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引进型碱性锌镍合金电镀T.艺维护
引进型碱性锌镍合金电镀工艺维护
赵洪凯
(吉林汽车制动四厂,吉林长春130012
摘要]为了提高汽车锌镍合金镀件的的防腐蚀性能,根据引进德国エ艺实际生产中的状,总结了影响镀
层质量及镀液稳定性的工艺因素及钝化等后处理的合适条件,提出了其故障的解决方法和预防措施。
关键词]锌镍合金电镀层;耐蚀性;镀液稳定性;工艺参数;钝化条件
の[中图分类号]TQ153.2[文献标识码]B[文章编号]1001-1560(2013)07-0064-02
0前言
增加,镍离子含量低于12%或更低,钝化膜为淡黄色
锌镍合金镀层镍含量在8%~15%时具有较高的或无色,且淡黄色钝化膜容易擦掉。因此,生产中必
蚀性,可进行彩色、绿色、黑色以及透明色純化等后严格控制镀液的温度,应采用自动裝置进行控制,
S处理,其后的耐蚀性远超过镀锌层,为纯锌的4~8
以确保镀液稳定。
倍。镀层耐蚀性主要与镍含量有关,而要获得足够的12电流密度
S線含量,工艺参数的控制至关重要。
阴极电流密度为1.5~2.5Admn2内,采用上限
目前,汽车的许多配件均为锌镍合金件,按一汽-电流密度所得镀层彩色钝化效果不佳,会出现蓝色或
大众公司TL244标准要求,镀层镍含量在12%
蓝黄色等异色,透明钝化有时出现淡黄色或褐色,且
15%时其防腐蚀性能最强。为此,引进了徳国实乐达亮度不均,反差极大。对采用下限电流密度所得镀层
さ公司碱性锌镍合金工艺:.0-8.0g/L锌,0.5~1.5黑色钝化时,有时钝化膜有异色斑点,亮度不够,颜色
g/L镍,100~140gL游离氢氧化钠,35~50mL/L不均匀,有时膜层粗糙发暗,这是合金中镍含量偏低
ZN51,65~85mL/LZNS2,33~10mL/LZN5,0.5
所致。因此,彩色和透明钝化时宜采用中下限电流密
22.0mL/LZN54,0.5~1.5mL/LZN6,温度33~37度;黑色钝化宜采用中上限电流密度。
?℃;阴极电流密度1.5-2.5Mdm2。本工作将该工1.3、使液士要成分
艺的影响因素总结如下,以供参考。
锌离子、镍离子和游离氢氧化钠浓度配置得当与
1影响镀层性能的因素
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
1.1温度
高,则镀层中的锌含量比例大,钝化后出现无色或易
碱性锌镍合金镀液对温度的要求很严,其对锌镍于脱落的淡黄色;且浓度高会降低镀件光亮区的分散
合金在镀层中的分布影响极大。将温度保持为33~能力,浓度低则合金中镍离子含量大,钝化膜呈无色
37℃内,镀液稳定,镀层镍含量为12%~15%。如果或蓝黄色。镍离子浓度高,合金镀层中的镍含量也
镀液温度高于37℃,镍离子共沉积速度急剧加快,合高,若镀层中的镍含量大于16%,特别在高电流密度
金镀层中镍离子含量大于15%甚至更大,镀层呈亮区会导致钝化不良,应该通过提高锌离子浓度来进行
银白色,彩虹色钝化后钝化膜无色或呈蓝黄色;在黑调整;镍离子含量低,镀层的镍含量低,当镍含量小于
色钝化后会出现黑彩虹色钝化膜。如果温度低于3312%时低电流密度区在进行黄色钝化时会得到暗褐
℃,锌离子共沉积速度加快,合金镀层中锌离子含量色钝化膜。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
[收稿日期]2013-01-29
化钠浓度应保持在规定范围内,浓度低会造成光亮区
通信作者]赵洪凯,电话:108911053,E-muil:393939169分散能力不佳,低电流密度区的钝化膜发暗。
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试镀生产时出现镀层光亮性较差、彩色钝化膜颜
引进型碱性锌镍合金电镀T、艺维扩扣
的温度。镀液中镍离子浓度高,则镀层中镍含量大,
≤1800
不易钝化或钝化膜无色,且镍含量大于15%时,其抗
1500
蚀性能反而会降低。pH值高于2.1时,钝化膜颜色
900
为蓝色或蓝黄色,pH值低于1.7时钝化膜颜色发暗
こ600
且容易擦去;温度低则钝化膜无色或呈蓝色
300
锌镍合金镀层彩色钝化前后的耐蚀性见表1。
w(镀层含镍)/%
由表1可见,适当的彩色钝化可显著提高锌镍合金镀
图1镀层镍含量与其耐蚀性的关系
层的耐蚀性。
色淡黄、近透明的问题,此时锌、镍离子含量均在规定
表1锌镍合金(含镍13%)镀层彩色钝化前后的
耐蚀性(中性盐雾试验)
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
镀层(厚5um
未钝化
彩色饨化
差太大,最后将其比例控制在(6~10):1内,最终得到
(出白锈)/h
672
的镀层合金比例分配正常,镀层质量也达到要求。
r(出红锈)/h
1330
>2300
生产时各种主要成分不能直接加人镀槽,以防止
涨·
影响碱性锌镍合金黑色钝化后性能镀液的因素
破坏镀液中的各项比例关系。锌先在溶锌槽中溶解
主要有3个:镍离子浓度、钝化液的pH值及钝化前的
分析合格后用过滤机输送入镀槽,其他成分的补加及
酸侵蚀。控制镀液中的镍含量在13%~15%钝化,可
调整也需经分析后经溶锌槽过到镀槽中。这样才
获得附着力良好、颜色均匀的黑亮色钝化膜;钝化液
能确保溶液的稳定性。
的pH值高于1.0时,钝化膜颜色为亮彩虹色,低于
1.4钝化及后处理
0.8时钝化膜颜色呈暗彩虹色。黑色钝化前活化不
锌镍合金镀层钝化膜在干燥收缔时,裂纹不易到良,钝化膜将出现不均匀的斑点。
批料
达镀层表面,可延缓腐蚀的进程,提高其抗蚀性能。
由上可知,只有将各种参数控制在规定的工艺范
影响碱性锌镍合金彩色钝化后性能的因素主要围内,才能满足钝化膜的质量及防护要求。
有3个:镀液中的镍离子浓度,钝化液pH值,钝化液
[编校;魏兆军]
(上接第48页
24]李锋,吕家舜,贾丽娣.影响热浸镀锌钢板锌花形成
[17] Gao H Y, Tan J J. Effect of rare earth metals on micro-
的因素[].材料保护,2006,39(7):1~3.
structure and corrosion resistance of Zn-0.18 Al coatings[25]梁锦荣,李协成?三价铬铁化在生产中的应用[J].电
J]. Materials Science and Technology, 2011, 27(1)
镀与精饰,2009,31(12):30~32
26]袁诗璞.镀锌钝化概述[J].电镀与精饰,2010,29
[18]胡成杰,储双杰,王俊,稀土Ia对热镀锌层耐蚀性
2):9~13.
能的影响[J].腐蚀与防护,2011,32(7):517~520
]钟彬,徐小连,陈义庆,等.镀锌板新型环保钝化层
[19]卢锦堂,夏才俊,王新华.锌浴中合金元素对热镀锌层
的结构与耐腐蚀性[J].腐蚀与防护,2010,31(2)
上锌花的影响[J].材料保护,2007,40(6):45~47
139~141
20] Singh A K,JhaC, Ch