电镀基础知识之镀锌篇

天安电镀

　　一、镀锌概述
　　锌易溶于酸，也能溶于碱，故称它为两性金属。锌的标准电极电位比钢铁负。若基体是钢铁，镀层破损或遭腐蚀生成Fe-Zn原电池时，锌镀层属于阳极性镀层，锌牺牲溶解，保护了钢铁。因此钢铁上的镀锌层不是单纯的机械保护作用，而是通过电化学作用保护基体免遭腐蚀，即使锌层不完整也会起到这个作用。更何况锌层的耐蚀性很大程度上决定于镀层上钝化膜的耐蚀性，钝化了的锌镀层其耐蚀性一般大约可提高8～20倍。
　　由于镀锌光亮剂的进步和不同颜色高耐蚀钝化工艺的开发应用，锌镀层的外观得到了显著的改善，同时具有防护性和装饰性。昔日传统认为镀锌仅是钢铁基体的一种防护镀层，今日更应是钢铁的防护装饰性镀层。
　　由于我国锌资源比较丰富，镀锌又是一种价廉、能防锈，又能装饰的高性价比镀种，因而在汽车、机械、电子、船舶、仪表、轻工等工业部门得到广泛的应用。如机械零件、低压电器、高压开关、紧固连接件、钢铁结构件、建筑五金、农业机械、轻工产品等都离不开镀锌钝化制品。
' i) P' g1 Z5 p. |　　二、镀锌的原理
　　1、镀锌的化学原理
　　在盛有镀锌液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的正极和负极联接。镀锌液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。通电后，镀锌液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入镀锌液，以保持被镀覆的金属离子的浓度。镀锌时，阳极材料的质量、镀锌液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量，需要适时进行控制。
　　2、镀锌的工艺原理
# _: i4 J* o$ G! ~4 x0 h　　在装有镀件、玻璃球、锌粉、水和促进剂的旋转滚桶内，作为冲击介质的玻璃球随着滚桶转动，与镀件表面发生摩擦和锤击产生机械物理能量，在化学促进剂的作用下，将镀涂的锌粉“冷焊”到镀件表面上，形成光滑、均匀和细致的具有一定厚度的镀层。
5 p, d* K, A& b# D9 Z　　三、镀锌的方式
& a9 ^  X6 {( _7 n9 `  N6 h　　1、热镀锌
, w1 C2 W/ N: L　　热镀锌也叫热浸镀锌和热浸锌，是一种有效的金属防腐方式，主要用于各行业的金属结构设施上。是将除锈后的钢件浸入500℃左右融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，从而起到防腐的目的。
6 n4 c, m" N$ `) a　　2、冷镀锌
　　冷镀锌也叫电镀锌，是利用电解设备将管件经过除油、酸洗、后放入成分为锌盐的溶液中，并连接电解设备的负极，在管件的对面放置锌版，连接在电解设备的正极接通电源，利用电流从正极向负极的定向移动就会在管件上沉积一层锌，冷镀管件是先加工后镀锌。
$ j+ F  W4 x0 z$ v* s; P　　四、镀锌工艺的种类及其优缺点
1 v- K. ~) X; P5 \& e5 w4 _" @3 G　　1、镀锌工艺的种类
　　按镀锌溶液的不同可将镀锌工艺分为三类：
　　(1)氰化镀锌：分高氰镀锌、中氰镀锌、低氰镀锌;
. e' i7 d7 }$ R0 C2 j　　(2)酸性镀锌：硫酸盐镀锌、弱酸性氯化钾镀锌、氨三乙酸-氯化铵镀锌;
1 p, L0 I0 c! J' }) c. t1 _　　(3)碱性无氰锌酸盐镀锌。
) l5 `! _7 P2 G6 }  M( ^　　2、各种镀锌工艺的优缺点
　　(1)氰化镀锌
( C5 X% p9 {$ }2 x　　优点：镀层结晶细致，镀液的分散能力和覆盖能力较好，对钢铁设备无腐蚀作用。
　　缺点：镀液含有剧毒氰化物，排放的废水和废气对环境有危害。
　　(2)硫酸盐镀锌
  V" C$ w: i& r# e8 [) p- D　　优点：成本低，镀液稳定，电流效率高，允许的阴极电流密度上限值很高，沉积速度快。
　　缺点：均镀能力和深镀能力较差，镀层结晶较粗，只适用于镀外形简单的零件。镀液对钢铁设备有腐蚀作用。
　　(3)弱酸性氯化钾镀锌
  J; c7 h7 o  R7 _　　优点：无氰，镀液成分简单、稳定，投产成本不高，电流效率高，节约电能，沉积速度快，生产效率高，适用于铸铁零件、高碳钢零件镀锌。镀层光亮、细致，整平性好。
: P3 E% k: f* F/ V& e& t! |7 C7 E　　缺点：镀液对钢铁设备有腐蚀作用。如果后处理不好，彩色钝化膜的抗盐雾性能比碱性镀锌差。
　　(4)氨三乙酸-氯化铵镀锌
　　优点：由于氨三乙酸对锌的络合能力较强，显著增加了锌沉积时的阴极极化作用，镀液的分散能力和覆盖能力较好，镀层比较光亮。
　　缺点：镀液对钢铁设备有腐蚀严重。
* p1 \3 Y" d+ e( Y8 Q　　(5)碱性锌酸盐镀锌
　　优点：无氰，对钢铁设备无腐蚀，钝化膜在湿热的大气中不容易变色发黑。
0 o! Y6 L8 I1 j! V) d4 F　　缺点：在镀层的结合力和脆性方面于氰化镀锌相比有一定的差距。

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