镀锌工艺分类及测厚

镀锌工艺

镀锌是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。主要采用的方法是热镀锌。

锌易溶于酸，也能溶于碱，故称它为两性金属。锌在干燥的空气中几乎不发生变化。与其他金属相比，锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属，属低值防蚀电镀层。在潮湿的空气中，锌表面会生成致密的碱式碳酸锌膜。在含二氧化硫、硫化氢以及海洋性气氛中，锌的耐蚀性较差，尤其在高温高湿含有机酸的气氛里，锌镀层极易被腐蚀。锌的标准电极电位为-0.76V，对钢铁基体来说，锌镀层属于阳极性镀层，它主要用于防止钢铁的腐蚀，其防护性能的优劣与镀层厚度关系甚大。锌镀层经钝化处理、染色或涂覆护光剂后，能显著提高其防护性和装饰性。

但需要的是三价铬钝化层、锌镍合金镀封闭涂层，减少六价铬钝化有害、有毒层（致癌、沉积损害内脏）。六价铬属于RoHS《关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令》限制的。

镀彩锌与镀环保彩锌的区别在于镀彩锌所使用的是六价铬而镀环保彩锌所使用的是三价铬。镀彩锌的颜色是彩虹色或花斑的杂色。镀环保彩锌的颜色一般是蓝色。

热镀锌

1、原理

热浸锌层是锌在液态下，分三个步骤形成的，铁基表面被锌液溶解形成锌、铁合金相层；合金层中的锌离子进一步向基体扩散形成锌、铁互溶层；合金层表面包裹着锌层。热镀锌板的生产工序主要包括：原板准备→镀前处理→热浸镀→镀后处理→成品检验等。

2、性能特点

具有较厚致密的纯锌层覆盖在钢铁件表面上，它可以避免钢铁基体与任何腐蚀溶液的接触，保护钢铁件基体免受腐蚀。在一般大气中，锌层表面形成一层很薄而密实的氧化锌层表面。它很难溶于水，故对钢铁件基体起着一定保护作用。

如果氧化锌与大气中其它成分生成不溶性锌盐后，则防腐蚀作用更理想；具有锌—铁合金合金层，结合致密，在海洋性盐雾大气及工业性大气中表现特有抗腐蚀性；由于结合牢固，锌—铁互溶，具有很强的耐磨性；由于锌具有良好的延展性，其合金层与钢铁基体附着牢固，因此热镀锌可进行冷冲、轧制、拉丝、弯曲等各种成型工序，不损伤镀层；钢结构件热浸锌后，相当于一次退火处理，能有效改善钢铁基体的机械性能，消除钢件成型焊接时的应力，有利于对钢结构件进行车削加工；热浸锌后的钢铁件表面光亮美观；纯锌层是热浸锌中最富有塑性的一层镀锌层，其性质基本接近于纯锌，具有良好的延展性。

3、应用范围

这种镀法特别适用于各种强酸、碱雾气等强腐蚀环境中。

4、影响因素

在实际生产过程中，影响镀锌速度及质量的常见因素有：

(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。

冷镀锌（电镀锌）

1、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、性能特点

锌镀层较厚，结晶细致、均匀且无孔隙，抗腐蚀性良好；电镀所得锌层较纯，在酸、碱等雾气中腐蚀较慢，能有效保护钢铁件基体，镀锌层经铬酸钝化后形成白色、彩色、军绿色等，美观大方，具有一定的装饰性，由于镀锌层具有良好的延展性，因此可进行冷冲、轧制、折弯等各种成型而不损坏镀层。

3、质量特点

（1）外观光滑，无锌瘤、毛刺，呈银白色；

（2）厚度均为可控，在5-107μm之内任意选择；

（3）无氢脆、无温度危害，可保证材料力学性能不变；

（4）可代替部分需热镀锌的工艺；

（5）耐腐蚀性好，中性盐雾试验达240小时。

4、应用范围

钢钉、铁钉、紧固件、自来水管接头、脚手架扣件、钢丝绳马钢夹头等。

5、分类

按镀锌镀液的成分可分：

(1)碱性氰化物镀锌

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）电镀液。采用此工艺电镀后，产品质量好，特别是彩镀，经钝化后色彩保持好。

(2)碱性锌酸盐镀锌

此工艺是由氰化物镀锌演化而来的。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。两者都属于碱性添加剂的锌酸盐镀锌，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。注意：产品出槽后—>水洗—>出光（硝酸+盐酸）—>水洗—>钝化—>水洗—>水洗—>烫干—>烘干—>老化处理（烘箱内80~90℃）。

(3)铵盐镀锌

(4)钾盐镀锌

(5)铵钾混合浴镀锌

(6)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。

(7)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清漆后，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）。

镀锌层的后处理

(1)去氢

(2)钝化

(3)着色

影响因素

⑴锌含量的影响

锌含量太高，光亮范围窄，容易获得厚的镀层，镀层中铁含量降低；锌含量太低，光亮范围宽，要达到所需的厚度需要较长的时间，镀层中铁含量高。