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电镀锌资料：
电镀锌杂质污染故障分析及排除方法
电镀锌杂质污染故障分析及排除方法 1　故障状况 某电镀车间一直使用氰化电镀锌工艺，共有两槽氰化镀锌溶液约1 000L。年初，1号槽镀液逐渐泛黄，溶液粘稠、浑浊，锌沉积速度很慢，锌镀层灰暗。用30%硝酸溶液出光后，镀件表面呈黑褐色，彩钝后表面呈雾状，且无光泽。按电镀过程中带入铬酸，产生六价铬的污染问题处理，加入0.1 g/LNa2S2O4，未见好转，又加入2g/L Na2S和2g/L活性炭进行沉淀吸附过滤，锌镀层也未见有明显好转，而且生产故障继续恶化，连续生产的2号镀液槽，不久又出现了同样的故障。重新配制500 L镀液，生产一段时间后镀液的颜色又逐渐变黄，锌镀层灰暗，无论是硝酸出光，还是低铬酸出光，表面均呈黑褐色，零件孔眼部位呈亮白色，钝化后严重发雾，无光泽，不足1月已经很难镀出合格产品。操作者按1.5 g/L加入Na2S也未有大起色，已无法正常生产。 2　故障诊断 镀液外观颜色异常，是否是操作带入铬酸所致?为此，作者做了如下工艺试验：吸取镀液5 ml，用蒸馏水稀至50ml，以1∶1硫酸酸化破坏锌络合物，用20%氢氧化钠溶液调整pH值在9左右，使锌生成氢氧化锌沉淀，并过滤。将滤液用100%硫酸调pH值至5～6后，加入二苯碳酰二胺(0.1g溶于50 ml乙醇溶液加入10%硫酸200ml)铬显色剂5ml。结果滤液无明显颜色变化，这说明没有六价铬污染。同时，在三种镀锌液中试镀锌20min，严格控制电流密度等工艺参数，还是出现了镀层灰暗，硝酸出光后表面有黑褐膜，钝化处理后膜呈黑雾花斑状，且无光泽。对氰化电镀溶液的各主要成分分析发现，氧化锌、氰化钠、氢氧化钠的含量均在规定的范围内，且溶液各主要成分的比例基本正常。这说明故障并非由镀液各主成分比例严重失调所致，所使用的锌阳极表面溶解成蜂窝状，在清洗槽中挂有镀镍铁板的部分镍层已不完整，原因是锌阳极已使用3月，约有1/3是不溶性镀镍铁阳极。当时的镀液温度为5～6 ℃。在1号槽和储备槽的槽壁、槽底均有明显的白色及灰白色结晶状沉淀物。初步分析认为，故障是由杂质(无机或有机)含量累积超标而引起的；1号镀液和储备槽中的原2号镀液中CO2-3严重超量。进一步工艺试验证实，故障确由这两种情况所引起。 3　故障排除 (1) 将2 g/L锌粉缓缓加入氰化镀锌溶液，充分搅拌，加入2 g/L活性炭，搅拌，静置，沉淀异金属杂质。镀液冷却至0 ℃以下(冬天可利用自然低温)使碳酸盐结晶充分析出，滤除CO2-3及其他有害金属杂质离子等沉淀物，必要时进行两次过滤。依据镀液分析结果调各成分至规定范围。(2) 由于镀液温度低，用置换法沉淀分离镀锌溶液中的异金属杂质效果较差，故必须采用低电流密度电解处理。首先更换本批锌阳极，选用瓦楞形大阴极，以0.1～0.8A/dm2电流密度进行电解，通电1 h，将电流密度提高0.1～0.2A/dm2,并随时清洗瓦楞形阴极上的海绵状沉积物。通电处理时间常控制在24～48h。(3) 此外，还可以按1.0～1.5g/L加入CK－778净化剂，充分搅拌，静置过滤，以便有效地去除有害异金属杂质离子。 4　操作注意点 (1) 高度重视锌阳极。轧制的锌阳极比铸造的好，但成本高。锌阳极必须满足电镀锌阳极技术要求。合格的锌阳极生产时表面应均匀溶解，颜色基本一致。若杂质含量高，由于其溶解电位不一致，表面往往呈蜂窝状不均匀溶解。若溶解不正常，应定性或定量分析杂质含量，金属杂质含量超标，锌阳极必须更换。使用不溶性铁阳极时，要控制铁阳极板的阳极电流密度，避免电化学溶解造成大量铁杂质而影响锌镀层的质量。 (2) 加强镀液的正常管理和维护，及时打捞掉入镀液中的杂物，有效减少有害杂质的来源。对镀液表面的油污、结晶沉积物必须及时清除，保持镀液清洁。　　(3) 铁等有害金属杂质往往来源于添加的氢氧化钠。质量不佳的氢氧化钠颜色呈红棕色，纯度较低，加入镀槽会引入大量铁有害杂质，使锌镀液呈褐色，造成镀液深镀能力降低，对锌镀层产生不良影响。因此，必须避免使用质量不好的氢氧化钠。(4)极其重视镀锌件的前处理，特别是铬、酸浸渍后，零件、挂具一定要清洗干净，避免六价铬带入镀锌液，杜绝锌镀层发雾、发黑、脱皮起泡，甚至沉积不出锌镀层现象。(5)留心观察镀液、镀层等，及时排除各种故障。
电镀锌钢件黑变机理及控制措施探讨
电镀锌钢件黑变机理及控制措施探讨
钢件镀锌处理技术，在军工产品生产中被普遍采用。所以，探讨镀锌钢件产生黑变的机理及控制措施，对提高产品的防腐性能，保证产品生产、使用和贮存寿命的质量具有非常重要的意义。&&&&根据国内外权威资料表明，&电镀锌钢件在高温高湿的环境条件下贮存一段时间后，&表面生成一层连续且略带金属光泽的黑色或茶褐色膜层的现象即为电镀锌钢件的黑变现象。黑变现象实质是电镀锌钢件的一种初期现象，是锌的外层在高温高湿环境中，生成了欠氧型氧化锌导致黑变现象产生［１］；它严重影响了产品的外观，降低了与涂漆层的结合力；镀液中&Ｐｂ２＋是黑变现象产生的关键因素。本文结合某厂镀锌钢件产生黑变现象，利用&＂镀液中&Ｐｂ２＋是导致黑变发生的关键因素＂这一黑变机理，探讨防止黑变的控制措施。&&&&&试验验证&&&&&试样&取没有黑变的试样和经高温高湿模拟加速试验的黑变试样各两块，&实际生产中使用的溶液两瓶，&经北京某材料研究院和厦门大学分别用扫描电镜（ＳＥＭ）观察镀层的形貌；Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）分析镀层的结晶状况；&用&Ｘ光电子能谱仪（ＸＰＳ）浓度剖析黑变表面膜层的组织结构；&并分析了镀液中&Ｐｂ２＋&含量。&&&&&试验结果&&&&１）&黑变的试样与没有黑变的试样相比，ＸＰＳ分析结果：黑变膜位于膜的最外表层约&１００－&２００ｎｍ；&黑变膜中锌大以氧化态存在，铅的氧化态有＋２价、＋３价和＋４&价，但大多以＋２价形式存在。&&&&&&&&&２）&ＳＥＭ分析结果：&黑变后表面层内含氧量成倍增加。&&&&３）&镀液检测结果为：&Ｐｂ２＋&含量&４．５９×１０－&４％。&&&&实际镀液&Ｐｂ２＋&含量的理论值&&&&按某厂实际镀锌工艺主要溶液组成为：氧化锌１０－&１５ｇ／Ｌ，&&１００－&１５０ｇ／Ｌ，&ＤＥ&添加剂&４－&６ｍｌ／Ｌ，ＥＤＴＡ０．５－&１ｇ／Ｌ，&香兰素&０．０５－&１ｇ／Ｌ。钝化工艺溶液组成为：２００－&２５０ｇ／Ｌ，硫酸&２０－３０ｇ／Ｌ，硝酸１０－２０ｇ／Ｌ。
&假设氢氧化钠、、钝化溶液等材料不含任何杂质，&仅对实际使用的三级氧化锌进行计算。根据&ＧＢ３１８５－&８２&材料标准，三级氧化锌中氧化铅的含量为&０．１４％。ＰｂＯ中&Ｐｂ&和&Ｏ的比重为２０７／（&２０７＋１６），以氧化锌&１０－&１５ｇ／Ｌ估算&Ｐｂ２＋&的百分含量为：｛&１０&×０．１４％［２０７／&（&２０７＋１６）&］／１０００｝&×１００％＝１２．９９５５×１０－&４％｛&１５&×０．１４％［２０７／&（&２０７＋１６）&］／１０００｝&×１００％＝１９．４９３２×１０－&４％&&&&&结果分析&&&&黑变表面膜组成&根据试验结果和资料表明，&已黑变试样表面膜与未黑变试样表面除&Ｃｒ&存在形态相同外，Ｚｎ&的存在形态有所不同：&后者主要以&ＺｎＯ&（氧化锌）&形态存在，且这一层&ＺｎＯ很薄；而前者除最表层以&ＺｎＯ形态存在外，更主要是以ＺｎＯ１－ｘ（欠氧型氧化锌）形态存在。&&&&Ｐｂ２＋&对黑变现象的影响&&&&&&&&铅在镀液中主要以化合物胶体形式存在。在电镀时，&一方面铅与锌共沉积进入镀层，&另一方面形成&Ｐｂ（&ＯＨ）&２&胶体吸附在镀层的表面。当钝化时，镀层表面的&Ｐｂ２＋&与&ＳＯ４２－&形成&ＰｂＳＯ４胶体进入钝化膜，Ｃｒ２Ｏ７２－&、ＮＯ３－&等离子穿过胶体膜与镀锌层发生反应，同时有铅的铬酸盐化合物生成。铅胶体膜与钝化膜混杂在一起，&增加了钝化膜的致密性，&阻碍了湿热环境中的&Ｚｎ２＋在表面电场和浓度梯度的作用下通过钝化膜向表面扩散以及大气中的氧向锌层扩散，促进了欠氧型氧化锌的生成，加速了黑变的发生。&&&&试验结果表明，&镀液中&Ｐｂ２＋浓度对电镀件的黑变具有极大的影响。如果用△Ｌ值表示试样黑变前后的色差，根据下表数据［２］显示，随着镀液中&Ｐｂ２＋浓度的增高，黑变程度也随之增大；当Ｐｂ２＋浓度足够低时，&镀锌件几乎不发生黑变。而实际使用的镀液中Ｐｂ２＋浓度，在理论上为表中黑变最严重的&Ｐｂ２＋浓度的３．４－&５．１倍，实际检测结果也是表中最严重的&Ｐｂ２＋&浓度的１．２&倍，说明产生黑变现象是必然的。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&表&&镀液中Ｐｂ２＋&浓度对黑变现象的影响
溶液中Ｐｂ２＋&的浓度&1×10-4%&&&&&&&3.87&&&&1.30&&&&&1.10&&&&&0.07&&&&&0.05&&&&&&0.20&&黑变程度△L&值&&&&&&&&-15.76&&&-14.27&&&-7.76&&&&-5.48&&&&-2.08&&&&-&0.19&&&&&控制措施&&&&根据以上分析，&造成在高温高湿环境条件下镀锌件黑变的主要因素是镀液中&Ｐｂ２＋&的存在，&所以，&在实际生产过程中控制&Ｐｂ２＋&的浓度非常重要。&&&&&&（&１）&提高原材料标准等级，使用&ＧＢ３１８５－&８２&材料标准中的一级氧化锌。&&&&&&&&&&&&&&&&根据ＧＢ３１８５－&８２材料标准，一级氧化锌中氧化铅的含量为０．０３７％，按上文同样的公式和条件估算，理论上Ｐｂ２＋的浓度在３．４３２５×１０－&４％至５．１５１８×１０－&４％，大大降低了Ｐｂ２＋的浓度。&&&&（&２）&破除铅胶体。在镀液中添加&ＳｒＣＯ３去除镀液中的铅，以抑制黑变的发生。ＳｒＣＯ３&在镀液中迅速产生负电荷ＳｒＣＯ４&胶体团，一方面可以抑制铅与锌共沉积进入镀层，另一方面消除了铅胶体吸附在镀层的表面，&破除了铅胶体，防止了欠氧型氧化锌的生成，从而避免黑变的发生。&&&&（&３）清洁镀锌液。在电镀前将用小电流电解（利用电镀原理），去除镀液中&Ｐｂ２＋等有害杂质。&&&&（&４）&在电镀后出光前，&用水冲洗电镀件，去除镀锌层表面的镀液，&防止镀液中的有害杂质带入钝化液中。
电镀镀锌工艺的原理概述及主要分类
电镀：就是利用电解，在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。
一 电镀锌：
&&& 与金属相比，锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属，属低值防蚀电镀层。被广泛用于保护钢铁件，特别是防止大气，并用于装饰。镀覆技术包括槽镀(或挂镀)、滚镀（适合小零件）、自动镀和连续镀（适合线材、带材）。
&&& 目前，国内按电镀溶液分类，可分为四大类：
1．氰化物镀锌：
&&& 由于(CN)属剧毒，所以环境保护对电镀锌中使用氰化物提出了严格限制，不断促进减少氰化物和取代氰化物电镀锌镀液体系的发展，要求使用低氰(微氰)。
&&& 采用此工艺电镀后，产品质量好，特别是彩镀，经后色彩保持好。
2．锌酸盐镀锌：
&&& 此工艺是由氰化物镀锌演化而来的。目前国内形成两大派系，分别为：
a) 武汉材保所的”DPE”系列
b) 广电所的”DE”系列
&&& 都属于碱性的锌酸盐镀锌；PH值为12.5~13。
&&& 采用此工艺，镀层晶格结构为柱状，耐腐蚀性好，适合彩色镀锌。
&&& 典型配方：
NaOH-------------110~120g/l
ZnO---------------11~12g/l
94------------------5~7g/l
&&& 94为产品代号是”DPE-Ⅱ”和乙醇胺的结合物。
&&& 注意：产品出槽后—&水洗—&出光(+盐酸) —&水洗—&钝化—&水洗—&水洗—&烫干—&烘干—&老化处理(烘箱内80~90oC。
3．氯化物镀锌
&&& 此工艺在电镀行业应用比较广泛，所占比例高达40%。
&&& 钝化后(兰白)可以锌代铬(与镀铬相媲美)，特别是在外加水溶性后，外行人是很难辩认出是镀锌还是镀铬的。
&&& 此工艺适合于白色钝化(兰白，银白)。在客户无特殊要求时，最好是选择银白钝化(色泽保持较稳定)。
&&& 典型配方：
KCl----------------------180~220g/l
ZnCl---------------------65~75g/l
H3BO3-------------------25~30g/l(缓冲剂) PH值：5~5.5
BFJ—Z3A --------------------20~30g/l()
BFJ—Z3B---------------------1~2ml/L(光亮剂)
4．硫酸盐镀锌
&&& 此工艺适合于连续镀(线材、带材、简单、粗大型零、部件)。成本低廉。
&&& 典型配方：
ZnSO4----------------------300~500g/l
H3BO3---------------------25~30g/l。PH值：4.5~5.5
200--------------------15~20g/l(光亮剂)。
电流密度过大引起镀层过快变色
&氯化钾光亮镀锌的允许电流密度范围较大。在0．8～4．5A／dm2的范围内调节，往往都能获得较为满意的镀层质量。但在研究某厂镀层变色的过程中发现，甲班和乙班镀出工件出现变色期相差甚远。后在跟班考察时发现甲班镀的工件未见有明显的变色，原是按2A／dm2计算配送电流的，而乙班却按近4A／dm2计算配送电流的。之后，我们做验证性试验，在不同电流密度下镀出样板做曝露试验，结果电流密度大、小与镀层出现变色期确有明显关系，电流密度较小的变色期相对较长，电流密度较大的变色期相对较短。究其原因有可能是在电流密度较大时镀层中夹杂的添加剂含量过高。为此配送电流时不但要满足工艺需要，还要照顾到镀层本身的防护要求。
氯化钾镀液混浊
某厂新配制一槽氯化钾镀锌溶液，配成后溶液十分浑浊，邀笔者过去看看，经了解原是配制方法不当引起的，其操作程序如下。
&&& (1)硼酸没有用沸水溶解，在50℃左右的热水中还未完全溶解之前即与氯化钾溶液混合；
&&& (2)在上述溶液中加入未经稀释过的光亮剂，此时溶液即出现浑浊，添加氯化锌后溶液浑浊现象加重；
&&& (3)用浓盐酸调pH值时整槽溶液呈现豆腐花状。&&&
&&& 笔者的治理方法：用布兜捞出白色豆腐花状物质，然后加温溶液使尚未充分溶解的材料得到充分溶解，最后用活性炭吸附、过滤处理，经试镀镀层发白、添加光亮剂后逐步恢复正常。
&&& 溶液配制具体方法如下：
&&& (1)用50～60℃热水溶解氯化钾，溶解后加入槽内；
&&& (2)用沸水溶解硼酸，溶解后加入槽内；
&&& (3)用自来水溶解氯化锌，溶解后加入槽内；
&&& (4)用自来水溶解光亮剂，溶解后加入槽内；
&&& (5)测定、调整pH值；
&&& (6)低电流密度通电处理；
&&& (7)试镀。
&&& 需注意事项：
&&& ①用盐酸调整pH值时需先经充分稀释，加入时速度要慢，要猛力搅拌溶液，以免由此而出现豆腐花状物质析出；
②光亮剂需待溶液温度接近室温时加入，以免因温度过高而加速分解。
严格控制铜离子侵入溶液
氯化钾溶液中若混入5mg／L的铜离子即会影响镀层质量，钝化后不光亮、发花、发黑，虽然可以加入锌粉处理，也可采用0．2A／dm2的低电流电解处理，但毕竟要消耗材料，耽误生产。
&&& 溶液中铜离子的带人途径主要有：绑扎的铜丝和铜质挂钩入槽后未通电之前的溶解，洗刷铜杠时铜屑的落入，以及化工材料中的混入，为此，在可能的条件下工件入槽时宜带电入槽，工件出槽时要尽力避免溶液滴在铜梗上(溶液通过铜杠再流人镀槽，此时溶液即会遭到铜的危害)，洗刷铜梗时铜杠要离开液面，以免铜屑落人溶液。
氯化钾含量的控制
氯化钾主要是起导电作用，故需维持适量，氯化钾的含量高虽然导电性能会有改善，电阻小，电压降低，深镀能力也较好并能维持阳极正常溶解，但也有不足之处，即光亮剂较难补充人槽，冬季还会有结晶析出。氯化钾含量低除会影响导电性之外，溶液的分散能力和允许的电流密度范围都会缩小，镀层的光亮度也会受到影响。故最适宜的控制范围在190～220g／L左右。
氯化锌含量的控制
氯化锌是主盐，提供锌离子，含量要适当控制，含量稍高时有利于提高阴极电流密度和电流效率，并能减轻有害杂质的影响，但分散能力和深镀能力却会降低。含量过高时还会引起镀层粗糙并较难出光，故含量过高是不可取的。氯化锌含量稍低时有利于提高镀层的分散能力，但此时电流密度不易升高，光亮区的范围也将变窄，而且镀件的尖端凸出部位还容易烧焦，故控制在65～80g／L较为适宜。
&&& 氯化锌的含量与镀液使用期、下班后阳极板是否由镀槽中取出来等因素有关。
&&& 氯化锌含量过低时可以增加锌阳极面积或停止工作时仍留在槽液中，让其自然溶解。
&&& 氯化锌含量过高时可适当减少阳极面积。
锌离子浓度过高引起镀层鼓泡
锌离子的过快积累主要是平时锌阳极挂得过多，停产时锌板未从槽中取出来，尤其在镀镍铁板与锌板同时挂在槽内时，此时由于两种金属电位相差较大，此时锌为阳极，溶液速度更快。&&&
当锌离超过允许浓度时，镀层即会在工件的边缘部位出现密集的小泡。此时适当降低电流密度情况会有所改善，但仍不能完全消失。
解决方法：适当稀释溶液浓度，补充氢氧化钠含量。
阳极虚设导致有效阳极面积不足
氯化钾镀锌的阴、阳极面积配比应为l：1．5～2，而某厂实际配比与此要求相差甚远，原是阳极板与铜杠接触不好，近一半不导电。余下的虽仍导电但由于阳极电流密度过大而遭到氧化，从而使电力线分布不均匀，加之该镀液本身的均镀能力较差，镀出工件的某些部位“阴影”相当严重，经浸亮、钝化都难以挽回。
镀液被硝酸污染
某厂有两只各为500L的氯化钾镀锌槽，其中一只在补加水时(当时正巧停水)，将新配成的30g／L硝酸出光液误认为尚未加入硝酸的清水而取之使用，结果镀出镀层严重发花，镀液均镀能力和电流效率明显下降。
&&& 在无法正常生产的条件下，笔者采取长时间通电处理予以解决的。&&&
&&& 处理初期采取4～5A／dm2的大电流密度，4h后逐步降至0．3～O．4A／dm2的小电流，通过四昼夜的连续处理后，海绵状的镀层逐渐消失，通过七昼夜后调整pH值至5．3时镀出镀层恢复正常。
&&& 此方法是利用NO3在电解条件下还原的理论进行的。
光亮剂过多的故障
& 当氯化钾光亮镀锌溶液中加入过多的光亮剂之后，镀层中即会夹杂过多的有机物，遇到温度变化时不稳定的有机物发生分解，随即破坏钝化膜的完整性，从而影响钝化膜与镀层之间的结合强度，引起脱落并褪色，严重时还可能由此而引起镀层鼓泡。其实镀锌主要用于防腐，光亮度要求并不太高，何况镀后尚需浸亮处理，故光亮剂无需加入过多。但当出现上述现象时尚可加强镀后处理予以弥补，情况能获得一定的改善。
&&&&& (1)钝化之前采取脱膜处理。
&&& 氢氧化钠&&&&& 3～7g／L
&&& 温度&&&&&&&&& 60～70℃
&&& 时间&&&&&&&&& l～2min
&&& (2)采取冷、热水轮流清洗手段。通过冷、热水清洗促使缝隙中的有机质受到热胀冷缩的影响被排挤出来，达到净化效果。
&&& (3)保证钝化膜厚度。掌握钝化膜的颜色在艳绿色到金黄色之间(颜色过深过浅都不利于钝化膜的抗蚀性)。
&&& (4)当即干燥。钝化并充分清洗后要当即干燥，以免钝化膜在潮湿条件下遭到溶解。
&&& (5)严格控制老化温度。
&&& 老化条件：
&&& 温度&&&&&&&&& 50～60℃
&&& 时间&&&&&&&&& l0～15min
&&& 温度过低失去老化意义，温度过高容易引起裂纹，影响钝化膜的抗蚀性能。
&&& (6)采取涂覆保护。为提高钝化膜层的抗蚀性能常浸(喷)水溶性清漆，但多用于蓝白色钝化和银白色钝化。
光亮剂的控制量应与主盐浓度有关
某厂氯化钾光亮镀锌溶液长期不甚好使，深镀能力差，光亮剂的消耗快。“五一”长假期间由于锌板忘了从槽中取出来，过节后溶液更不好使，光亮度也明显下降。经化验锌离子浓度高达l03g／L，显然由锌离子浓度过高，经稀释并补充氯化钾，光亮剂因库内无存货未加，调整后不但深镀能力大为改善，而且镀层表面光亮似镜，大家不得其解。锌离子浓度过高会导致深镀能力降低，这点可以理解，但溶液稀释后光亮剂含量也受到稀释，为什么不但没有受到影响，镀层的光亮度却显得更为光亮呢?
&上述类似现象笔者在别的电镀厂也曾遇到过。有可能氯化钾镀锌的光亮剂在锌离子浓度过高时，电极反应过程中遭到排斥，至于具体原理有待进一步探讨。
工件加温解决镀层起泡
前一段时间有位读者从遥远的南方来电话，问到有一批加工件镀锌后总是起泡，而别的工件却无此现象，问如何解决。这种现象过去笔者也曾遇到过，后来用加温工件的方法解决的。于是告之：若工件允许加温至150～200℃的话可在此温度条件下烘烤2～3h，(除氢)待自然冷却后按正常工艺镀锌。三天后接到对方电话，说：用加温方法效果很好，未曾发现起泡，多日未能解决的难题解决了。
&&& 究其原因，材料本身原有伤痕、裂纹、微孔，镀锌时这些部位易渗氢，若几经退镀和复镀，裂纹和微孔等处渗氢更为严重，最后导致恶性循环，通过加温处理使其渗入的氢得到排除，从而解决了镀层的结合强度。
氢氧化钠浓度过高引起镀层鼓泡
当镀液中氢氧化钠浓度过高时，电流效率显著下降，析氢猛烈增加。据观察，这一现象在高碳、弹簧钢材料表面尤为激烈。
&&& 解决方法：稀释溶液，停产时挂锌板来调整锌与氢氧化钠的比值。
工件除油不彻底引起镀层鼓泡
有人认为锌酸盐镀锌是碱性的，具有一定的除油能力，除油马虎一点问题不大。其实镀液虽属碱性，但当有油污的工件入槽之后，在与碱性物质起作用之前，锌离子即抢先放电解析出，沉积在隔有稀薄油膜的工件上，这时锌层与工件之间的结合力必然是不牢固的。
&&& 解决方法：加强对除油工序意义的认识。
锌酸盐镀锌工艺管理上的六点要求
锌酸盐镀锌工艺成熟，已被大家所认可，能满足不同工件的质量要求，还是代替氰化镀锌最佳的选择。目前的主要任务是要做好此工艺的推广、提高和总结工作，在生产现场尤其需要做好工艺管理，为溶液正常运行创造条件，重点要以预防为主，把事故的隐患扼杀在萌芽之中。下面以某电镀厂为例特对此工艺提出以下的管理要求。
&&& (1)严把进厂材料关。原材料进厂后要进行化验分析，尤其要重视杂质含量的分析，绝不可使用杂质超标的材料而影响镀层质量。
&&& (2)定期化验分析溶液。溶液中的主要成分和重金属杂质要定期化验分析，发现超标要及时处理，保证溶液正常运行。
&&& (3)控制添加剂的用量。添加剂并非越多越好，溶液出现故障时要作全面分析，添加过多韵添加剂之后，添加剂的分解产物也必然会增加，这样可能使镀层发雾、结合强度降低。
&&& (4)加强预处理工艺。保证进入镀锌槽的工件表面洁净，无油污、锈迹，以免因此而污染溶液，降低镀层质量。
&&& (5)建立溶液档案。使溶液的每一次材料的补充、故障的排除等都应有记录，以供日后必要时参考。
&&& (6)指定专人负责。溶液如无专人负责，采取集体管理方式有可能导致谁都不管，即使管了也不易交待清楚。&&&
长形钢管内外同时镀锌
钢管内壁镀锌需要考虑辅助阳极，故以采取锌酸盐镀锌最为理想，锌酸盐镀锌可采用铁丝不溶性阳极。短时使用问题不大。
&&& 为提高电流效率，减少因管理电流密度难以满足要求而影响镀层厚度等疵病，采取了如下的两台电源内外一起镀的方法，获得了满意的效果，镀锌时钢管内壁受到隔离板的遮盖而产生印痕，需移动几次阳极。
锌酸盐镀锌溶液温度与质量的关系
锌酸盐镀锌溶液中温度对质量的影响很大，当溶液温度超过40℃时，镀层的光亮度即会下降，工件的边角部位易出现毛糙；当溶液温度低于10℃时，沉积速度减慢，镀层易起泡。适宜的温度是15～35℃之间，如条件允许应满足这一要求，以保证质量。
&&& 为满足这一要求，镀槽宜适当配备大一点(以免电镀时因热反应而快速升高温度)，有条件单位最好有控温措施，以便随时可调节。
滚镀液用于挂镀
某厂有一滚镀锌槽，镀出工件锌层发白。出光后发黑，钝化后发雾，无法正常生产。根据这些情况判断镀锌溶液被重金属杂质污染是无疑的。考虑到重金属杂质的电位比锌正，若这槽溶液改作挂镀就可能问题不大。因为滚镀电流密度相对较小，此时重金属较易析出，沉积比例相对较高，硝酸出光后必然会出现黑色，钝化后发雾等质量故障。&&&
&&& 而挂镀则不然，挂镀电流密度相对较高。于是做了对调试验，把滚镀溶液改做挂镀使用，结果镀出工件基本正常，一般工件完全能满足要求，在日后停产时又进行了小电流处理，不久这一槽溶液彻底得到恢复。
锌酸盐镀锌与氯化钾镀锌工艺比较
多数电镀厂(车间)都备有锌酸盐镀锌和氯化钾光亮镀锌工艺，这两种镀锌工艺各有千秋，适合不同的工件。形状和材质、生产条件、使用要求、生产成本等多方面条件来平衡与选择。
&&& (1)锌酸盐镀锌。优点：成本低，镀层经钝化处理之后外观光亮鲜艳。&&&
&&& 缺点：覆盖能力较差，不适宜滚镀，槽液对高温影响较大，电流效率低沉积速度慢，铸、锻件难镀，镀层不宜过厚。
&&& (2)氯化钾镀锌。优点：均镀能力好，电流效率高，镀层光亮度高，适宜镀铸造、锻造件。
&&& 缺点：前处理要求严格，镀层钝化膜变色和脱膜的可能性大，返修件比例相对较高、生产成本相对偏高。
&&& 必要时同种工件可以采取先氯化钾镀锌，然后在此基础上用锌酸盐镀锌加厚，对某些件可以达到两全其美的目的。
采取二次镀锌解决镀层发雾
镀锌层出现发雾、发花的现象较为多见，究其原因多由前处理不够彻底，工件表面留有油膜所致，但这一问题又很难获得彻底解决。笔者根据生产实践中积累的经验，摸索出这一问题的解决方法，使用多年来效果很好，具体要求简述如下。
&&& (1)第一次镀锌。第一次镀锌溶液可利用平时清理锌酸盐镀锌溶液时的废弃溶液，无需配制新溶液，既节省材料，又解决了废镀锌溶液的处理。溶液的浓度也无需化验分析，只要能镀上锌即可满足要求。
&&& (2)工艺程序。经过前处理的工件可直接进槽处理，在常规工艺条件下镀2～3min后取出，把镀上的锌在盐酸中退去，若工件表面尚有水珠，则再镀一次，再在盐酸中退去，退尽后用清水冲洗一下即可进行常规镀锌。若镀层过厚，退锌后工件表面会留有挂灰，此时可用漆刷轻刷一下，也可在稀铬酸溶液中漂洗一下，然后再经稀盐酸活化后即可进行镀锌。
&&& 采用此工艺主要功能是在镀一次锌的初期能除去一部分油膜，在退除第一层锌层时又会把锌层下残留的油污同锌层一起拽下来，从而净化了工件表面，使钢铁表面完全裸露出来，为锌的正常沉积创造条件。
&&& 采用此工艺方法既保证质量又简化工序、镀前除常规除油、除锈后即可进行首次镀锌，大大提高了工作效率。
锌酸盐镀锌溶液配成后呈豆浆状
某厂新配的一槽锌酸盐镀锌溶液呈白色豆浆状，这无疑是配制方法不当引起的。锌酸盐镀锌溶液的配制工艺要求为氧化锌应先调成浆状，然后溶解在已溶于l／4槽容积的碱溶液中。这一故障后据了解氢氧化钠溶解时槽内水温过低，水量也过大，且氧化锌调成浆状时调得过稀，致使氧化锌加入氢氧化钠溶液中时温度更低，从而出现上述症状。
&&& 这种溶液不宜当即使用，否则由于锌层中夹有氧化锌，使镀层粗糙和多孔。后经采取重新加温方式得到解决。&&&
由双性电极现象引起镀锌质量故障
某厂锌酸盐镀锌沉积速度缓慢，镀层浸亮、钝化后常出现漏镀现象，经实地观察，发现镀槽内壁锌阳极附近沉有厚层锌，而离锌阳极较远的槽两端细瞧却有微微气泡析出，笔者见此情况当即打消了原估计有可能溶液中锌离子含量过低，或是电流密度过低，因为这一现象也曾在氰化镀铜槽和镀镍槽中见到过，为此曾在槽底与地面接触处用绝缘瓷砖隔绝，但仍未见有改善。后发现完全是槽壁与锌阳极之间间隔远近所致，即槽体本身形成双性电极。
&&& 解决这一现象方法很多，诸如提高溶液的导电性能，增加阳极板与槽壁之间的间距，但这些都较难实现，笔者采用在锌板与槽壁之间隔上一块塑料板的方式，问题终于得到解决。
在同一只镀锌槽中镀出不同质量锌层
某厂有一只长6m，近5000L的锌酸盐镀锌槽，，二班制生产，近期发现二班加工的镀层质量有明显的差别。晚班镀出的工件表面粗糙，发暗，光亮度差，而白班镀出的工件较为白亮，都不知其所以然。
&&&&& 经进一步了解，终于查明原因，原来自班与晚班所采取的工艺条件有差别。白班电流密度采取工艺条件的上限，晚班电流密度采取工艺条件的下限。为什么采取不同电流密度范围会出现如此悬殊的质量差别呢?这里的关键是镀锌溶液的纯度，在正常情况下是不会有如此差别的，但当镀锌溶液遭到金属杂质污染之后就会出现这种情况，因铜、铅等金属杂质的电位比锌正，当采取较低的阴极电流密度时，镀液中铜、铅等重金属杂质被析出的百分含量比电流密度大时要高，因而出现上述现象，这种故障的出现，则需进行小电流电解或用“碱性镀锌液综合净化剂CK一778处理。
&&& 在溶液尚未调整之前，为有利镀层质量，建议夜班参照白班工艺条件进行生产，这一质量问题的真正解决有待溶液的及早调整。
一次尚待探讨的阳极污染故障
某单位曾自己回炉了一批由用下来的锌板头浇铸的锌阳极板，在锌酸盐镀锌工艺中应用时，锌板表面出现一层黑色似污泥的物质，与阳极钝化有区别，这似污泥的物质用抹布一抹即脱落，但过几天之后又会出现，溶液化验都在正常范围之内。之后溶液也出现细小颗粒悬浮着，镀出工件也逐渐出现黑色气流条纹，边角处易烧焦，镀层粗糙。&&&
&&& 当时因任务紧迫，无法停产处理，晚上抽出半个班过滤一下，事后锌板用双层棉布包扎，奇怪的是未经复杂的理化处理，只如此简单的过滤一下问题就解决了，镀出锌层一直正常。相安无事一个月后取出阳极板，打开包扎的棉布，只见厚厚的灰黑色似污泥的物质。由于阳极用布包扎的，这些污物未曾渗透出来，溶液仍非常清澈。
&&& 经浇铸锌阳极的几位操作者回忆，锌是在熔过沥青的铁锅中熔化的，当时曾烟雾弥漫，锌水表面浮有不少污物。
&&& 这一故障现象虽然还不能肯定由某种因素引起的，被重金属污染的可能也是可以排除的，因为一直用到新板消耗完时也未见工件有被重金属夹杂污染的迹象。另一方面自己浇铸锌极板也不是第一次，惟有特别之处在于这一次使用的铁锅熔过沥青，是否与此有关，尚待探讨。
用铝粉代替活性炭除污
一槽锌酸盐镀锌溶液不慎被油污污染(多团擦过机器的旧棉纱掉人槽内引起的)，镀出工件发花、发雾、起泡，溶液浑浊，无法继续生产。
&&& 按常规处理这槽溶液多用活性炭吸附后过滤来解决，正巧过滤机出了故障，暂时不能使用，人工过滤非得三天不可(碱性溶液冬天较难过滤)，且生产进度上也不允许这样做。
&&& 为加速这槽溶液的治理过程，笔者采取用铝粉治理方法，以铝粉代替活性炭治理获得成功。具体方法是：
&&& 先用粗纸(无填充料的白纸)，剪成16～32开大小，贴着液面粘去油膜，然后在不断搅拌下把铝粉撒入槽中，此时只见铝粉与镀锌溶液剧烈反应，放出氢气把污物托出液面，溶液中还有类似小虫似的污物无规则的游动，操作时一人搅拌溶液，一人用镀过镍的铜丝网不断往外捞，过一定时候再撒些铝粉再继续上述方法操作。l000L溶液约用去lkg铝粉，问题得到彻底解决。镀出工件完全正常。
&&& 利用铝粉解决这类故障时操作要细心，不可着急，二人操作要配合好，搅拌要充分，处理之后酌情补充一些添加剂和光亮剂，并通电处理0．5～1h即可使用。
&&& 利用铝粉除污的主要作用在于铝粉与镀锌溶液中氢氧化钠作用时所生成的Al(OH)3胶体状物质来吸附溶液中油性污物，然后凝聚之后被一起脱离溶液。
&&& 这一处理既简化了治理过程，还减轻了溶液的损耗，对这一次排除故障来说更有意义的是只用了2h，为及时完成生产任务赢得了时间。
镀锌前预浸碱液防镀层发花
在锌酸盐镀锌工艺中，镀出锌层发花现象时有所见，经试验与工件镀前表面的活化状态有很大关系，若弱腐蚀后工件表面局部处仍有不亲水现象，则该处镀层较易出现花斑。试验中还发现，如工件带电人槽，或工件入槽后当即送电与工件先在镀锌溶液中晃动几下，然后再送电相比表面质量有明显的区别。前者时有发花现象，而后者比较清晰。
&&& 镀前预浸既能改善工件表面状态，初始反应时又能起到缓冲作用，达到整个工件表面基本同时放电的目的，从而减轻镀层发花现象。
&&& 该工艺在推广中得到好评，此法已由镀槽中进行改在另设的100g／L的氢氧化钠的小槽中进行，这样做既能避免镀锌溶液遭到污染，又能减轻活化溶液中氯离子的危害。当碱液中漂有油花时要更换新液，此碱液改作钢铁件的除油或铝件碱蚀之用。
&&& 此工艺方法对事先未经洗刷和电化学除油油件来说尤为必要，且对减轻镀锌溶液中污染物的带入起到了把关作用。
由镀槽渗漏引起镀层质量故障
由镀槽渗漏引起镀层质量故障某电镀厂发现锌酸盐镀锌溶液沉积速度缓慢，覆盖能力差。曾向笔者请教，笔者提出该问题多由“四偏低、一偏高”引起，即溶液浓度偏低、添加剂含量偏低、电流密度偏低和溶液温度偏低，以及三乙醇胺含量偏高。但这些可能原因都被厂方一一否定了。原来溶液在两星期之前已经化验过，锌、碱主要材料还略高于原工艺配方范围，氧化锌ll．7g／L，氢氧化钠138g／L；当时正值三伏季节，溶液温度肯定高于工艺条件要求，添加剂加过多次，电流密度也作过多次调整。为此笔者去了现场观察，发现添加剂已不能再加，镀出的工件已见有稀稀落落的气泡，电流密度粗略的估算也已在允许电流密度的上限，化验报告的数据应该是可信的(是专业电镀化验的)。这时笔者找来一只烧杯摺了半杯溶液，想从溶液的颜色中寻找这一故障的线索，如颜色加深了有可能是三乙醇胺浓度过高。见到的却是另一种情景，溶液似乎较稀，不如原配制时稠。分析可能是三乙醇胺过低了。于是笔者对溶液进行了化验。笔者的判断得到证实，化验结果显示，氢氧化钠只有83g／L，氧化锌也只有7．5g／L，与协作厂化验报告比较数据差别较大。据厂方说当时工作量不大，溶液中有效成分不可能消耗如此之快。于是笔者重点检查了镀槽周围，看是否有渗漏的迹象，结果发现在靠背面的右角离地面近处有碱迹，仔细看溶液在涓涓流着。当时笔者问操作者是否天天往溶液中添加自来水，对方说每天使用前要加2～3cm自来水，认为天气热，溶液蒸发快，工作时溶液随工件的带出也不少。其实当时虽是夏季，但不加温的溶液不会有多少蒸发，而工件的带出则更少，况且有随工件带出，也有随工件带入的水分。随后笔者指出了厂方还未发现的隐患。经镀槽修复和溶液浓度调整后这一故障现象已彻底得到解决。 由于镀槽渗漏而造成镀液流失，经济上受到损失、环境上遭到污染的事时有所闻。究其原因多由使用的镀槽过于陈旧，或新制作的材料选择不当或焊接工艺欠佳。笔者建议对这类现象予以重视，以免类似问题再次发生。由镀槽渗漏引起镀层质量故障
镀锌溶液中碳酸盐积累
镀锌溶液中碳酸盐积累 某厂10000L的锌酸盐镀锌溶液配制，使用已多年，质量基本正常，但后来发现镀层烧焦现象逐渐严重。把可能引起这一现象的原因逐一排除之后，考虑到溶液中碳酸盐含量可能超标(据有关资料介绍锌酸盐镀锌溶液中碳酸钠不得超过100g／L)，于是笔者用冷却方法进行了试验，取一小瓶溶液在冰箱内冷却(冷却室温度4～5℃)，结果一瓶溶液有半瓶多晶体碳酸钠析出，能倒出的溶液不足半瓶，由此可见碳酸钠含量之高。锌酸盐镀锌液中的碳酸钠除氢氧化钠中含有此盐之外，工作时吸收空气中的二氧化碳又会把氢氧化钠逐渐转化而积累的，这一现象在高温季节和溶液在空气搅拌下尤为明显。 锌酸盐镀锌溶液中碳酸超过上述浓度并镀层易烧焦之外，镀液的电阻将会增加、升温加大，电流密度上限值降低。治理方法：将整槽溶液移至室外(当时正值冬季，晚上室外温度接近0℃)，让其自然冷却，结果连续三个晚上共捞出结晶碳酸钠近100kg，溶液经调整、补充后镀出锌层质量得到改善。捞出的碳酸钠经过清洗和两次结晶，净化之后保存，留作化学除油时使用。 上述故障如发生在夏季，则可采用自然冰冷却：找一只铁桶或小号铁槽，套入镀槽内，放进自然冰块，镀锌溶液遇冷后即会在冰桶(槽)外壁上结晶析出，然后用铁耙从槽中捞出来即可，待铁桶(槽)内冰块溶完后再投入冰块，如此连续数次后镀锌槽中过多的碳酸钠即能基本除尽。如无上述条件，也可用熟石灰沉淀法予以除去。镀锌溶液中碳酸盐积累
由锌阳极布袋受堵引起溶液故障
由锌阳极布袋受堵引起溶液故障某厂锌酸盐镀锌阳极板是放在由多层棉布制成的布袋内。由于长期不清理，布袋在溶液中受到盐、碱、油污及添加剂的反应产物的侵蚀，形成一层坚硬的污垢，牢牢地吸附在布袋周围，几乎把布的缝隙都封住了，犹如冰冻似的，几乎没有透水性。由于这一原因，致使溶液中锌含量不断下降，在频频添加氢氧化钠之后仍未能有所改观，这是因为阳极板的口袋内外已基本是互不相干，任你袋外频频添加多少氢氧化钠，袋内阳极照样是一副“黑脸膛”。 笔者根据现场所见情况，协助厂方提出了如下治理措施： (1)取出阳极板，用稀盐酸洗刷去表面的吸附物和钝化膜； (2)取出阳极套袋，连同袋内溶液吊挂在空槽内让其自然涤净； (3)涤净溶液后的套袋用热碱水洗刷后再用3％的稀盐酸浸泡； (4)镀槽液面上的油污用粗纸吸附干净； (5)用活性炭处理后过滤。 若当时无时间过滤，也可用碱性镀锌液综合净化剂CK一778，它能除去Cu2+、Fe2+、Pb2+、Sn4+、Cr6+等多种金属离子，且CK一778中的凝聚物还能吸附镀液中的机械杂质和添加剂的分解产物，净化后效果很好，边处理边捞去液面的悬浮物，然后补充适量添加剂和光亮剂，再稍加电解即可恢复正常。 要保持这一状态，除阳极套袋不可过厚之外，经常清理又是很有必要的。由锌阳极布袋受堵引起溶液故障
工作时镀槽内壁泛泡
工作时镀槽内壁泛泡某乡办电镀厂有一只铁质的锌酸盐镀锌槽，有一段时期槽体内壁总是冒着气泡，当阳极杠上挂上锌板后，槽壁的气泡冒得更多，镀层质量明显恶化，重要反映是：分散能力下降，镀层变粗糙并发暗，镀件的边缘部位有密集的小泡，厂方对此感到疑惑不解，邀笔者前去帮助解决。笔者在现场见到实际情况分析可能是槽体带电，但从外表检查无论是导线还是极杠与槽体之间无连接的可疑之处，但当接上电源用细铜丝检查阴极杠与槽体之间是否有短路时，整流器上的电流表指针突然上升，这种情况无疑是槽体与阳极之间已连接。此时笔者用铁钩向槽底拨动即发现了问题，原来槽体与锌阳极板之间另有一块锌板联系着。据一操作者说，这块锌板已掉落多时，当时这块锌板的上半部在与溶液面交界处溶断后掉人槽内的。由于此块锌板在槽内倾斜靠在槽壁上，补上的一块锌板下端正好靠在此倾斜的锌板上，此时阳极与槽体即连成一体，由此大面积的两种不同电位的金属接触在一起，在电解质溶液中即成为大电池，在不工作时电位比铁负的锌即为阳极，而铁质槽体则成为阴极，从而加速了锌的腐蚀，即电化学腐蚀，久而久之溶液中的锌离子浓度逐渐增大，致使锌与氢氧化钠的比例失调。当工作时，由于大面积的铁质槽体因与阳极板连接而与锌板同时作为阳极，同样受到电化学的腐蚀，虽然是极微量的，但由于其面积大并随着时间的延伸，溶液中的铁离子必然也会增加，由于上述诸多原因，从而引起质量故障，这是不足为奇的。在解决并说明事故起因的同时，根据该厂在锌酸盐镀锌工艺中的这些薄弱环节，笔者向厂方提出了以下的改进建议。 (1)由铁质镀槽改用塑料镀槽。槽体与锌块的接触是难免的，特别是利用钛篮盛放碎锌块作阳极时尤为可能。 (2)锌与不溶性阳极不要同时使用。锌的电位比铁负，工作时锌易于失去电子，为此对调整溶液中锌离子的含量意义不大。 (3)锌与不溶性阳极必须同时使用时应采取的措施。当锌板不足而阳极面积过小时，为防止阳极板的钝化，有必要补充不溶性阳极时，则停止工作时必须把锌板由溶液中取出来，以防锌的溶液中的电化学腐蚀，影响溶液锌离子的上升。 (4)铁质不溶性阳极板须镀镍。铁质不溶性阳极实际上是有微量溶解的，久而久之必然会污染溶液，而用镀镍铁板则可解决此难题。 镀镍铁板的镍层厚度应不少于30μm，并以暗镍为佳，不可用其他镀层代替。 (5)锌阳极板在处于溶液液面交界的部位用塑料带包扎绝缘。为提高锌板的利用率，可在锌板与溶液液面的交界部位用塑料带予以绝缘，因为该部位电流较大，并在溶液晃动时获氧的机会比在液面下多，更易产生化学性溶解，此外还可防止镀件上层部位电流过于集中而造成镀层过厚或烧焦。工作时镀槽内壁泛泡
通过改变工件的结构形式来改善镀层质量
通过改变工件的结构形式来改善镀层质量某电镀厂接收一批图纸上标有一个锐角和三个盲孔底部都要镀上锌的要求，经试镀无法镀上，因了解到这种工件以后要批量生产，为满足设计要求，提出了改进图纸设计的建议，经协商后同意改图，即锐角的底部由原来的三角形改成弧度；盲孔改成通孔。经此两点改进后不仅镀出镀层质量有所改善，且操作方便，客户满意，工件的使用性能也不受影响。类似上述问题笔者曾遇到过多起，例如镀l00mm×100mm×180mm的盒子形工件的盒内设辅助阳极也较难镀全，后经设计协商，在底部的四个角处各打一个l0mm的孔，经此改进后镀出工件完全满足了要求。 由于结构设计者对电镀的加工工艺不甚了解，在结构设计中提出苛刻要求在所难免，电镀工作者提出合理的结构要求有时能达到两全其美的救果。这项工作电镀工作者只有建议权，并必须经原结构设计师同意，原机械加工者加工，切勿自作主张改变原件外形，否则造成后果自负。通过改变工件的结构形式来改善镀层质量
提高镀锌溶液分散能力的十条措施
提高镀锌溶液分散能力的十条措施电解液的分散能力就是在电解液中阴、阳极间距不等的条件下，工件各个部位都能取得均匀镀层的能力，是评估电解液的工艺配方和镀层质量优劣的重要指标。在日常工作中如何保持与改善电解液的分散能力又是电镀工作者的重要研究对象。以下十条措施，笔者经多年验证可以有效地改善电解液的分散能力。 (1)采取屏蔽阴极。对于形状复杂且又无法使用辅助阳极的工件可采取屏蔽阴极的方法，即把尖端凸出的部位予以保护，从而可以加大电流强度，提高深凹部位的电流密度，达到改善电解液分散能力的目的。 (2)采取辅助阳极。采取辅助阳极是提高电解液分散能力的有效方法，可使工件的凹入部位同时获得离子放电的机会，在批量生产中只要把阴、阳极之间绝缘问题处理好，把阴、阳极装配在一起，操作时同样是很方便的。 (3)扩大阴、阳极之间的间距。扩大阴、阳极之间的间距可使工件的凸出部位与凹入部位与阳极之间的距离比例缩小，从而有利于凹入部位顺利的沉上锌层。具体操作方法：移动阴极杠位置，将阴极杠偏向于对极。 (4)改变工件的吊挂方向。挂镀时有意的把深凹面朝向阳极，可使电力线均匀分布，达到同时获得离子放电的机会。 (5)增加阳极面积。锌酸盐镀锌的阴、阳极面积之比为l：2阳极面积不足容易发生钝化，这时有效的阳极面积进一步缩小，从而影响导电性能和需要的电流密度，而后影响电解液的分散能力。 (6)合理分布阳极。合理分布阳极同样是提高电解液分散能力的关键，操作时要根据工件的形状分布阳极，把阳极多集中在工件的凹人部位，远离工件的凸出部位，达到调节不同部位、不同要求电流密度的目的。提高凹入面电流密度有利于提高该部位的分散能力；降低凸出面电流密度又有利于避免该部位镀焦的可能。 (7)采取冲击电流。工件挂入镀槽初期，采取一倍于正常电流密度的电流进行冲击，这一方法可使不易沉上镀层的部位先沉上薄层锌，然后在正常电流密度继续镀时在此薄层锌上容易沉上锌，即在正常电流密度条件下，锌在锌上的沉积比在钢铁表面上的沉积容易，否则有可能最终还是镀不上锌。 (8)采取移动阴极。移动阴极可以适当提高电流密度，也就有利于提高电解液的分散能力，是尖端凸出部位却不容易镀焦。 镀槽如未设有阴极移动装置，则可采取手工晃动工件的方法予以替代。 (9)维持正常的添加剂浓度。电解液中含有适量的添加剂浓度能扩大电流密度范围，并能明显地改善镀液的分散能力和覆盖能力。 (10)调整氧化锌与氢氧化钠配比比例。当镀液中锌离子含量超过工艺配方中氢氧化钠比例的浓度时就会影响镀液的分散能力。此时应及时予以调整。锌酸盐镀锌是目前众多镀锌工艺中的主要工艺，且锌酸盐镀锌工艺对溶液的分散能力较为敏感，当工件形状偏于复杂，电解液组分稍有变化，工艺条件稍有偏差时，电解液的分散能力即会受到影响，常为此而影响到该工艺的应用与推广，且因锌酸盐镀锌工艺中所出现的这一现象较接近某些镀种，故又可作为其他一些镀种类似质量问题的借鉴，因而大家对此工艺都较关注。提高镀锌溶液分散能力的十条措施
镀锌溶液维护工作中的三大要点
电镀溶液符合镀件加工要求，是保证生产能否正常进行，并保证产品质量的关键，要做好这一方面的工作，首先要做好以下三点。
&&& (1)防止溶液中有效成分发生偏差。有重点的控制锌与氢氧化钠的含量：当锌含量过高，氢氧化钠含量过低，二者比例失调或添加剂含量不足时，电解液的分散能力即会明显下降，平时要根据工作量或镀出工件的质量及时进行化验分析。
&&& 平日下班时应将阳极板从镀槽中取出来，以防因此而引起化学腐蚀，当镀槽中同时挂有不溶性铁板时还可能引起腐蚀速度更快的电化学腐蚀。
&&& 添加剂需根据实际添加，没有添加剂的锌酸盐镀锌溶液只能镀出海绵状镀层，只有加入添加剂之后才能得到细致光亮的镀层质量。由此可见，添加剂在镀液中是起决定性作用的，应予以高度重视。
&&& (2)防止溶液被氧化性物质污染。氧化性物质主要是指硝酸根和铬酸根，这些物质在电解液中积聚到一定量之后即会引起低电流密度区镀不上锌、分散能力明显降低。
&&& 出现上述情况时可分别采取下列措施予以解决：
&&& ①属于硝酸根污染的，可采取小电流电解处理使电解液中的硝酸根还原为氨气逸出；
&&& ②属于铬酸根污染的，可采取0．2～0．4g／L的保险粉(连二亚硫酸钠)处理，使六价铬还原为三价铬，其反应方程式为
2H2Cr04+Na2S204+2NaOH→2Na2S04+2Cr(OH)3
&&& (3)防止溶液被重金属污染。锌酸盐镀锌溶液中主要的重金属杂质是铜和铅。铜杂质会使镀层粗糙无光，停镀时可用小电流电解处理，或用锌粉处理，效果都很好。锌粉加入量为0．5～1g／L，加入后要剧烈搅拌，静置并在2h内过滤，不然锌粉溶解就会失去意义。这也是这种处理方法的不足之处。
&&& 铅杂质主要来自劣质锌阳极，铅会使镀层发黑不光亮。可加入0．1～0．2g／L硫化钠使之生成硫化铅沉淀。但硫化钠切不可加入过量，以免引起镀层发黑。
&&& 添加硫化钠时必须充分稀释，并缓慢、细流条地在充分搅拌下加入。
镀锌工艺中电流密度与温度的关系
电镀工艺中认真执行工艺条件是保证镀层质量的先决条件，稍有疏忽即有可能发生质量故障，如溶液温度和电流密度的掌握都是十分重要的。同时还要懂得其中一项工艺条件的变化，另一项也需相应予以调整的技能。具体举例如下。
&&& 根据电解液的温度，调节好相适应的电流密度，温度稍高时要适当提高电流密度，温度稍低时则相反。电流密度偏低，工件深凹部位的电流密度会远远低于工艺要求，此时，这一部位的镀层会出现乌暗、灰黑色，这是镀层中含有过多的重金属杂质之故，甚至出现无锌层沉积；电流密度偏高虽有助于提高电解液的分散能力，但电流效率降低，工件的尖端部位容易镀焦，否则还需采取阴极屏蔽措施。
&&& 电解液的温度偏低时虽对电解液的分散能力没有太大影响，但允许的电流密度很低，沉积速度缓慢，否则需要大大的增加电镀时间；电解液的温度偏高时电解液的分散能力会明显下降。
&&& 由于操作者对溶液温度和电流密度这两项工艺条件的重视不够，及对二者之间一项条件的变化另一项需采取相应的措施以得到适当弥补的技巧未能熟练掌握，结果造成多次返修，既影响了产品质量，又拖延了生产周期。后经技术上的指点，这一问题终于得到了解决。
锌阳极易钝化
锌阳极钝化后溶液中锌离子得不到补充，沉积速度将会受到严重影响，允许的电流密度上限降低。
&&& 引起锌阳极钝化的原因主要有以下两种。
&&& (1)溶液中氢氧化物浓度过低。其解决方法可根据分析予以调整，否则有可能因此而引起一系列质量问题。
&&& (2)阳极面积过小。其解决方法为保持阳极面积与阴极面积之比不小于2：1。但又必须与镀镍铁板相搭配，否则又可能会因阳极面积过大而加快锌离子的积累。
电镀锌资料】
影响镀锌层沉积速度的十二种要素
影响镀锌层沉积速度的十二种要素
(1)前处理不彻底。工件表面有氧化膜，影响锌的正常沉积。
&&& (2)导电不良。电流在导线上消耗，分配到工件表面的电流过小。
&&& (3)工件含碳量高。高碳钢、铸铁件等会降低氢的析出电位，工件表面析氢加速，电流效率降低。
&&& (4)工件绑扎过密。镀锌时工件局部遭到屏蔽而导致镀层过薄。
&&& (5)镀液温度偏低。当镀液温度偏低时配送的电流密度相应降低，镀层的沉积速度也必然降低。
&&& (6)镀液中氢氧化钠含量偏高。氢氧化钠含量偏高时电流效率相应降低。
&&& (7)镀液中添加剂含量偏低。添加剂含量偏低会影响分散能力，镀层局部显得过薄。
&&& (8)受镀件面积估算不足，施镀时配送的电流密度显得过小。
&&& (9)工件悬挂方法不当，与锌阳极间距过大，应调整位置。
&&& (10)工件过腐蚀。降低氢的析出电位，工件表面析氢加速电流效率降低，从而影响锌的沉积速度。应在酸洗溶液中加入适量的缓蚀剂，局部处氧化皮过厚先用机械法除去，酸洗过程中多作检查。
&&& (11)阳极钝化。有效面积减少，影响电流的正常分布。
&&& (12)氢氧化钠含量偏低。若氢氧化钠含量偏低时，电流密度提不高，阳极钝化
镀锌溶液中锌离子过快积累
镀锌溶液中锌离子过快积累
锌酸盐镀锌溶液中锌的含量要严格控制好，当锌的含量超过工艺配方允许值时，对镀层质量有明显的影响，首先是工件的边缘部位易出现小气泡，同时镀层粗糙发暗，溶液的分散能力也会明显降低。锌的积累通常由以下几方面因素引起的。
&&& (1)镀液中氢氧化钠含量偏高。当镀液中氢氧化钠含量偏高时，锌阳极化学溶解速度加快，阴极电流效率降低，锌的实际消耗减少。此时虽然氢氧化钠与锌离子的比例可以趋于平衡，但实际锌的含量仍会有上升。
&&& (2)锌阳极在镀液中自然溶解。停镀时锌阳极未从槽中取出，锌阳极产生自然溶解而破坏镀液中氢氧化钠和锌含量的正常比例。
&&& (3)同时使用锌阳极和不溶性阳极。两种不同性质阳极同时使用时，由于二者在镀液中的电位差异较大，镀镍板实际上起不到多大作用，且由于锌的电位比镍负，锌成为阳极，从而加速了锌的溶解。
&&& (4)锌阳极面积过大。平时应以镀镍铁板为主。只有在批量加工时才增加锌阳极面积。
&&& 镀锌溶液中锌离子浓度过高时除可稀释溶液之外，还可添加适量氢氧化钠予以平衡。
常见锌镀层结合力差的六种可能原因
常见锌镀层结合力差的六种可能原因
引起锌酸盐镀锌层结合力差的因素很多，其中以下六种情况尤为多见。
&& &(1)光亮剂添加过量。锌酸盐镀锌层的光亮度稍逊于氯化钾镀锌层，有人认为可以用添加光亮剂来弥补，结果不但达不到预想目的，镀层的结合力还受到严重影响。
&&& 这一现象多发生在溶液严重老化阶段。这时镀液中有机物质过多，属于镀层中晶格严重扭曲之故。在这种情况必然会引起内应力增加，从而导致脆性增大，出现脱皮。为避免这种现象的出现，首先要合理控制光亮剂的用量，并适时地用活性炭进行吸附处理。
&&& 解决方法：稀释、用活性炭处理，调整溶液成分，平时要少加、勤加。
&&& (2)工件镀前在镀槽中停留时间太长。有人认为锌酸盐镀锌溶液是碱性的，把经过前处理的工件挂在镀槽中，待聚够一槽后再配电施镀，结果工件发生钝化，影响到镀层的结合力。
&&& 解决方法：工件在槽内不要过长时间停留，以免引起钝化。
&&& (3)镀层过厚。镀层内应力和脆性增大，工件边缘部位的镀层易起泡和脱落。
&&& 解决方法：镀层厚度要控制在20μm以内。
&&& (4)镀液表面浮有油污。工件人槽后被镀液表面的油污和光亮剂分解物组成的污物所包围。从而引起镀层脱皮。
&&& 解决方法：这层浮油应随时用厚层手纸吸除，工件入槽后先在镀液中抖动几下，使吸附在工件表面的油污脱离下来。
&&& (5)工件除油不彻底。有人认为锌酸盐镀锌溶液是碱性的，必定有除油能力，前处理可以马虎一点。其实镀液虽是碱性的，但当有油
&&& 污的工件人槽后，在其与碱性物质起作用之前，锌离子即抢先放电析出，锌层沉积在薄层油膜上，结合力显然会降低。
&&& 解决方法：加强前处理工序。&&&
&&& (6)工艺条件控制不当。工艺条件偏差过大，尤其是溶液温度要求为室温。室温通常是指18～25℃，但有人又认为既不加温又不降低即指的就是室温，冬季室内温度低于10℃时仍认为是室温，结果由于电流密度没有按温度的变化而变化而导致影响镀层的结合力。
&&& 解决方法：根据溶液温度范围的变化来调节电流密度，当溶液温度过低时需要适当加温。
镀锌层出现海绵状
&(1)原因分析：镀液中添加剂含量不足，锌酸盐镀锌的添加剂多属表面活化剂，电沉积过程中，添加剂在宽阔的电位范围内产生吸附，从而减缓锌离子的放电步骤，提高阴极极化，使OH一在电极过程中的活化作用获得控制，使镀层结晶细微、光亮。
&&& (2)改善措施：添加剂目前尚未见有分析方法，一般根据镀层质量凭经验添加。但又不宜添加过量，否则必然会出现镀层发花、钝化膜发雾、镀层起泡、脆性增大、容易变色、结合力降低等故障。
&&& 根据笔者经验，在满负荷生产条件下，DPE-3的加入量约在1mL／(L·日)较为合适，但又要根据配送的电流密度，冬、夏季的温度差异，材料的实际浓度及其他实际情况酌情增、减。
铸铁件镀锌后泛“霜”
&(1)原因分析：由于铸铁件表面遍布缩孔、砂眼，孔隙中极易积聚溶液，且较难洗脱，往往库存期间(甚至在现场)表面出现“霜”、变色，严重影响镀层质量。
&&& (2)改善措施：为防止上述现象的发生，可采用在冷、热水中反复浸泡的方法，即利用热胀冷缩原理把孔隙中的溶液排挤出来，方法简便且效果良好。
&&& 若设计者同意，经过上述工艺处理之后即在烘箱内干燥，并浸一层水溶性清漆，则效果会更好。
铸铁件表面难以沉上锌
铸铁是含碳量高达2％(质量分数)以上的铁碳合金，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。同时由于材料表面过于粗糙，遍布砂眼和缩孔，组分中含有磷、硫、硅、石墨和钛等多种元素，从而出现电镀过程中氢的过电位过低现象，极易引起析氢，给金属沉积带来困难；而酸洗时又会增加氢原子的吸附量，吸附的氢源子中除了部分结合成氢气散发到空气中，还会有相当部分氢原子向铸铁的基体中扩散，造成较多的氢气压力，不但会影响铸铁件本身的力学性能，在电镀过程中还会引起大量析氢，不但严重地影响镀层的结合牢度，还会引起电流效率急剧下降，进一步增加电镀的困难程度。
&&& 铸铁件电镀经工艺上作某些改进后所获的镀层质量从外表看都能得到满意的效果，但由于其本身材料所具有的特殊性，镀层对基材的妨护性远远达不到要求。为此，提出以下建议，供结构设计师和机械、电镀工艺师参考。
&&& (1)镀件的结构设计尽量少采用铸造成型加工工艺，尤其是在恶劣环境条件下的使用件。
&&& (2)非用铸造成型不可的，建议采用铝压铸或铜合金铸造。
&&& (3)采用其他涂覆工艺代替电镀，如喷漆、喷塑。
&&& (4)工件成型后镀前可增加喷砂工序。
&&& (5)使用氯化钾镀锌代替锌酸盐镀锌工艺。
&&& 这一难题笔者采取下列四点措施。
&&& ①擦刷除油代替电解除油。由于铸铁件遍布缩孔、气孔和砂眼沮组分中含有多种杂质，故不适宜采用电解除油。否则会因严重渗氢或铸铁件本身的氧化给电镀时增加难度。采用化学除油后再用棉纱蘸石灰水擦刷相结合的除油方法代替电解除油较为理想，经擦刷后再在清水中用鬃刷刷一遍，能使进入砂眼等处的污物冲刷干净。
&& ②喷砂代替酸洗。应用喷砂代替酸洗可以避免酸洗时渗氢，减凝氢气压力，以防影响铸件本身的力学性能，有利于提高电流效率，
&&& 有助于金属沉积和增强镀层的结合力。
&&& ③调整活化溶液的工艺配方。调整活化溶液的工艺配方是为适应铸铁件本身特性的需要。实验证明，铸铁件的镀前活化采用此工艺配方具有较强的活化能力。
配方与工艺条件为
盐酸50mL／L，氢氟酸50mL／L，室温，时间0．5～1min。
&&& ④初施镀时采用冲击电流。镀件入槽后采用高于正常电流3～5倍的电流密度冲击镀，经1～2min后可使铸件表面率先形成一层薄薄的镀层，然后在此镀层上采用略高于正常的电流密度即能沉积出正常镀层，此法效果显著。
&&& ⑤预镀一层酸性锌，然后在此酸性锌层上用锌酸盐镀锌加厚。在不具备上述条件下，采用此工艺同样是一种好办法。
低电流密度区镀层呈灰黑色
低电流密度区镀层呈灰黑色
低电流密度区镀层呈灰黑色是较为多见的故障现象。
&&& (1)原因分析。低电流密度区引起镀层呈灰黑色的因素很多，较为常见的有以下几种可能。
&&& ①被铅离子污染。镀液中铅离子的含量过高，超过l5mg／L，此时，镀液分散能力下降，镀层经稀硝酸出光后会出现黄色条纹。
&&& 铅离子主要是由劣质锌阳极带入的，为防止铅的污染，锌阳极需用o#锌或l#锌。
&&& ②被铁离子污染。镀液中铁离子含量过高，达50mg／L，如铁离子含量进一步提高，镕液会出现胶体絮状物，钝化后会出现紫蓝色，镀层容易出现气泡。
&&& 铁离子主要是由劣质氢氧化钠或工件带入。因此，氢氧化钠要选用白色片碱。带赤色的氢氧化钠绝对不可用，工件进入镀槽前应彻底清洗。如使用铁板作阳极，则阳极溶解而积累铁离子，应使用镍板或镀镍铁板作为阳极。(难道镍板不会溶解吗？用久镀槽药水会变绿色？)
&&& ③被铜离子污染。镀液中铜离子含量过高，达20mg／L，此时，镀层粗糙，光亮度降低，且光亮电流密度范围随铜离子含量的增加而逐渐缩小。
&&& 铜离子主要是由挂钩和洗刷铜杠时带入的。
&&& 当这些杂质离子在电解液中超过各自允许值之后，会在低电流密度区，即工件的深凹部位出现乌暗、灰黑、浸亮、钝化处理都难以改观。
&&& (2)解决方法
&&& ①硫化钠处理。取0．1～0．5g／L化学纯硫化钠，溶于20倍以上的冷水中，在剧烈搅拌下，缓慢加入镀液中，加完后继续搅拌20min，使之与镀液中的重金属离子充分反应，生成硫化物沉淀。
&&& ②锌粉处理。取1～3g／L锌粉，在剧烈搅拌下缓慢加入镀液中，使之与重金属离子发生置换反应，加完后继续搅拌20min，静止2h后进行过滤，静置时间不宜过长，否则失去处理意义。
&&& ③低电流电解处理。取镀镍铁板数块作阴极(面积宜大些)，以0．1～0．2A／dm2的电流密度进行电解处理，处理时间视试镀后情况而定。使用过的镀镍铁板表面的黑色镀层必须在酸中退除，然后方可作阳极使用。该方法的优点是：操作简便，不损耗镀液。
&&& 采用电解处理具有较好的治理效果，这是因为重金属杂质电位较正，在阴极电流密度很小时就会析出，在一定电流密度范围内，镀层中重金属杂质的百分含量是随着阴极电流密度的降低而升高的，即阴极电流密度较小时锌本身沉积减少，故既不影响生产(可以停产时处理)，又不会像其他化学方法处理时损耗溶液，是值得推广的治理方法。
&&& ④CK一778碱性镀锌溶液净化处理。取2～3g／L CK一778碱性镀；锌溶液净化剂，用与锌粉同样方法进行处理，但不必过滤。净化剂加完后在继续搅拌和静置过程中镀液中会出现漂浮物，可边搅拌边用布网捞去，处理完后最好再用低电流稍加处理，并添加三分之一原配方量的添加剂和光亮剂。
&&& 采用以上①、②、③方法时，需先将槽底的沉淀吸出来，并都需控制用量，缓缓加入，充分搅拌，事后适量添加光亮剂和添加剂，并小电流处理1～2h，否则效果欠佳，甚至会发生副作用。
镀锌工艺介绍
镀锌工艺的种类
1、氰化镀锌：分高氰镀锌、中氰镀锌、低氰镀锌；
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；
3、碱性无氰锌酸盐镀锌。
镀锌钝化的种类
1、镀锌白色钝化；
2、镀锌蓝白色钝化；
3、镀锌彩色钝化；
4、镀锌军绿色钝化；
5、镀锌黑色钝化。
按照钝化液中的成分又分：三价铬钝化和六价铬钝化。
各种镀锌工艺的优缺点
1、氰化镀锌
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
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
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。
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。
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。
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。
镀锌工艺流程
零件上挂—有机溶剂除油—热水洗—化学除油（或电解除油）—水洗—除锈—水洗—酸活化—水洗—电镀—水洗—出光—水洗—钝化—水洗—烘干
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