氰化镀锌层结晶细致、与基体结合力好、耐蚀性高;镀液分散能力和深镀能力好;活化能力、抗杂质能力强、稳定性高、工艺范围宽;同时，槽液的强碱性有较好的除油作用，对前处理要求不高。但镀液剧毒(0.39氰化钠即可致命)，严重污染环境，因此必须加强生产管理，对操作人员加强教育和岗前培训。同时应注意镀液回收和废水处理，在工艺允许的情况下，尽可能采用无氰镀锌工艺。 (1)氰化镀锌电极过程 氰化镀锌溶液中，锌与氰化钠、氢氧化钠形成络合物，即 ZnO+4CN一+20H一+3H20→[Zn(CN)4]2一+2[Zn(0H)4]2一  副反应为 阳极主反应为
(2)氰化光亮镀锌工艺规范 根据配方中氰化钠含量，氰化镀锌分为高氰、中氰、低氰和微氰4种类型。目前，高氰镀锌已很少使用，微氰应用也较少，一般采用中氰或低氰。由于低氰镀锌具有高氰镀锌的所有优点，而且电流效率提高约5%，维护费用降低24%左右，废水处理费降低1/4～1/2，因此尤以低氰使用最普遍，而且近年来国内开发了多种氰化镀锌光亮剂，可获得高光亮的镀层。 1)工艺规范 氰化镀锌典型的基础配方见表4-1。 表4.1 氰化镀锌典型基础配方
氰化镀锌工艺规范见表4-2。
表4-2氰化镀锌工艺规范 ①济南鲁宏电镀厂专利配方。 注：光亮氰锌-92、氰锌-96为武汉风帆技术公司产品;光亮氰锌一94、氰锌-95A为上海永生助剂厂和钱桥助剂厂联合研制。 2)镀液的配制 配制氰化物镀液一定要按照毒物安全操作规范，戴好防护用品，同时开启通风装置，以防中毒。 首先，将计算量的氢氧化钠和氰化钠倒入槽中，加总体积1/4左右的水，充分搅拌溶 解;将计算量的氧化锌调成糊状，在不断搅拌下慢慢加入热槽液中，搅拌至完全溶解;稀释至总体积，加入硫化钠，搅拌10min，让其充分反应，除去重金属杂质;按使用说明书要求加入光亮剂，充分搅匀;用0.5～1A/dm2的低电流密度电解处理3～4h，试镀合格后即可投入生产。 3)镀液组成和工艺规范的影响 ①氧化锌提供锌离子的主盐，其含量与游离氰化物及氢氧化钠浓度有关。如果锌离子浓度高，游离氰化钠与氢氧化钠浓度低，镀层必然粗糙;另外，锌离子浓度还与镀液温度有关，槽液温度高的夏季或没有降温装置的滚镀槽，温度容易上升，宜采用较低的锌离子浓度，以增大浓差极化，保证镀层光泽度和镀液的分散能力。因此在表4-2的工艺规范中，应根据季节适当调整，冬天取上限，夏天取下限，春秋取中间值。 ②氰化钠 高、中氰镀液中氰化钠是主络合剂，在低氰镀液中氰化钠的存在对改善镀液和镀层性能起着重要作用。归纳起来，氰化钠在镀液中起三种作用，即络合、导电和电极活化作用。所以镀液中游离氰化钠浓度提高，镀液分散能力提高，阴极极化增大，结晶细密，厚度均匀，还能增强镀层结合力，所以氰化钠可作为改善镀层质量的介质。氰化钠也是一种很好的导电盐，增加了镀液导电能力，在降低槽电压同时，也改善了镀液的分散能力和深镀能力。氰化钠对阴极或阳极来说，都是良好的活化剂。在阴极上，工件入槽后产生的大量新生态的氢气，是非常活泼的还原剂，氢气的逸出，既起到了机械搅拌作用，又使附于工件表面上的油脂除去，同时，，新生态的氢还可将工件表面存在的氧化物除去。因此如果前处理质量不高，会看到阴极上有大量氢气逸出。氰化钠也是良好的阳极活化剂，能防止阳极锌板的钝化。少量氰化钠的存在，对重金属杂质有络合作用，可防止其干扰，镀层纯度高、耐蚀性强。因此氰化物具有多种作用，要寻找其替代品具有一定难度。 ③氢氧化钠氢氧化钠在氰化镀液中也是一种良好的络合剂，但其络合能力小于氰化钠;氢氧化钠是一种很好的导电介质，其导电作用强于氰化钠;同时氢氧化钠也是锌阳极的去极化剂，提高氢氧化钠含量，可防止阳极钝化。因此，中、高氰镀液中如果氢氧化钠浓度低于70g/L，电流效率则小于30%，镀层乌暗发灰，这是因为Zn(CN)42-转化为Zn(OH)42一，在电极上转化为Zn(OH)2放电;在低氰镀液中氢氧化钠是主络合剂，其含量与碱性锌酸盐镀锌相当，NaOH：Zn=8～10为宜，如果含量太高则电流效率下降，甚至形成海绵状镀层，阳极溶解快，锌浓度升高，造成生产效率下降。同时氢氧化钠还有减少氰化物水解的作用。 ④氰化镀锌光亮剂 以镀锌作防护一装饰性镀层的小五金件等，要求镀层光亮平滑;同时，为保护环境，普遍采用低铬或超低铬钝化，为此国内外开发了一批氰化镀锌通用光亮剂，如氰锌-96、氰锌-94、CKZ-840等。 氰化镀锌光亮剂可分为无机和有机两大类。 无机光亮剂主要是硫化钠和多硫化钠，添加量为0.5～2.0g/L，每次添加0.1～0.2g/L为宜，但低氰或微氰镀液要少加，甚至不加。硫化钠加入后，起到光亮作用，使镀层结晶细致;同时硫化钠还能与铜、铅等杂质生成沉淀，净化槽液。近几年国内外报道的无机添加剂还有镍盐、钻盐、钼盐、三价铬以及碲盐和某些稀土元素，这些元素的加入能提高镀层抗蚀性能，但必须严格控制加入量，否则将产生镀层粗糙发黑、难以钝化等问题。 有机光亮剂有高分子化合物，如明胶、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺等;有芳香醛和杂环化合物，还有最近开始使用的植酸等。但性能优越的氰化镀锌光亮剂多是组合型的，即不再使用单体，而是用两种或两种以上的化合物加成或缩聚，如采用杂环化合物(咪唑、烟酸)与环氧氯丙烷缩聚等，反应式为 杂环化合物与环氧氯丙烷的加成物在氰化镀锌中寿命较长;植酸是一种很好的电镀添加剂，在碱性锌酸盐镀锌中甚至可以替代部分氰化钠。氰化镀液中，加入0.1～0.2g/L的植酸，再配以季胺化的聚乙烯亚胺、芳香醛或杂环化合物，能形成一种良好的光亮剂。 ⑤阴极电流密度 阴极电流密度与镀液含氰量、温度、槽液中离子浓度等有关。低氰镀液电流密度范围比中、高氰化镀液要窄一些，生产中选用l～3A/dm2;镀液温度高，电流密度可适当提高，反之要降低;槽液浓度高，电流密度也高;槽液有搅拌或电源有周期换向时，电流密度可开大。电流密度低，沉积速度慢，容易出现阴阳面，光泽欠佳;电流密度过高，凸出部分易烧焦。 ⑥温度 底于10℃，镀渡屯导率和允许也流密度降羝，沉积速度渡熳，高于4D℃，氧 化钠易分解，光亮裁和氰化镦消耗增多，阴极极化降低，结晶粗糙. ⑦电流周期换向氰化镀锌采用周期换向电流(简称PR电流)时，可以加大电流密度，使镀层均匀、结晶细致、光亮度增加，还可以降低槽液中游离氰化钠含量，分解减少;同时由于周期换向，使阳极得到活化，即使在氰化钠含量较低时，阳极也不易钝化。一般换向周期可采用阴极：阳极=15：2。 ⑧阳极正确选择阳极是减少镀液故障的关键，根据锌板纯度，应该选用0号锌(纯度99.995%)或1号锌(纯度99.95%)，低于这两种牌号的锌不能使用。压延锌比铸造锌阳极的杂质少，而且溶解性能好。阳极电流密度以l～2A/dm2为宜，高于2A/dm2阳极易钝化。为增大阳极面积可采用不溶性阳极如钢板或镀镍钢板作为辅助阳极，但在停镀时间长时，辅助阳极要提出，因为挂在同一极杆上的锌和铁会产生原电池腐蚀，锌溶解加快，导致镀液中锌离子浓度升高。 ⑨杂质影响及排除 氰化镀锌液中由于CN～的络合能力，使部分杂质被络合，干扰能力下降。常见的干扰离子主要是Cu2+、Pb2+及Cr6+等。Cu2+的主要来源是阳极钩和阳极棒上的铜绿落到槽液产生化学溶解，其影响是使镀层在硝酸出光后产生雾状或在低电流密度区镀层发黑，一般其含量应低于0.2g/L;Pb2+杂质主要是阳极带入的，它可使阴极电流效率下降，镀层在铬酸盐钝化后出现黄色斑迹，其含量应低于0.04g/L;Cr6+是危害较大的杂质，能影响镀液深度能力、降低电流效率。 Cu2+、Pb2+杂质可以加入0.5～1g/L的硫化钠，使之生成硫化物沉淀;或通过瓦楞铁板，以0.1～0.15A/dm2低电流密度电解处理;Cr6+可先用保险粉进行还原处理，使其形成体积较大的氢氧化铬沉淀，过滤除去。 现在也有一些商品纯化剂，其组成主要是锌粉和一些还原剂，该类物质在去除金属杂质同时，还能吸附部分光亮剂分解物。 (3)氰化镀锌常见故障及解决方法 氰化镀锌常见故障及解决方法见表4—3。 表4-3氰化光亮镀锌故障及解决方法 |
