锌镍合金电镀在国内的发展

日期: 2024-06-01 20:05:54|浏览: 64|编号: 71005

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锌镍合金电镀在国内的发展

1、锌镍合金电镀简介

锌镍合金电镀是一种新兴的电镀技术,镀层不再是简单的锌层,而是通过电镀技术镀在钢铁表面的锌镍合金层。

锌镍合金是钢铁件电镀时用作可溶性合金阳极的锌合金。电镀用锌镍合金一般冶炼成Zn-2%Ni合金,用Zn-2%Ni合金配制镍含量为0.04%~0.09%的镀锌液。与传统镀锌相比,锌镍合金可以有效解决钢铁件活性镀层过厚的问题,降低成本,提高镀层的耐腐蚀性能。

锌镍合金电镀的内在质量控制主要是控制镀液中锌、镍浓度的配比,使镀层中镍含量达到一定的水平。要做到这一点,关键是控制锌、镍阳极面积的比例和控制电流的大小(掌握锌、镍浓度需有分析手段)。外观质量主要由镀锌光亮剂的选择决定。

2、锌镍合金电镀的发展前景:

锌合金有锌钴、锌铁、锌镍等,其中以锌镍镀层耐蚀性最高,主要指含锌90%~95%、含镍50%~10%的合金。该类合金多年来已在世界许多领域得到应用。例如,锌镍合金薄板在汽车工业、计算机工业中提供了优良的生产毛坯,大大提高了耐蚀性。镀有锌镍合金的汽车零部件,如燃油管、制动器、传动部件等,在欧美一些国家已在设计图样中标准化,日本的应用更为广泛。

3.中国锌镍合金电镀的发展

(1)1992年3月广州二轻研究所袁国伟提出在酸性氯化物镀液中镀制光亮平整的锌镍合金镀层,经蓝色钝化处理后,具有良好的外观和耐蚀性。

(2)1992年9月湖南教育学院韩定国提出氯酸锌镍合金经彩虹钝化后,经过4个循环盐雾试验颜色不再变化。

3)1992年6月北京航空航天大学朱立群、罗党羽等研究了涂覆有机漆膜的锌镍合金镀层在5%氯化钠溶液及盐酸雾条件下的耐蚀性,其中含镍量为10%~15%的锌镍合金镀层耐蚀性最好。

⑷1993年广东华东工艺电镀厂陆安民介绍两种不同的锌镍合金电解液,可获得镍含量≤8%的镍锌合金镀层,经后处理可得到蓝白色、彩色、黑色转化膜,具有优良的耐蚀性能。

⑸1997年9月,杜汉义、李毅(华南理工大学)研究了碱性电镀光亮锌镍合金,合成了TD添加剂,获得了含镍12%~13%、耐腐蚀性能极好的锌镍合金镀层。

⑹1997年6月何炜提出氯化物镀液锌镍合金电镀配方,并于1998年探讨了锌镍合金由异常共沉积向正常共沉积的过渡。

⑺哈尔滨工业大学涂振米等成功研究了低氢脆锌镍合金电镀工艺,研制出氯化物镀液用添加剂721-3和碱性镀液用添加剂ZQl。

⑻徐强玲等(上海轻工业高等专科学校)研制成功连续半光亮锌镍合金镀液添加剂NZ-A。

⑼1996年,陆金堂(华南理工大学)等人研究了以氨水为络合剂,以二甲胺和乙二胺为添加剂的碱性锌镍合金电镀工艺。

⑽1989年张顺清(国营9624厂)介绍,在柠檬酸盐体系中使用791光亮剂与聚醚多元醇作添加剂,获得了结晶、细密、光亮的锌镍合金镀层。

⑾1993年广州金典工艺品制造有限公司陆安民对微酸性和碱性锌镍合金电镀及转化膜进行试验,开发出耐蚀性比锌大5倍、比镉大3倍的锌镍合金镀层,钝化膜为鲜艳多彩、军绿色、黑色D93。

⑿1993年蔡家乐、周绍民提出了XZN-2组合添加剂对锌、镍异常共沉积的影响,以及化学成分、相组成、晶体结构之间的关系。

⒀1994年熊刚、邹群等(武汉材料保护研究所)在碱性锌镍合金镀液中采用NZ-918系列添加剂,在Dk0.5~6A/dm2时,获得了外观光亮、镍含量为8%~10%的锌镍合金。

⒁1994年,鲁延平、任玉玲等(北京科技大学)优化了锌镍(8%~10%Ni)合金镀层的钝化配方,钝化膜稳定性好,耐蚀性比未钝化膜提高一倍以上。

⒂1988年江苏扬州电镀厂夏振华在高浓度氯化镍和硫酸锌的醋酸型锌镍合金镀液中,镀出了光亮细腻的镀层,镀层硬度较高,Dkl5~30A/dm2。

⒃1993年厦门大学杨方祖、许树凯等人在含有DIE和AA-1添加剂组合的碱性锌镍镀液中获得了结合良好、光亮的锌镍(镍含量5%~10%)合金镀层。

四、对我国锌镍合金电镀现状的几点看法

我国对锌镍合金的研究始于20世纪80年代,且全部是酸性氯化物电镀工艺的研究。在随后的研究中,专家们成功地解决了锌镍合金酸性氯化物电镀的技术关键——找到并确定了有效抑制低阴极电流密度区镍沉积的最佳添加剂组合。由于这一突破,该工艺既可用于形状较为复杂的钢件挂镀,也可用于滚镀。自1993年起,已有多家单位采用该工艺投入工业化大生产。主要加工产品之一是电缆桥架,近十几年其加工量已达1万~2万吨。据悉,酸性锌镍合金电镀虽然在20世纪90年代就开始应用于工业化生产,但从其应用产品的品种、数量等方面看,尚处于起步阶段。 至于碱性锌镍合金电镀,20世纪90年代未见用于工业生产的报道。

锌镍合金电镀在我国的快速发展和普及只是近几年的事,但只发展了碱性锌镍合金电镀,酸性锌镍合金电镀尚未得到相应的发展。如前所述,酸性锌镍合金电镀和碱性锌镍合金电镀的工艺特点与酸性镀锌和碱性镀锌的工艺特点类似,选择何种工艺取决于工件的形状(部分钢种除外),有的适合碱性工艺,有的适合酸性工艺。因此,锌镍合金电镀两种工艺的比例应该大致接近酸性镀锌和碱性镀锌的比例,应该不会有很大的差别。

据了解,我国镀锌总量中酸性镀锌占50%以上,碱性镀锌约占40%,而酸性锌镍合金电镀虽然没有全国性的统计数据,但估计不会超过10%。酸性锌镍合金电镀比例这么低的原因在于,目前大量应镀酸性锌镍合金的工件一般都采用碱性锌镍合金电镀工艺。以煤矿单体液压支柱为例,全国使用量超过100万支,无数专门从事电镀的单位一般都采用碱性锌镍合金电镀工艺代替酸性锌镍合金电镀工艺。根据专家对这两种工艺的研发和生产实践,在此类加工件镍含量相同、镀层厚度相同、耐腐蚀性能相近的情况下,采用酸性锌镍合金电镀工艺生产成本可降低50%左右,产量可提高2倍以上。 这里我们无意探讨近年来我国两种锌镍合金电镀工艺发展不合理的原因,而只预测再过几年这种情况将会改变,酸性锌镍合金电镀工艺将逐步上升到应有的比例。

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