电镀锌工艺防锈的技术原理工艺方法及注意事项

无光泽 2. 温度过高
2. 降低温度
3. PH过高
3. 用稀盐酸调整
4. 主盐浓度过高 4. 稀释溶液，降低主盐浓度
5. 氯化钾浓度低 5. 补加氯化钾至工艺规范
6. 硼酸浓度低
6. 补充硼酸
7. 阴极电流密底低 7. 适当增加阴极电流密度
产生针孔 1. 光亮剂失调
1. 用霍角槽调整光亮剂
、条纹 2. 氯化钾浓度高 2. 稀释溶液，降低氯化钾浓度
转化膜的种类
NSS试验时 评级标准 间，h
B（漂白） C（彩虹） D（深色）
24 72 961）
不出现白色腐蚀物 不出现白色腐蚀物 不出现白色腐蚀物
E（复合、高耐蚀性） 200
不出现白色腐蚀物
其它性能
按GB/T 9800 按GB/T 9800 按GB/T 9800 按GB/T 9800
注：1）黑色转化膜的耐蚀性允许有较大的差异，但不得低于NSS试验48h。
1. 增加主盐浓度 2. 补足添加剂 3. 升高槽液温度 4. 调整电流密度至合适的范围 5. 补加氯化钾至工艺规范 6. 用丙纶布包好阳极 7. 过滤杂质
1. 加强前处理 2. 用活性炭吸附除去 3. 减少酸洗时间，加入缓蚀剂 4. 补充硼酸含量至工艺规范 5. 调整电流密度至合适的范围
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氯化镀锌常见故障及解决方法（二）
降量，有效空间内任一位置的沉降率为： 1.0~2.0ml / h.80cm2。
• ⑹、工件之间必须有间距，小件用纤维线悬
挂（非金属），平板件倾斜线20℃放置。
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电镀锌的工艺过程
• 镀锌工艺流程：
待镀产品 前处理
喷丸
清洗
除油
除锈
清洗
清洗
活化
电镀
中和
清洗
清洗
驱氢
清洗
清洗
出光 钝化 封闭
清洗
脱水
烘干 包装
、军绿色、黑色等，起到装饰性。
• 3、提高镀锌层的抗蚀能力，延长镀件的使用寿
命，钝化件比非钝化件抗蚀性能提高8~10倍。
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彩色钝化
彩色钝化主要是铬酐、硝酸、硫酸等强氧化剂使 锌层表面形层致密的铬酸盐膜。
故障现象 不出现彩
色或彩 色极淡
膜层易脱 落附着 力不牢
膜层不光 亮
产生原因
1. PH不在工艺范围内 2. 无Cr3+或Cr3+太低 3. 硫酸太低 4. 钝化时间太短 5. 镀层光亮性太差 1. 镀层夹杂过多活性剂 2. 钝化液PH过高 3. 硫酸偏低 4. 钝化时间太长 5. 钝化温度偏高 6. 钝化膜老化不够 1. 镀层不光亮 2. 出光液不正常 3. 硝酸偏低
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镀锌件钝化原理
• 锌是比较活泼的金属，与空气中的氧易发生氧化
反应。
• 所谓钝化，就是把经过镀锌的工件浸入含有铬酸
等组分的强氧化性溶液中进行处理，使镀锌层表 面形成稳定性高、组织致密的钝化膜，将锌与空 气中的氧隔离，不发生反应起到提高抗蚀性能的 作用，同时由于不同钝化工艺产生不同的表面颜 色也起到了装饰性作用。
• 氯化锌是锌离子的主要来源，氯化锌过高溶液的
分散能力差、深镀能力差，但能够防止尖端镀层 的烧焦；氯化锌浓度低时，镀液分散能力提高， 能减少消耗，减小废水处理成本，但过低时，阴 极电流密度范围变窄，高电流密度区易出现烧焦 现象。
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2、缓冲剂：硼酸
• 硼酸在电镀溶液中主要起缓冲剂作用，保
持溶液PH在很小范围内变化。
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零部件镀锌技术标准和试验方法
• 一、镀锌技术标准
GB/T5267.1-2002 紧固件电镀锌
主要对镀层厚度及检查、进行规定
QC/T625-1999 汽车用涂镀层和化学处理层
主对汽车用不同涂镀层的防蚀性进行规定。其中对镀 锌钝化膜的防蚀性要求如下表：
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镀锌层上的铬酸盐转化膜的性能要求见表。
耐蚀性
8、基体金属性质的影响：
镀层的结合力与基体金属的化学性质及晶体结构密 切相关。如果基体金属电位负于沉积金属电位， 就难以获得结合良好的镀层，甚至不能沉积。若 材料（如不锈钢、铝等）易于钝化，不采取特殊 活化措施也难心以得到高结合力的镀层。基体材 料与沉积金属其晶体结构相匹配时，利于结晶初 期的外延生长，易得到高结合力的镀层。
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4、PH值
• PH值的大小对氯化物镀锌的影响非常重要。 • 镀液的PH一般控制在5~6.5。 • PH过高，镀液的光亮电流密度范围变窄，低电流
密度区发暗，高电流密度区易烧焦。严重的镀层 会产生灰黑色条纹，最终导致槽液无法正常使用 。
• PH过低，镀液的分散能力和深镀能力下降，镀液
中的Fe离子不能沉淀，严重时镀层会出现黑灰色 条纹，在滚镀槽内尤为明显。
解决方法
1. 调整PH1~1.6
2. 用锌板处理钝化液,提高Cr3+
3. 适当补加硫酸或硫酸盐
4. 适当延长钝化时间
5. 改善镀层光亮性
1. 镀液用活性炭吸附处理
2. 补充硝酸、硫酸调整
3. 补充硫酸
4. 缩短钝化时间
5. 降低钝化温度
6. 钝化膜吹干、烘干老化
1. 改善镀层光亮性
2. 调整出光液
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二、镀锌的试验方法
• 1、镀锌件的质量检验： • ⑴外观检查 • ⑵厚度测量（库仑电解法测厚度） • ⑶螺纹件旋合性检查（镀后6h/6H通规格
查）
• ⑷盐雾试验 • 镀锌件一般用NSS试验，判定标准按
QC/T625
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2、人造气氛腐蚀试验（NSS试验）要点：
• ⑴、盐水配制浓度NaCl 5±0.1%(质量) • ⑵、PH值6.5~7.2 • ⑶、盐雾箱温度35℃±2 ℃ • ⑷、喷雾气压0.07~0.17MPa • ⑸、80cm2的漏斗收集连续雾化16h的盐雾沉
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9、镀件前处理质量的影响
前处理是保证电镀质量的前提，如果前提得不到 保证，将无法保证后续加工的质量。
• 镀件电镀前需对镀件表面作精整和清理，
去除毛刺、夹砂、残渣、油脂、氧化皮、 钝化膜，使基体金属露出洁净、活性的晶体表面。 这样才能得到健全、致密、结合良好的镀层。前处理
不当会导致镀层起皮、剥落、鼓泡、毛刺、发花等 缺陷。
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5、温度
• 氯化物镀锌的工作温度主要由光亮剂的性
能决定，一般的氯化镀锌工艺在15~30℃。
• 随着镀液温度的变化，电流密度也要相应
地调整。温度低时，电流密度应调整到工 艺范围的中下限，温度高时电流密度应调 整到工艺范围的中上限。
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6、电流密度
• 阴极电流密度的选择与主盐浓度高低、槽液温度
高低、添加剂的品质和含量等有关。
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5
6
电镀全过程可以归纳为以下三个步骤：
1、金属的水合离子或络离子从溶液内部迁移到阴极 表面； 2、金属水合离子脱水或络离子解离，金属离子 在阴极上得到电子发生还原反应生成金属原子； 3、还原的原子进入晶格结点。
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从电化学反应整体角度看电极反应实际由以下几个分步 骤串联而成：
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• 电镀锌
• 从工艺分有：酸性镀锌、碱性镀锌
•
常用的酸性镀锌有：氯化物镀锌、锌酸盐镀锌，目前
以氯化物镀锌居多。
• 从工件装夹方法分有：挂镀、滚镀
• 后处理（驱氢、钝化、烘干等）
• 钝化种类：漂白、蓝白钝化、五彩钝化、黑色钝化
、绿色钝化（军绿、橄榄绿）
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电镀锌的技术原理
一、电镀锌原理
电镀过程简单的说就是一个复杂的电化学反应过程。 电镀时直流电的正、负极接镀槽的阴、阳极上。锌板接阳极，锌在电流 作用下失去电子形成带正电的锌离子进入溶液，在阴极锌离子得到电子被还 成锌原子沉积到工件表面形成镀层。 实际上，在电镀过程中，并不是以所说的那么简单，因为电镀液中不只 是简单的电解液，而是含有络合物的电解液，在阴极还原并不只是简单的金 属离子的得电子还原，还有络离子的还原。
沉积速度慢
1. 主盐浓度低 • PH值低 1. 有六价铬污染 2. 阴极电流密度低
1. 补充主盐至工艺规范 2. 调整PH值至5.5左右 3. 除去六价铬 4. 适当增加阴极电流密度
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氯化镀锌常见故障及解决方法（三）
故障现象 低电流密
度区镀 层发暗 、无光 泽
分散能力 和深镀 能力差
产生原因
解决方法
电镀锌工艺防锈的技术 原理工艺方法及注意事
项
电镀锌的防腐原理
• 锌的性质：银白色，密度7.17g/cm3，熔点
420℃，标准电极电位： -0.76V，比铁的标准电 极电位-0.44V低。当接触到腐蚀性介质时，锌层 比铁更容易失去电子，所以镀锌对钢铁基体能够 起到电化学保护作用；并且在镀层有空隙或由于 损伤露出基体时，锌层也会是阳极受到腐蚀而保 护钢铁基体。
• 在正常的工艺范围内，若采用过大的电流密度，
镀层中夹杂过多的光亮剂，结晶粗大、镀层会发 脆、甚至烧焦、钝化膜结合力差，影响耐蚀性； 若电流密度过低，镀层结晶细致，但沉积速度慢 ，生产效率低。
• 氯化物镀锌的电流密度一般控制在0.8~2.5A/dm2
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7、搅拌的影响
搅拌可降低阴极极化，使晶粒变粗；但可提高生产 效率，此外，还可以增化钾至工艺规范
3. 光亮剂不足
3. 补充光亮剂
4. 重金属杂质过多 4. 除去重金属杂质
5. 有二价铁离子 5. 除去二价铁离子
6. 有机杂质污染 6. 除去有机杂质
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氯化镀锌常见故障及解决方法（四）
故障现象
产生原因
解决方法
镀层发灰 1. 光亮剂不足
1. 补充光亮剂
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氯化物镀锌常见故障及解决方法（一）
故障现象
产生原因
解决方法
镀层粗糙 、高电 流密度 区易烧 焦
镀层起泡 ，与基 体结合 力差
1. 主盐浓度过低 2. 添加剂不足 3. 温度过低 4. 阴极电流密度过大 5. 导电盐氯化钾浓度低 6. 阳极泥进行溶液 7. 溶液里有其它固体杂质
1. 前处理不良 2. 添加剂含量过高 3. 酸洗时间太长 4. 硼酸含量太低 5. 阴极电流密度太长
• 硼酸过高：会结晶析出，影响镀层质量。 • 硼酸过低：镀层在高电流密度区易烧焦。
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3、光亮剂
• 当镀液中不添加光亮剂，只能够得到灰白
色的、无光泽粗糙的镀层。
• 加入光亮剂后，镀液的分散能力和覆盖能
力提高，镀层光亮细致、整平性好。
• 光亮剂过高，镀层脆性大，钝化膜结合力
差，易脱落，降低镀层的耐蚀性。
• 镀层越厚防腐能力越强。因此不同件不同使用环
境选择不同的镀层厚度。
• 电镀锌层经钝化后在干燥的空气中几乎不发生变
化，在汽油或二氧化碳的潮湿的水汽中防锈性能 较好。
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电镀锌简要的说分三个大过程
• 前处理（除油、除锈）
• 除油：电解除油、碱性除油、有机溶剂除油
• 除锈： 机械法除锈（喷砂、抛丸）、酸洗除锈
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电镀过程中影响镀层质量的主要因素
影响镀层质量的主要因素有： 镀液成分、PH、电流参数、时间、添加剂、
温度、基体材质、前处理质量、搅拌
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• 由于氯化物镀锌运用普遍，以氯化物镀锌为例介绍
• 1、主盐：氯化钾、氯化锌
• 氯化钾浓度过高，对镀液影响不明显，但在低温
时会有结晶析出；过低时，溶液导电性差，镀液 分散能力差，镀层表面易产生黑色条纹，同时电 流密度的光亮范围降低，槽液不易控制。
1. 温度过高
1. 降低温度
• PH偏高
2. 用稀盐酸调整PH
1. 阴极电流密度低 3. 适当增加阴极电流密度
2. 添加剂不足
4. 补充添加剂
3. 主盐浓度过高 5. 稀释溶液，降低主盐浓度
4. 氯化钾浓度低 6. 补充氯化钾至工艺规范
5. 金属杂质过多 7. 除去金属杂质
1. 主盐浓度过高 1. 稀释溶液，降低主盐浓度
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镀液的日常维护
• 1、零件镀前处理要彻底。否则除电镀质量不好外，还会
污染镀液。
• 2、镀液一般每周分析一次， • 3、调整锌离子 • 4、每天检查、调整PH值 • 5、根据生产情况适量补充添加剂。添加剂的补充应遵循“
少加勤加”的原则。
• 6、清洗铜极时，应避免铜粉和铜的氧化物进入镀槽。 • 7、掉入镀槽的铁件或其他物品应及时打捞。 • 8、根据生产量的大小定期处理有机杂质、过滤槽液。
状镀层 3. PH高
3. 用稀盐酸调整
或脆性 4. 固体杂质或有机 4. 过滤或用活性炭吸附除去
镀层
杂质多
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钝化处理
• 镀锌后,一般要进行铬酸盐钝化, 形成相应类型的
转化膜.是保证镀后质量的关键工序之一.钝化后 最好还应进行老化处理（烘干） 。
• 钝化的作用： • 1、增加镀件表面的光亮性、 • 2、钝化膜呈现不同的色彩，有蓝白色、彩虹色
故障现象
产生原因
解决方法
镀层有黑色条纹 或斑点
1. 前处理不良 2. 阴极电流密度太大 3. 导电盐氯化钾浓度低 4. 有铜杂质 5. 有机杂质过多 6. 主盐浓度太低
1. 加强前处理 2. 调整电流密度至合适范围 3. 补加氯化钾至工艺规范 4. 除去铜杂质 5. 除去有机杂质 6. 补充主盐至工艺规范