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锌镍合金电镀在中国内的发展

放大字体  缩小字体发布日期:2013-02-26  浏览次数:599
核心提示:锌镍合金电镀,是一项电镀新技术。镀层不再是单单的锌层,而是锌镍合金层,通过电镀技术镀在钢材表面。

一、锌镍合金电镀简介

锌镍合金电镀,是一项电镀新技术。镀层不再是单单的锌层,而是锌镍合金层,通过电镀技术镀在钢材表面。

锌镍合金是用于电镀钢件时做可溶性合金阳极的锌合金。电镀用锌镍合金一般熔炼成Zn-2%Ni合金,用Zn-2%Ni合金配制成含镍量0.04%~0.09%的镀锌液,与传统镀锌层相比,镀锌镍合金能有效解决活性钢镀层超厚问题而降低成本,提高镀层耐腐蚀性能。

锌镍合金电镀内在质量控制主要是控制镀液中锌、镍浓度的比例,从而使镀层中镍达到一定含量,要做到这一点,关键是控制锌、镍阳极面积的比例和分控电流大小(要有分析手段,以掌握锌、镍浓度)。外观质量的好坏主要是选好镀锌光亮剂。

二、锌镍合金电镀的发展前景:

锌合金有锌钴、锌铁、锌镍等。其中锌镍镀层抗蚀性最高,主要是指含锌90%~95%、镍50%~10%的合金。这类合金已在世界范围许多领域实用许多年。例如镀锌镍合金薄板已在汽车工业和计算机工业提供优良的生产毛坯,大大改善了抗蚀性。锌镍合金电镀的汽车元件如燃料管、掣动器、传动元件等在某些欧美国家设计图中已标准化,在日本应用范围更广泛。

三、锌镍合金电镀在国内的发展情况

⑴1992年3月广州市二轻研究所袁国伟提出在酸性氯化物镀液中镀得光亮、整平的锌镍合金镀层,经过蓝色钝化处理后,外观和抗蚀性都很好。

⑵1992年9月湖南教育学院韩定国提出氯化物酸性镀锌镍合金,彩虹钝化后盐雾试验4周期后彩色未变。

⑶1992年6月北京航空航天大学朱立群、罗党育研究了锌镍合金镀层涂覆有机漆膜后在5%氯化钠溶液中和盐酸酸雾条件下的耐蚀性,含镍l0%~l5%的锌镍合金镀层耐蚀性最好。

⑷l993年广东花东工艺电镀厂吕安敏介绍两种不同类型的锌镍合金电解液,可获得含镍≤8%的镍锌合金镀层,经后处理可得蓝白、彩色、黑色转化膜,耐蚀性优异。

⑸1997年9月杜捍义、李异(华南理工大学)研究碱性电镀光亮锌镍合金,合成TD添加剂,获得高抗蚀性含镍l2%~l3%的锌镍合金镀层。

⑹1997年6月何为提出氯化物镀液锌镍合金电镀配方,1998年讨论锌镍合金的异常共沉积与正常共沉积的转变。

⑺屠振密等(哈尔滨工大)研究成功低氢脆锌镍合金电镀工艺、研制出721-3添加剂用于氯化物镀液,ZQl用于碱性镀液。

⑻许强龄等(上海轻工业高等专科学院)成功研制出连续镀半光亮锌镍合金镀液添加剂NZ-A。

⑼1996年卢锦堂(华南理工大学)等研究以氨水为络合剂、二甲胺及乙二胺等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光亮剂和聚醚多元醇作添加剂得到结晶细致光亮的锌镍合金镀层。

⑾1993年广州金殿工艺制作有限公司吕安敏通过对微酸性与碱性锌镍合金电镀和转化膜试验,研制抗蚀性比锌大5倍,比镉大3倍的锌镍合金镀层,钝化膜呈光亮五彩色、军绿色和黑色D93。

⑿1993年蔡加勒、周绍民提出XZN一2组合添加剂对锌镍异常共沉积的作用,化学组成、相组成和晶体结构的关系。

⒀1994年熊刚、邹群等(武汉材保所)采用NZ-918系列添加剂在碱性镀锌镍合金镀液中以Dk0.5~6A/dm2获得外观光亮含镍8%~l0%的锌镍合金。

⒁1994年卢燕平、任玉苓等(北京科技大学)优选锌镍(8%~l0%Ni)合金镀层钝化配方,钝化膜稳定性好,其耐蚀性比未钝化的高2倍以上。

⒂1988年江苏扬州电镀厂夏振华在高浓度的氯化镍和硫酸锌的醋酸型镀锌镍合金镀液中,在较高的Dkl5~30A/dm2镀得光亮细致的镀层。

⒃1993年厦门大学杨防祖、许书楷等在含有DIE和AA-1组合添加剂的碱性锌镍镀液中获得结合好、光亮锌镍(5%~l0%镍)合金镀层。

四、对当前我国锌镍合金电镀现状的一点看法

我国对锌镍合金的研究始于上世纪八十年代,其所研究的皆为酸性氯化物电镀工艺。在随后的研究中,专家们成功地解决了酸性氯化物电镀锌镍合金的技术关键-找到并确定有效抑制低阴极电流密度区镍沉积的最佳组合添加剂。由于这一突破,该项工艺可用于形状较为复杂钢铁件的挂镀,也可用于滚镀。自一九九三年起先后多家单位用此工艺投入工业批量生产,其中一项主要加工产品是电缆桥架,在近十年里其加工量达1-2万吨。据悉,酸性锌镍合金电镀虽在上世纪九十年代开始用于工业生产,但无论从其应用的产品品种和数量来说均处于起步阶段,至于碱性锌镍合金电镀在九十年代尚未见用于工业生产的报导。

锌镍合金电镀在我国迅速发展普及还是最近几年的事,但发展的只是碱性锌镍合金电镀,酸性锌镍合金电镀却并未得到相应发展。如前所述,酸性锌镍合金电镀与碱性锌镍合金电镀的工艺特点与酸性镀锌与碱性镀锌的特点类似,工艺的选择均取决于工件的形状(除某些钢种外),有的适用碱性工艺,有的适用酸性工艺,因此,按理锌镍合金电镀两种工艺的使用比例应与酸性镀锌与碱性镀锌的比例大致接近,而不应有悬殊的差别。

据知,我国酸性镀锌占电镀锌总量的50%以上,碱性镀锌约占40%左右,而酸性锌镍合金电镀虽未见全国统计数据,但据我们估计不会超过10%。酸性锌镍合金电镀所占比例如此之低的原因就在于大量本应采用酸性锌镍合金电镀的工件目前普遍采用了碱性锌镍合金电镀工艺。仅据煤矿单体液压支柱为例,全国使用量超过100万支,无数专一为此电镀加工的单位普遍采用碱性锌镍合金电镀工艺而不是酸性锌镍合金电镀工艺。根据专家们对这两种工艺的研发与生产实践,这类加工件在镀层镍含量相同、镀层厚度相同、耐蚀性相似的情况下,采用酸性锌镍合金电镀工艺其生产成本可降低50%左右,产量可提高2倍以上。在此我们不打算对造成我国近年锌镍合金电镀两种工艺不合常理的发展状况的原因进行探讨,但仅预测这种状况将在数年后会得到改变,酸性锌镍合金电镀工艺将逐步上升至它所应占的比例。

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