锌酸盐镀锌​工艺原理

就是用ZnO、NaOH配置溶液，加入适当的镀锌添加剂，在通电状态下，在金属或其他材料表面镀一层金属锌，来增加材料耐蚀性和装饰性。

1、试剂

a、 指示剂:二甲基酚橙1g，硝酸钾99g，充分混合。

b、 缓冲溶液: 500ml蒸馏水溶解100gNaOH，加入98%--100%的冰醋酸240ml，加水到1000ml。

c、 用0.1N的EDTA(37.2g溶于1L蒸馏水)

2、步骤

a、 吸取5ml镀液于250ml锥形瓶

b、 加入缓冲溶液20ml和蒸馏水100ml

c、 加入少量指示剂，摇匀

d、 用0.1N的EDTA溶液滴定至红色变为黄色为终点

3、计算

滴定量(ml)*1.3074=?(锌含量g/L)

1、试剂

a、0.1%甲基橙指示剂(0.1g甲基橙溶于100ml水)或0.5-1g酚酞融入100ml乙醇中(二者选其一)

b、1N的盐酸标准液(88.38ml浓盐酸溶于水配成1L)

2、步骤

a、 吸取5ml镀液于250ml锥形瓶

b、 加入蒸馏水100ml

c、 加入少许甲基橙指示剂，摇匀溶液变为黄色

d、 用1N盐酸标准液滴定至溶液由黄色变为橙红色为终点

3、计算

低定量(ml)*7.89=?(碱含量g/L)

(一) 、低电流区出现黑色或灰色镀层

1、原因分析:主要是由于金属杂质污染造成。

a、 铅离子，劣质的锌阳极→带入铅离子(>15mg/L)→镀液分散能力下降→镀层出光后出现黑色或灰色条纹。

注意事项→锌阳极采用0#(99.995%)或者1#(99.99%)锌。

b、 铁离子，劣质NaOH/工件→带入铁离子(>50mg/L)→出现胶体絮状物→钝化后出现紫蓝色/镀层出现气泡。

注意事项→选用白色片碱/工件进镀槽前彻底清洗/用镍板或镀镍版调节阴阳极面积比例。

c、 铜离子，挂具/洗刷导电铜杠→带入铜离子(>20mg/L)→镀锌层粗糙/光亮度低。

注意事项→挂具尽量喷漆或其他方式包扎起来，防止铜离子污染。

2、解决办法:

a、 锌粉处理:1-2g/L的锌粉在剧烈搅拌下加入镀液中，使之与重金属离子发生置换反应，加完后继续搅拌20min，静置两小时过滤，静置时间不宜过长，否则失去处理意义。

b、 小电流电解处理:0.1-0.2A/dm2的电流进行小电流处理，取镀镍板/或者废件作为阴极(面积宜大些)，处理时间视镀液情况而定，使用后的镀镍板表面黑色镀层必须在酸中退除，才能作为阳极使用。该方法优点:操作简便，不损耗镀液。

(二)、镀层出现粗糙或粗糙发暗的原因及解决办法

1、原因分析:：主要原因是锌减比例失调造成。

a、 氧化锌比例低:氧化锌偏低、NaOH比例偏高→电镀沉积速度慢/允许电流密度上线低→工件表面大量析氢等

b、 氧化锌比例高:氧化锌偏高、NaOH比例偏低→镀层粗糙发暗/工件边缘部位有气泡/沉积速度慢/分散能力和深镀能力降低/电流上不去/镀层结合力差等。

2、解决办法：

保持正常的锌碱比例1:(10--12).同时考虑氧化锌和NaOH的实际含量，即使氧化锌比例偏低，也不宜直接补充氧化锌，可以调节阳极板面积，暂停使用不溶性阳极，溶液中锌含量很快就会上去，当氧化锌含量高了，可以用镀镍板代替锌阳极板，添加NaOH至相应的量。故障很快就能解决。

(三)、镀层钝化膜质量故障(发花、变色、变暗等)

1、原因分析:造成这些现象的原因比较多，主要有以下几点。

a、 基材有麻点，镀后出光等清洗不良的问题。

b、 前处理不良的问题。

c、 镀液的问题。

d、 钝化液比例失调的问题。

e、 钝化膜烘干老化时间不够的问题。

f、 环境问题，空气中水蒸气、酸雾严重使得钝化膜色泽变化和腐蚀等。

2、解决办法:针对上述原因逐条采取措施

a、 针对基材麻点，造成镀后清洗、出光等不良:加强镀后清洗和出光等工序，有必要就增加热水洗，调节出光液PH在1左右。

b、 加强除油除锈前处理工序，保证镀件进渡槽前表面处理干净。

c、 电镀前，对镀液进行锌粉、小电流等处理，并且进行赫尔槽实验、镀液分析等，确保镀前镀液成分在工艺范围之内。

d、 严格控制钝化液成分和钝化工艺参数，例如:钝化液浓度、钝化液PH值、钝化时间、钝化温度、钝化后烘干等。

e、 已在d中说到钝化膜烘干问题。

f、 注意电镀车间环境，镀件出槽处理后保存方面严格控制。

(一)、 铸铁件较难沉积上镀锌层

1、原因分析:主要有一下几个原因

a、 铸铁件碳含量高达2%以上的铁碳合金，材料中只有少量的碳与铁形成固溶体，大多以石墨或者渗碳体的形式存在，降低了氢的析出电位，阻碍锌的沉淀。

b、 铸铁件表面粗糙，含有大量缩孔、气孔和砂眼，孔隙率高。

c、 有些工件表面未经加工，覆盖一层氧化皮。

d、 酸洗过度，造成过腐蚀，则导致析氢更加严重，阻碍锌的沉淀。

2、解决办法:

a、 利用喷砂代替强腐蚀:喷砂可以阻止酸洗液渗入疏松内孔中，可以避免发生过腐蚀。

b、 采用闪镀(5倍-10倍的电流)先镀上一薄层锌，然后再3倍-5倍的电流加厚。

c、 以上两种方法同时使用效果会更好。

(二)、沉积速度慢的原因及解决方法

1、原因分析:主要原因有以下几点

b、 前处理不彻底，工件表面有氧化膜，影响锌离子正常沉积。

c、 零件导电不良，电流在导线上有消耗，分配到工件表面的电流过小。

d、 高碳钢、铸铁等零件表面含碳高，降低了氢的析出电位，使工件表面析氢加速，造成电流效率低。

e、 零件绑扎过密，镀锌时工件局部遭到屏蔽而导致镀层过薄。

f、 镀液温度偏低，电流效率相应降低。

g、 镀液中添加含量偏低，影响了镀液的分散能力。造成零件表面镀层局部明显的过薄。

h、 电流密度偏低影响沉积速度。

2、解决方法:加强前处理;注意电镀挂具的导电和槽内分布;保持镀液成分、温度和电流密度处于规范和标准范围内等。

(三)、锌酸盐镀锌液中锌浓度快速下降的原因及处理办法

1、原因分析:

a、 NaOH含量不足，造成锌酸盐水解作用加强，ZnOH沉淀。

b、 阳极钝化与阳极电流效率过低。

2、解决办法:

a、 向镀液中加入NaOH，增加的工艺范围之内。

b、 清理阳极并增大阳极面积。

(四)、镀液中锌含量快速累积和阳极钝化的原因及解决方法

1、原因分析:这种故障产生的原因主要是阳极的问题。

a、 镀液中NaOH含量偏高，锌阳极化学溶解速度加快，造成镀液中锌离子增加很多，因为锌酸盐镀锌的阴极电流效率是比较低的，锌的实际消耗量少于锌阳极的溶解。

b、 锌阳极的这种自然溶解而破坏了镀液中NaOH和Zn的正常比例。

c、 引起阳极钝化的原因是:镀液中NaOH浓度过低、阳极面积过小。阳极:阴极=应不小于1.5:1，否则容易阳极钝化。

d、 有些情况，锌阳极表面出现了阳极钝化现象，虽然锌阳极钝化能增加阴极极化，提高分散能力，但是锌阳极的钝化影响了锌离子的溶解，使得镀液中的锌离子得不到补充，影响锌的沉积速度。

2、解决办法:

a、 分析镀液成分，调整镀液中NaOH的浓度正常;

b、 控制锌阳极和不溶性镍阳极的比例;

c、 停镀时将锌阳极从渡槽中取出，防止镀液中锌离子浓度增加。

(五)、锌酸盐滚镀锌，滚筒突然爆炸原因

1、原因分析:可能原因有如下几点

a、 阴极大量析氢，锌酸盐镀锌的阴极电流效率比较低，一般在70%--80%，电镀过程中产生许多氢气，而这些氢气又不能及时通过滚筒眼子排出，所以电镀一段时间后，滚筒内部产生了大量的氢气聚集。

b、 如果滚筒不是全浸式的，滚筒内部有空气存在。

c、 若果阳极面积小，阳极电流密度大，是阳极发生钝态，产生大量氧气。

d、 氧气、空气、氢气的混合，达到一定体积比例(爆炸极限)，是滚筒有具备了爆炸的一个必要条件。

e、 锌酸盐镀锌液的电阻比较大，滚镀时间一长，镀液温度就会升高，当温度达到摄氏40度以上时，温度高，滚镀中摩擦易产生火花，火花是引起爆炸的必要条件。

f、 若果上述两个条件具备，则会产生爆炸。

2、处理方法:

a、 采用全浸式的滚筒电镀。

b、 若采用半浸式滚筒电镀，每30min停止电镀一会，让滚筒内部聚集的气体散发出去，然后继续电镀。

(一)、 镀层呈海绵状

1、原因分析:当锌酸盐镀锌液中的添加剂含量不足时，镀层有可能出现结晶粗糙。

2、解决办法:一般根据生产过程中镀层的质量，补加适量的添加剂;添加剂不宜过量加入，否则会出现镀层发花、钝化膜发雾、镀层起泡、镀层脆性增大、镀层易变色、结合力降低等故障。

(二)、镀层结合力差的原因及解决方法

1、原因分析:镀层结合力差的原因有很多种，可能是一种原因引起，也可能是多种原因共同引起。

a.工件除油不彻底:有人认为锌酸盐镀液是碱性的，必定有除油能力，前处理可以马虎一点，镀液虽然是碱性的，但是当有油污的工件进入镀槽后，在其与碱性物质起作用之前，锌离子即抢先放电析出，锌层沉积在薄层油膜上，结合力降低。

b.镀液表面浮游油污:工件入槽后，被镀液表面的油污和光亮剂分解产物组成的污物所包围，从而引起镀层脱皮。

c.添加剂添加过量:一般情况下锌酸盐镀锌层的光亮度稍逊于氯化钾镀锌，有时为了获得更好的光亮镀层，靠多加光亮剂来弥补，结果镀层不但达不到预想的光亮度，而造成镀层的结合力受到严重影响。

d.工件镀前在渡槽中停留时间过长:工件在渡槽中易产生表面钝化，从而影响到镀层的结合力。

e.镀层过厚:对于镀锌来讲，镀层过厚，镀层的内应力和脆性增大，工件的边缘部位的镀层出现起泡，脱皮。所以一般镀层的厚度宜控制在20um以内。

2、解决方法:这对上述原因，对于镀层结合力的故障就可以采取相应的措施，例如:

a、 控制镀液中添加剂、光亮剂的含量。

b、 控制工件在渡槽中不能停留时间过久。

c、 加强零件前处理，保持干净的零件表面。

d、 注意镀液表面的洁净等。

(三)、锌酸盐镀锌层起泡的原因分析和处理

1、原因分析:主要有以下几个过程的处理不当造成镀锌层起泡。

A、 基材及前处理方面:

a、 基材是否有麻点、挂伤等状况

b、 除油是否彻底，表面有无油污

c、 表面是都有氧化皮

d、 酸洗是否过度，造成过腐蚀等几个方面。

B、 电镀过程中引起的镀层起泡的可能因素:

a、 挂具的浸塑层破损，造成挂具吃电流多，电流效率低，析氢造成镀件表面有很多小气泡

b、 镀液中添加剂、光亮剂添加过量，镀层内应力增加，导致起泡

c、 镀层中铅、铜等杂质夹杂过多，造成镀层与基材结合不良而起泡

d、 温度太低，电流密度太大，导致镀层中夹杂有机杂质引起镀层起泡。

C、 镀后钝化工序影响:

a、 镀后出光、钝化操作不当。

b、 出光、钝化清洗不彻底，出光液、钝化液残留在镀层内，烘干老化也会引起镀层起泡。

2、解决方法及采取措施:

a、 生产厂首先把好原料关，选用性能优良的锌酸盐镀锌原料和添加剂，并且在添加剂加入渡槽前先进性赫尔槽实验。

b、 加强镀锌槽液的维护，严格控制添加剂及光亮剂的补充量，以 "少加勤加"为原则，或者根据赫尔槽实验判断补加量。

c、 将掉入槽内的零件及时捞出，铜挂钩一律不能浸没在镀液中。

d、 检查锌阳极的纯度，采用0#、1#锌，不用2#锌。

e、 严格按锌酸盐电镀锌工艺规程，控制电流密度和温度，冬季适当加温至摄氏15度以上，并尽可能的减少添加剂及光亮剂的用量，

f、 严格控制零件镀锌层的厚度，尤其是零件边角的厚度太厚，特别容易发生镀层起泡。

g、 定期对镀液中的有机杂质和重金属进行大处理。(双氧水、锌粉、小电流)

h、 加强后续处理，加强水洗，经常换清洗水。

i、 严格控制烘干温度，避免因镀锌层与基材因热胀冷缩差异大而起泡。

j、注意周围环境的影响。

k、设备方面的也应该经常检修设备，避免带来没必要的影响。

(四)、镀层有条纹和气流装

1、原因分析:

c、 阴极电流效率低，造成阴极大量析氢，镀件表面有条纹或气流装。

b、 镀液温度低，阴极电流效率低。

2、解决办法:

a、 合理设定电流密度，参考值:20度以下:0.8A/dm2;

20度以上:1.5A/dm2;

30度左右:1.5-2A/dm2.

b、 控制镀液温度在15度以上。

c、 适量加入表面活性剂，加速氢气析出。

为提高钢管的耐腐蚀性能，对一般钢管进行镀锌。镀锌钢管分热镀锌和电镀锌两种，热镀锌镀锌层厚，电镀锌成本低，表面不是很光滑。吹氧焊管:用作炼钢吹氧用管，一般用小口径的焊接钢管，规格由3/8-2寸八种。用08、10、15、20或者195-Q235的钢带制作成的，为了防腐蚀，有得进行渗铝处理。

镀锌钢管的重量系数

公称壁厚mm:2.0 2.5 2.8 3.2 3.5 3.8 4.0 4.5

系数c:1.064 1.051 1.045 1.040 1.036 1.034 1.032 1.028

注钢材力学性能是保证钢材最终使用性能(机械性能)的重要指标，它取决于钢的化学成分和热处理制度。在钢管标准中，根据不同的使用要求，规定了拉伸性能(抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率)以及硬度、韧性指标，还有用户要求的高、低温性能等。钢的牌号:Q215A;Q215B;Q235A;Q235B

A、氧化锌(纯度大于98%);B、氢氧化钠;C、DE和DPE添加剂;D、光亮剂;E、水

3.维护管理技术:

A、严格控制锌、碱浓度和比值;B、主添加剂和光亮剂都只能靠经验补加;C、注意温度和电流密度的相互关系;D、极间距离及电极排布;E、杂质的危害及清除;F、可能产生的故障及纠正方法 。

(1)不用剧毒的氰化物，废水易处理;

(2)镀层结晶细密、光泽好、分散能力和深镀能力接近氰化镀液，适合复杂形状的零件电镀;

(3)镀液稳定、操作方便;

(4)对设备无腐蚀性;

(5)综合经济效益好。这种镀液亦存在沉积速度慢，允许温度范围窄(高于400C不好)，厚度超过15um时有脆性，铸锻件较难电镀以及工作时会产生刺激性气体逸出，必须要安装通风装置等缺点。