─二级逆流水洗─活化─三级逆流水洗─浸碱─电镀Zn–Ni合金─四级逆流水洗─浸纯水─钝化─纯水洗2道─热纯水洗─压缩空气吹干─烘干。

1.1前处理的注意事项

为确保合金镀层获得理想的结合力和外观,工件表面应“四无”,即无油、无锈、无挂灰、无氧化膜。前三“无”电镀人均知道,而Z后一“无”常常被忽视。

氧化膜是在工件基体表面形成的一层结构不严密的氧化物或吸附物(统称为氧化膜),这种不严密的物质若在电镀中不能被迅速溶解或清除,而被夹杂在镀层中时,镀层的结合力就会大大下降,且镀层外观易出现发花、发雾、针孔、粗糙等缺陷,带有氧化膜的工件的表面状态被称为“钝态”或“非活态”。这种状态会妨碍合金镀层在基体表面晶格上的自然延伸,造成各种各样的电镀缺陷。形成金属表面氧化膜(钝态)的原因很多,例如钢铁工件进入Zn–Ni合金镀槽前必须经过酸洗活化,若酸洗活化后在空气中暴露时间较长,镀件表面会迅速形成一层氧化膜,有时甚至有浮锈产生,且酸洗活化中酸的浓度越高,钢铁件在空气中越易氧化,因此在酸洗和活化中适量加入添加剂以避免或减少氧化膜的形成,是非常必要的。此类添加剂主要由缓蚀剂、表面活性剂及对铁基体有活化作用的有机物组成。

由于碱性Zn–Ni合金对前处理要求严格,认真及时地完善前处理工艺是十分必要的,这也是保证产品质量极为重要的措施。另外,返工件必须在线外酸洗槽中退除完合金镀层后才能进入本工艺流程,线上不允许返工件直接生产。另外要注意,挂具走完一个流程后也必须在另外的酸洗液中完全退除了Zn–Ni合金镀层才能上线使用。若Zn–Ni合金镀层没有每次退尽,轻则影响工件的走位,重则有严重的挂具印、阴阳面等。

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