新型锌酸盐镀锌工艺的研究

李红

摘要：讲解了一种含碳沉积的新型碱性非氰镀锌，研究其特殊的晶体结构，防腐能力，对基体的特殊适应能力

关键词：镀锌，碱性非氰镀锌，碳沉积，铸铁，镀锌光亮剂

1前言

目前，最常用的镀锌为氰化镀锌、酸性镀锌和碱性锌酸盐镀锌。鉴于氰化物的毒性以及环保要求的日趋严格，氰化镀锌已逐渐被列入淘汰之列。而酸性镀锌和碱性镀锌各有优劣。

酸性镀锌的优点有：镀锌效率高，光亮度高，无刺激气味，也可用于铸铁件、高碳钢。但其也有均镀能力差、深镀能力差、镀层不易钝化、镀层脆性高等缺点。故一般不宜用于对功能性要求较高或外形较复杂的工件。

碱性锌酸盐镀锌则具有良好的深镀能力和均镀能力，在复杂工件的深凹孔洞处或粗糙的铁材上有较佳的覆盖力，同时设备本身也不易腐蚀，设备使用寿命相对延长。目前在世界镀锌范围内碱性锌酸盐镀锌所占的份额已经达到40%，且仍在上升。碱性锌酸盐镀锌也有电镀效率低，沉积速度慢，易出现渗氢现象等缺点，不适合镀高碳钢或铸铁材料。

本文研究的新型碱性锌酸盐镀锌体系综合了酸锌和碱性镀锌的优点，既拥有良好的均镀和深镀能力，又可用于铸铁和高碳钢。

2原理说明

以聚季铵盐作为柔软剂的主剂，在其中加入一种特殊有机碳成分（下文以“有机C”表示），不添加BPC类和茴香醛类光亮剂成分。以此添加剂镀出的镀锌沉积层中含有0.8-1.0%的有机C，有机C沉积直接影响了锌沉积的晶粒定向，形成了锌的不定向晶体沉积。定向晶体随着有机物，杂质等等在内部压力而紧密地挤压下，晶体会向上下推移以排除压力，使得大部分的晶体重新排列。不定向晶体沉积而言相对定向晶体沉积要稳定的多，因此大大地降低了随后因晶体结构变化而引起的脆裂的可能性。

铸铁是含碳量较高的铁碳合金，铸铁材料中的碳只有少量与铁形成固溶体，大多以石墨或渗碳体的形式存在，由于石墨会降低氢的析出电位，从而阻碍了锌的沉积。同时铸铁表面粗糙，含有大量气孔、砂眼，孔隙率高，这又增加了锌沉积的困难。在前处理工序前增加喷砂处理是有效降低表面粗糙度的方法。因为酸锌可以镀铸铁而碱锌则功能性更好，有人尝试先镀一层酸锌作底，再镀上碱锌，但此不仅工艺复杂化了，而且两种镀锌层间的结合力也是个问题。本添加剂中所含的特殊有机C可以有效地提高氢的析出电压，这就可以使锌更易沉积，使能直接镀于铸铁表面上。

3实验与讨论

3.1电镀液配比及参数：

（表1）

表1可见本工艺镀锌可以在铸铁件上正常电镀锌，而且镀层结合力优异。

3.3?用相同的工件分别用本工艺镀锌、酸性镀锌、普通锌酸盐镀锌这三种不同系统做电镀，再在相同条件下用三价铬彩色钝化液（PlaTecmate25）做钝化处理，将这三类产品分别做中性盐雾试验。

4结论

有机C锌酸盐镀锌是针对解决目前镀锌的问题而发展出来的新型锌酸盐添加剂，其锌沉积层中含有0.8-1.0%的有机碳并且有特殊的非定向晶体结构。此种新型镀锌工艺可以直接镀在例如汽车刹车件的铸铁工件上，并有更优秀的均镀、深镀能力及更好防腐能力。