高强钢上电镀，可作为代镉镀层，多用于军品生产。此外，锌镍合金电镀的镀液分散能力、覆盖能力好，可以不用剧毒的氰化物体系，电流效率高，镀层光亮平滑。 电镀工业中常用含镍15％以下的合金，耐蚀性好又易镀铬，也可钝化处理。镍含量高的锌镍镀层镀铬困难，钝化也难，镍含量过高耐蚀性反而下降。 锌镍合金镀液有氯化物型、硫酸盐型和碱性锌酸盐型。一、氯化物体系电镀锌镍合金 (一)氯化物体系电镀锌镍合金的工艺规范 弱酸性氯化物电镀锌镍合金的主要优点：电流效率高，通常都在95％以上，沉积速度快，对钢铁基体氢脆性小，污水处理比较简单，容易得到高镍含量的合金镀层，但缺点是镀液的分散能力不够好，对设备腐蚀性较大。 1．氯化物体系电镀锌镍合金的工艺规范(见表4—2—3) 表4—2—3氯化物体系电镀锌镍合金的工艺规范  2．镀液的配制 在镀槽中加入所需总体积1／2的去离子水或蒸馏水，加热到70℃左右，先加人硼酸，并搅拌，使之全部溶解，依次加入氯化锌氯化镍、氯化钾、氯化铵和络合剂，搅拌使全部溶解。另取一大烧杯水，加热至沸腾，加入十二烷基硫酸钠。待溶解后倒入镀槽。加入离子水或蒸馏水，至所需体积，充分搅拌均匀，取样分析，根据分析结果调整镀液。然后用大阴极小电流密度(0．3A／dm2)电解处理0．5A·h／L～1．0A·h／L后，用氨水或稀盐酸调整镀液的pH值，至达到工艺要求范围，最后加入添加剂，即可进行试镀。 (二)镀液成分和工艺规范的影响 (1)氯化锌和氯化镍，是主盐。镀层中含镍量随镀液中镍盐的增加而增加。镀液中Zn2+／Ni2+含量比对镀层组分影响比较大，而镀液中离子总浓度的变化影响不大。 (2)氯化钾、氯化铵或氯化钠，是导电盐。另外，NH4+与Zn2+、Ni2+都有一定的络合能力，从而可以影响合金镀层的组成。 (3)硼酸，是缓冲剂。主要调节和稳定镀液的pH值，以保证镀层的成分和质量。 (4)络合剂。在氯化物体系中，电镀锌镍合金所使用的络合剂多为有机羧酸及其盐，如柠檬酸、酒石酸、磺基水杨酸、氨基磺酸及其盐等。羧酸根离子可以和锌离子或镍离子形成络合离子。络合剂的主要作用是防止金属盐水解和稳定镀液；促进阳极正常溶解；增加阴极极化和改善镀层结晶等。 (5)表面活性剂。常用的是十二烷基硫酸钠。主要用于防止镀层产生针孔，用量0．1g／L左右就可以。加入镀液中的方法，先用少量水将其调成糊状，再用100倍的开水溶解，澄清后在搅拌下加入镀液。 (6)添加剂。氯化物镀液使用的添加剂类型很多，常用的有醛类，如胡椒醛、氯苯甲醛和肉桂醛等；有机羧酸类，如抗坏血酸、氨基乙酸、苯甲酸和烟酸等；磺酸类，如木质素磺酸钠和萘酚二磺酸等；酮类，如苯亚甲基丙酮、芳香烯酮和苯乙基酮等，以及杂环化合物等；无机光亮剂有锶和钡的硫酸盐或碳酸盐等。 (7)温度。随镀液温度的增加，镀层中含镍量有所增加。 (8)pH值。pH值增加，镀层中含镍量有所下降。 (9)电流密度。当电流密度<0．5A／dm2时，镀层中含镍量很高，这时镍的沉积基本未受到阻滞作用，该沉积属于正常共沉积；当电流密度继续增大时，镀层中镍含量迅速增加，锌则减少很快，此时镀层中镍含量大大低于镀液中的镍离子含量，这属于异常共沉积。 (10)阳极。为防止锌、镍发生置换，又保障金属离子浓度比稳定。一种方法是锌、镍阳极单独悬挂，用两台电源分别控制阳极电流密度。为了保持镀液中锌、镍离子比的相对稳定，分控在锌阳极上的电流大致是镍阳极上的4倍。这样做虽能达到目的，但增加了生产投资。另一种方法是采用专用的隔膜式阳极袋，定期将锌阳极液与主体溶液混合，可长期保持离子浓度比正常。 (11)阴极移动或过滤。采用这些措施可使合金成分稳定，镍在镀层中分布均匀，有利于提高镀层均匀性、光亮度和平滑性，提高工效和质量。 (三)镀液的维护及故障排除1．镀液的维护 为了得到良好的镀层，除必须严格控制按照工艺规定的要求进行操作外，还必须注意下面几点： (1)配制镀液所使用的化学药品，其纯度应不低于化学试剂三级，若使用工业级药品时，必须经过小型电镀试验，镀层质量达到要求才可使用。 (2)配制镀液或钝化液所使用的水以及清洗用水，最好使用蒸馏水或去离子水。 (3)添加剂第一次加入时不应过量，该种添加剂在使用过程中消耗较慢，应尽量少加勤加。一般添加剂耗量是每25Ah消耗0．5mL～1．0mL。 (4)镀液要经常过滤，最好是连续过滤，以保持镀液的清洁。 (5)镀液应定期分析，保持锌离子和镍离子的含量以及工作温度和pH值在工艺范围内，若发现偏离工艺范围应及时调整。 (6)锌和镍阳极都应套上阳极袋，以防止阳极渣进入镀液。每次下班前，一定要把阳极从镀槽中取出，以防止锌阳极自溶解和置换。锌阳极使用一段时间后，应除去置换层。 2．电镀锌镍合金常见故障、产生原因及排除方法(见表4—2—4) 表4—2—4电镀锌镍合金常见故障及排除方法  二、硫酸盐体系电镀锌镍合金 主要用于汽车钢板上电镀，该类工艺的主要特点是：镀液组成简单，工艺稳定，使用、维护和调整容易，对设备腐蚀性小；镀液pH值较低，使用电流密度高，阴极电流效率高，成本较低，生产效率高，适合于批量生产。为了进一步提高合金镀层的耐蚀性，一般还需要镀后处理，有的需要铬酸盐钝化处理；有的则需要增加磷化、涂装处理。这就要求合金镀层与磷化膜和漆膜间应具有良好的结合力，但是钢板镀合金镀层后，与磷化膜和漆膜问不易获得良好的结合力，有时还需要在其上再镀一层含铁量高的合金镀层，来提高磷化膜和漆膜的结合性，目前主要有Zn—Fe、Fe—P。 (一)硫酸盐镀锌镍合金的工艺规范 硫酸盐镀锌镍合金的工艺规范见表4—2—5。 (二)镀液成分和工艺规范的影响 (1)硫酸锌和硫酸镍。是主盐。调节两者之间的含量比，就可改变合金镀层中的镍含量。 (2)硫酸钠和硫酸铵。是导电盐。由于硫酸盐的导电性较差，在镀液中加入适量的导电盐是必要的。它的作用是降低槽压，并可提高使用电流密度，从而提高生产效率。 (3)缓冲剂。在硫酸盐镀液中，硼酸和乙酸钠是很好的缓冲剂，柠檬酸也有一定的缓冲作用。 表4—2—5硫酸盐电镀锌镍合金的工艺规范  (4)络合剂。在硫酸盐镀液中柠檬酸的作用，主要是对锌离子和镍离子形成络合离子，从而稳定镀液，并提高阴极极化，使镀层结晶细化。另外，由于柠檬酸对锌离子和镍离子形成络合离子的稳定作用不一样，也会影响合金镀层中成分的含量。通常在硫酸盐镀液中络合剂使用较少，因为加入络合剂后，虽然镀层质量有所提高，但电流效率会降低，也影响了生产效率。 (5)添加剂。硫酸盐电镀锌镍合金镀液使用的添加剂，通常与氯化物镀液相差不多，但用量相对较少。 (6)阴极电流密度。由于硫酸盐镀液多用于电镀钢板和钢带，当电镀时，钢板和钢带处于快速移动状态或(和)镀液处于快速流动状态，因而使用的工作电流密度相对较高，有的高于10A／dm2，甚至达到l00A／dm2左右。 (7)工作温度。对于硫酸盐镀液，一般使用较高的工作电流密度，多在40℃～55％，这有利于使用较高的阴极电流密度和提高生产效率。如果工作温度过低，不利于使用较高的电流密度，硫酸盐还可能结晶出来；若工作温度过高，镀液蒸发快，镀液中成分就会不稳定。 (8)pH值的影响。pH值过低，锌阳极溶解太快，致使镀液不稳定，镀层中镍含量也会发生变化；如果pH值过高，容易生成氢氧化物沉淀，它会夹杂在镀层中使镀层发暗、粗糙和发脆。在电镀过程中，应注意经常调节镀液的pH值，使之保持在工艺要求的范围内。 三、硫酸盐-氯化物镀液电镀锌镍合金 (一)硫酸盐-氯化物电镀锌镍合金工艺规范。 硫酸盐-氯化物体系综合了氯化物体系和硫酸盐体系镀液的优点，其工艺规范见表4—2—6。(二)镀液成分和工艺规范的影响 (1)主盐。在该体系中，硫酸锌、硫酸镍、氯化锌和氯化镍为主盐，提供合金镀层所需要的锌、镍组分。 表4—2—6硫酸盐-氯化物体系电镀锌镍合金工艺规范  (2)导电盐。主要有氯化铵、氯化钠等。葡萄糖酸钠既能提高镀液的导电性，又能改善镀层质量。柠檬酸钠即具有导电盐的作用，对锌及镍又有络合作用，从而增大了阴极极化，并改善镀层质量。 (3)缓冲剂。在该体系中的pH值缓冲剂，仍以硼酸为宜。 (4)添加剂。常用的有胡椒醛、木质素磺酸钠、乙醇酸等，其主要作用是使镀层结晶细致，得到光亮的锌镍合金镀层。 (5)阴极电流密度，与氯化物体系所采用的阴极电流密度基本一致。当电镀钢带时，由于钢带的快速移动，减小了浓差极化，可采用较高的电流密度(如工艺3、4)。 (6)镀液温度。通常可在室温下进行电镀，当进行高速电镀时，需要在较高的温度下进行。 (7)镀液pH值，略低于氯化物体系，这有利于硫酸盐的溶解，并防止阴极附近由于pH值上升引起氢氧化物沉淀。 |
