电镀锌镍合金（下）
4. 锌酸盐电镀锌镍合金
（一）锌镍合金锌酸盐电镀工艺规范
1、锌镍合金锌酸盐电镀工艺规范（见表4-2-7）
表4-2-7 锌镍合金锌酸盐电镀工艺规范
2.镀液的配制与维护
将计算量的烧碱加入一槽中，加入总体积1/3的温水搅拌溶解。先用水将氧化锌调成糊状，在搅拌下慢慢加入热碱溶液中直至完全溶解，冷却后加入络合剂。将硫酸镍和三乙醇胺加入另一槽中，加入1/3体积的水使其完全溶解，然后在不断搅拌下慢慢加入锌溶液中，不必加水至计量体积。必要时，镀液可过滤，用活性炭处理，用小电流电解处理。最后加入添加剂。
工序3是将ZN-2A、Zn-28加入冷却后的锌液中后进行电解处理，同时进行样品试镀，当镀层质量达到要求时，加入开缸剂ZN-2Mu、镀镍剂ZN-2C，经电解处理后，达到每升2ah，即可调试生产。工序4是将硫酸镍溶液溶解于NZ-918C（镍复合络合剂）中，络合镍离子后加入大槽中，最后加入NZ-918A、NZ-9188光亮剂。
（二）电镀液成分及工艺规范的影响
（1）氧化锌和镍盐。它们是镀液中金属离子的来源。锌离子的来源也可以是盐类，如氯化锌、硫酸锌等。由于氧化锌是两性氧化物，而且比较便宜，所以经常使用氧化锌。镍盐可以是氯化镍、硫酸镍、碳酸镍等。镀液中Zn2+/Ni2+含量比对镀层外观影响不大，但对镀层中的镍含量影响较大。
（2）氢氧化钠。它主要起锌的络合剂作用，提高电解液的导电性。也有利于阳极的均匀溶解。镀液中氢氧化钠的含量对锌的沉积速度和镀层的质量有很大的影响。含量不足，会产生氢氧化锌沉淀，阳极钝化；氢氧化钠含量过高，又会加速锌阳极的自溶解。
（3）镍络合剂。络合剂在供给足够的镍离子浓度方面起着重要作用。即使在低浓度下，它也能通过溶解镍而起作用，并能使共沉积镍的比例均匀。络合剂不仅能络合镍离子，使镀液稳定，而且对镀层的光亮度和物理性能无不良影响。常用的络合剂有柠檬酸盐、酒石酸盐、葡萄糖酸盐、多元醇（如山梨醇、甘露醇、季戊四醇等）和有机胺，其中以有机胺效果最好。主要使用的有机胺有：乙二胺、乙三胺和多乙烯多胺。络合剂还有改善阴极极化和细化晶粒的作用。
（4）三乙醇胺。它既能和锌离子形成络合物，又能和镍离子形成络合物，但与锌的络合物不稳定性常数（1.0×10-2）较大，而与镍的络合物不稳定性常数（8.15×10-4）较小。这说明三乙醇胺与镍形成的络合物离子比较稳定，而且能改善阴极极化，对镀液的维护和镀层外观的改善也是有利的。
（5）添加剂。具有细化结晶、整平、光亮镀层的作用，一般与碱性镀锌所用的光亮剂类似，常用的有芳香醛、有机胺、有机胺与环氧氯丙烷的缩合物等。在工序3中，ZN-2A和ZN-28必须配合使用。A剂能增强阴极极化，使镀层结晶细密，提高镀液的分散性和覆盖能力，8剂能增加镀层光亮度，扩大电流密度范围。在工序4中，NZ-918A为主光亮剂，起细化结晶、提高极化作用，NZ-9188为辅助光亮剂，起光亮作用。
（6）温度。当镀温在15℃～40℃范围内时，可获得良好的镀层外观。一般合金镀层中的镍含量随镀温的升高而增加。
（7）电流密度的影响。电流密度在1A/dm2～5A/dm2之间时，可以获得良好的镀层外观。电流密度的变化对合金镀层中的镍含量影响不大。
5、锌镍合金镀层钝化处理
锌镍合金镀层外观呈灰白色至银白色，与镀锌层一样，属于阳极镀层，对钢基体起电化学保护作用，耐蚀性良好。但若进行钝化处理，耐蚀性可进一步提高。铬酸盐钝化后的彩虹色钝化膜，其耐蚀性比镀锌层的彩色钝化膜高5倍以上。但在锌镍合金上形成彩色钝化膜比在镀锌层上要困难得多，且随着合金中镍含量的增加而愈加困难。一般合金中镍含量小于10%时，钝化较容易；镍含量为13%左右时，钝化较困难；镍含量超过16%时，钝化困难。锌镍合金镀层的钝化处理可分为彩虹色、黑色和白色。
（一）彩虹色钝化
钝化液主要成分为铬酐或铬酸盐，国内常用的工艺为：
铬酐（Cr03）3g/L～15g/L
温度30℃～70℃
721-3促进剂（哈尔滨工业大学产）5g/L～20g/L
浸泡时间：10s～50s
pH值0.8～1.8
钝化液中铬酸浓度较低时，颜色膜较浅，成膜速度较慢，钝化时间增加；铬酸浓度较高时，颜色膜颜色较暗，严重时呈土黄色。有时钝化膜结合强度差，可缩短钝化时间，但一般较难控制。721-3促进剂能加快成膜速度，并有一定的出光效果。若不加促进剂，则难以得到彩虹色的钝化膜。随着促进剂含量的增加，成膜速度加快，有利于提高钝化膜层结合强度。
钝化液的pH值对成膜也有很大的影响，pH值过低时，合金镀层中的锌溶解过快，膜层不牢固；pH值过高，形成的钝化膜比较疏松，容易脱落。提高钝化液的温度，可以提高钝化反应速度。由于合金镀层中含有一定量的镍，当钝化液中铬酸浓度较低时（这是为了减少环境污染），应适当提高钝化液的工作温度，以保证钝化过程的正常进行。此工艺所用温度一般在40℃以上，温度过高，钝化时间缩短，但不容易控制。钝化时间可根据钝化液组分浓度、工作温度、pH值等来确定。表4-2-8列出了几种彩虹钝化工艺。
表4-2-8 锌镍合金彩虹色钝化工艺规范
（2）黑色钝化
锌镍合金的黑色钝化主要有两种，一种是采用银离子作为发黑剂的黑色钝化工艺，该工艺得到的黑色钝化膜比较致密，黑度较高；另一种是采用铜离子作为发黑剂的钝化工艺，钝化膜的外观质量不如前者，黑度也稍差。常用的（含银盐）黑色钝化工艺见表4-2-9。
表4-2-9 锌镍合金镀层黑色钝化工艺规范
（三）普通白色钝化
常用的锌镍合金电镀白色钝化工艺如下：
Cr6+5g／L
SO42-2g／L～4g／L
Cr3+2g／L
温度30℃～50℃
·大号
在钝化液中停留20s~30s，在空气中停留20s~30s
6、锌镍合金镀层的除氢处理
与锌镀层相比，锌镍合金镀层氢脆最小，若用于一般民用产品，不需进行除氢处理；但若用于军工产品、高强度钢或弹簧构件，仍需进行除氢处理。
按照美国航天材料标准规定：弹簧件或硬度为HRC45的钢件，包括硬度大于HRC45的钢件，应按下述除氢条件处理，在235%±8℃的烘箱中保温不少于2小时；若硬度为HRC33，或在HRC33至HRC45范围内，则应在190℃±8℃下保温不少于3小时；若是渗碳件或硬度稍低的部件，可在135℃±8℃下保温不少于5小时。
7、不合格锌镍合金镀层的去除
（1）一般退钢液的成分及操作条件如下：
盐酸（HCL，d=1.1g）50%（体积分数）
直到操作时间返回
工作温度：15℃～35℃
（2）钢板镀件及抗拉强度大于或等于100%的弹性件，退镀溶液及操作条件如下：
亚硝酸钠（NaN02） 100g/L～200g/L 工作温度100℃～150℃
氢氧化钠（NaOH）200g/L～300g/L工作时间直至铝件上的锌镍合金镀层完全去除。室温下可使用5009/L HN0。
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