锌酸盐镀锌故障分析

锌酸盐镀锌工艺的故障原因与处理方法锌酸盐镀锌层起泡故障的分析与处理(1)首先我们从零件的制备加工检查，没有发现出现起泡的可疑环节，所以重点考虑电镀各个工序的影响。

零件表面的油污，一般是经化学除油、电解除油清除干净。

但若操作不当或者除油液成分失调，可能会有少量油珠残留在零件表面，这就可能引起镀锌层的起泡。

零件若酸洗除锈时间过长，可能由于过腐蚀也会引起镀层的起泡。

此外，镀前活化不充分，没有活化，零件表面形成了一层薄氧化膜，也会导致镀层结合力变差而起泡。

因此，碱性锌酸盐镀锌前处理要严格控制。

前处理流程为：化学除油→热水洗→冷水洗→酸洗除锈→2道流动水洗→阳极电解除油→热水洗→流动水洗→镀前活化→2道流动水洗→镀锌。

除油液要定期加料；酸洗液、镀前活化液要定期更换，而且要严防铜杂质的危害。

(2)电镀工序中引起镀层起泡的可能因素。

挂具选择不当会引起锌镀层起泡，这一点往往易被人们忽略。

一般是用焊锡或铜将挂钩与杆子焊接在一起，再浸塑、浸漆，或用聚氯乙烯薄膜包扎。

若包扎破损，焊接处易受电解质腐蚀，腐蚀产物附着在零件表面、零件自上而下便产生带状密集小泡，因此，应经常检查挂具焊接处是否破损以防止挂具腐蚀而引起镀层起泡。

镀液操作或维护不当导致锌镀层起泡。

镀液中添加剂含量过高，易夹杂在镀层中使得内应力骤增，导致镀层起泡；镀液中重金属杂质，如铅、铜等含量过高，使锌层中夹杂过多的铅、铜等杂质，镀层与基体结合不良而起泡；光亮剂香草醛加入过多，镀层的光亮性虽好，但脆性增大，导致镀层起泡，此外，操作条件控制不当，如：温度太低，电流密度太大，也会导致镀层夹杂有机杂质，引起起泡。

镀后钝化工序的影响。

镀后出光、钝化操作不当，清洗不彻底，出光液、钝化液残留在镀层内，烘烤老化也容易引起镀锌层起泡。

(3)采取措施，严格控制镀锌工序消除起泡故障。

①生产厂首先把好了原材料关，选用性能优良的锌酸盐镀锌原料和添加剂，并且在添加剂加入镀槽前，先进行赫尔槽实验。

②加强镀锌槽液的维护，严格控制添加剂及光亮剂的补充量，以"少加勤加"为原则，或者根据赫尔槽试验计量补加。

③将掉入镀槽内的零件及时捞出，铜挂钩一律不能浸入镀液中。

④检查锌阳极的纯度，采用0号锌或1号锌，不用2号锌。

⑤严格按锌酸盐电镀锌工艺规程，控制电流密度和温度，冬季适当加温至15℃以上，并尽可能减少添加剂及光亮剂的用量。

⑥严格控制零件镀锌层厚度，尤其是零件边角的厚度太厚，特别容易发生镀层起泡。

⑦定期对镀液中有机物和重金属杂质进行大处理(加人lmL／L过氧化氢，搅拌30min，将镀液加温至60℃～70℃，再加入专用活性炭5g／L～l0g／L，锌粉1g／L～2g／L，充分搅拌30min～60min，静置2h，过滤，调整镀液成分，即可试镀)，保证镀锌溶液处在一个好的工作状态。

⑧加强镀后处理工序，加强各道工序的漂洗，经常更换浸泡用热水，可大大减少因后处理不当而产生的起泡现象。

⑨严格控制老化温度，避免镀锌层与基体因热胀冷缩差异太大而起泡。

有些情况下，不一定是电镀工序过程出现了镀层起泡的现象，电镀生产的周围环境也可能引起电镀层的起泡。

如某厂碱性锌酸盐镀锌每年4月份～5月份总是发生镀锌层严重起泡的故障，而且开始找不出原因，只得每年停产一个多月。

后来通过观察分析发现，当镀液表面浮有一些微小的丝状物时，镀层起泡就严重，而当时的季节正是厂区周围梧桐树的开花期，其花瓣呈微小丝状的物质飘荡，或多或少落人的镀锌槽。

当采取措施阻挡了花瓣微小丝状物的影响后，这种镀锌层起泡的故障就消除了。

这说明出现电镀故障，有时候除了电镀工艺、生产之外，还要从周围的环境可能的影响考虑。

低电流密度区出现黑色或灰色镀层1．原因分析铅离子污染：当镀锌液中铅离子的含量超过15mg／L时，镀液的分散能力下降，镀层经稀硝酸出光后会出现黑色或灰色条纹。

铅离子主要是由劣质锌阳极带人的，为防止铅的污染，锌阳极需用0#锌或l#锌。

铁离子污染：镀液中铁离子含量高达50mg／L，如铁离子含量进一步提高，镀液就会出现胶体絮状物，镀层钝化后会出现紫蓝色，而且镀层容易出现气泡。

铁离子主要是由劣质氢氧化钠或工件带人。

因此，要选用白色片碱，带赤色的氢氧化钠绝对不可用，工件进入镀槽前应彻底清洗。

为调解阴、阳极面积比例，应当使用镍板或镀镍铁板作为阳极。

铜离子污染：镀液中铜离子含量高达20mg／L时，得到的镀锌层粗糙，光亮度降低，且光亮电流密度范围随铜离子含量的增加而逐渐缩小。

铜离子主要是由挂勾和洗刷导电铜杠时带入的。

2．解决方法硫化钠处理：取0．1g／L～0．5g／L化学纯硫化钠，溶于20倍以上的冷水中，在剧烈搅拌下，缓慢加入到镀液中，加完后继续搅拌20min，使之与镀液中的重金属离子充分反应，生成硫化物沉淀去除。

锌粉处理：取lg／L～3g／L锌粉，在剧烈搅拌下缓慢加入镀液中，使之与重金属离子发生置换反应，加完后继续搅拌20min，静止2h后进行过滤，静置时间不宜过长，否则失去处理意义。

低电流电解处理：取镀镍铁板数块作阴极(面积宜大些)，以0.1A／dm2～0.1A／dm2的电流密度进行电解处理，处理时间视试镀后情况而定。

使用过的镀镍铁板表面的黑色镀层必须在酸中退除，然后方可作阳极使用。

该方法的优点是：操作简便，不损耗镀液。

CK-778碱性镀锌溶液净化处理：取2g／L～3g／L CK-778碱性镀锌溶液净化剂，用与锌粉同样方法进行处理，但不必过滤。

净化剂加完后在继续搅拌和静置过程中镀液中会出现漂浮物，可边搅拌边用布网捞去，处理完后最好再用低电流电解处理，并添加1／3原配方量的镀锌添加剂和光亮剂。

镀锌层出现粗糙或粗糙发暗的原因及解决方法1．原因分析按正常情况下氧化锌与氢氧化钠的比例为l：(10～12)，过高或过低即会出现上述故障。

即镀锌层粗糙是氧化锌比例偏低而氢氧化钠比例偏高造成的，这种比例失调还会出现电镀沉积速度缓慢、允许电流密度上限降低、工件表面析氢加重等故障。

反过来，氧化锌比例偏高而氢氧化钠比例偏低也会造成镀锌层的粗糙与发暗，这时还会出现工件边缘部位有气泡，沉积速度缓慢，分散能力和深镀能力降低，电流升不上去，镀层结合力差等问题。

2．解决方法调整上述两种情况的故障，一般在日常维护中既要控制好氧化锌与氢氧化钠的比例，又要考虑到氧化锌与氢氧化钠的实际含量，即使氧化锌的比例偏低，也不直接添加氧化锌，而是调节锌阳极的面积，暂停使用不溶性阳极，溶液中锌含量就会很快上去。

当氧化锌含量高了，可以以镀镍铁板代替锌阳极板，添加氢氧化钠至l20g／L，这一故障即能很快获得解决。

镀层钝化膜质量故障(发花、变色、变暗等)目前镀锌进行钝化处理的工艺主要低铬彩色钝化和三价铬钝化，在钝化后有时放置一夜或几天时间，钝化膜的表面就会出现雨点状白点，大小不一，钝化膜也变暗变淡，光亮度下降。

1．原因分析实际上发生这种故障的原因更复杂，可能有镀液的问题；前处理不良的问题；基材有麻点，镀后出光等清洗不良的问题；钝化液成分比例失调的问题；钝化膜老化时间不够的问题；环境的问题，空气中水蒸气、酸雾严重使得钝化膜色泽变化和腐蚀等。

2．解决方法针对上述可能的原因，逐条采取措施。

调整镀液成分到工艺规范，并且对镀液进行锌粉、硫化钠处理，再进行电解处理；加强除油、活化等前处理工序；加强镀后清洗和出光工序；严格控制钝化溶液成分和钝化工艺参数，控制好钝化膜的色彩；加强钝化后老化工艺的控制；改善工作环境，镀后零件尽快入库等。

尤其要注意的是钝化后的老化问题，因为热水槽老化温度过高(>70℃)，就会使得钝化膜中的六价铬溶解，形成耐蚀性很差的多孔钝化膜。

就容易出现镀锌层钝化膜表面的雨点状白点，钝化膜变暗变淡，光亮度下降的故障。

严格控制钝化老化工序(60℃)，这种故障就可以消除，生产恢复到正常。

其他环节也会出现钝化质量的故障的问题，如某厂采用DE碱性锌酸盐镀锌液，低铬钝化的滚镀锌工艺生产线，出现了钝化膜发花，表面有许多大块不规则灰黑色斑块的故障。

经分析是由于镀锌后的清洗槽中白色絮状沉淀较多，出光槽溶液呈黄棕色，pH值接近4，这些都可能带来电镀故障，由于清洗不干净和出光液pH高，造成电镀零件表面碱性镀液的清洗不够，出光液的出光作用下降，导致钝化膜发花等故障。

通过增加一道热水洗，将出光液pH 调至l左右后，故障排除，生产恢复到正常。

锌酸盐镀锌中阳极板引起的故障实例在一个工厂的实际生产中，发现锌酸盐镀锌液中可能是镀液中杂质的影响，造成了镀锌层粗糙、灰暗、无光泽，甚至镀不上的故障。

但是在解决这个故障过程中，先是调整镀液中的氧化锌和氢氧化钠的比例，调整添加剂和光亮剂的含量，然后再电解处理几小时等措施。

但是镀锌层的质量仍然没有获得好转，在大电流密度下电镀，使得零件的边角烧焦，有镀层的部位也比较粗糙，镀液的分散能力和深镀能力极差，镀层经硝酸出光后，表面呈黑褐色。

怎么办?消除镀液中杂质最好的方法是对镀液进行去杂质处理：在镀液中加入锌粉2g／L，活性炭2g／L，经过搅拌、静置、过滤，然后进行镀液成分分析，调整成分到工艺规范范围，镀液恢复了正常，镀锌层的质量达到了要求。

但是，没过几天，没有补充其他成分，镀层又出现了上述故障，这种情况下分析杂质的来源可能是锌阳极所为，把锌阳极从镀液中取出，发现表面有异常发蓝现象，用水冲洗和用刷子刷洗后，锌阳极表面呈现出黑点，把这种黑点进行分析，发现是有机物的焦化和金属杂质，检查发现，这些物质是在浇铸锌阳极时造成的，问题找到了，更换了电镀槽内的锌阳极，彻底排除了这种电镀锌的故障。

锌阳极引起的电镀故障问题不只是一二例，某厂建成了32000L镀液的大型自动镀锌线，选用了ACF-Ⅱ碱性无氰镀锌工艺。

该工艺具有优良的分散和深镀能力，电流密度范围宽，镀层光亮度与钾盐镀锌相近，镀层与基体结合牢固，钝化膜附着力极好，彩色和深色钝化膜镀层耐腐蚀能力强等性能特点。

但是在新配镀液开始批量生产时，很快发现形状复杂的零件朝上的内腔和低电流区存在严重的镀层粗糙、发黑现象，而此现象在小试中均从未发现。

经过分析和试验，排除了这种镀锌液的成分失调、循环过滤差以及可能存在重金属杂质等情况，初步判定产生故障的根源在阳极的Zn板。

因为观察镀液中的Zn板发现，其表面有一层厚密的黑色细粉状物质，而同时悬挂的不溶性铁板则未见任何异常。

将Zn阳极板取出，进行酸洗、擦拭干净后重新放入镀槽中，继续电镀，零件内腔和低电流区的上述症状明显减轻。

但随着电镀时间的延长，Zn阳极表面的黑色细粉状物质逐渐增多，故障又重新出现，从而最终确定故障原因是，Zn板表面的黑色细粉状物质沉落于朝向上方的零件内腔和低电流区，再加上镀液的均镀能力好，零件内腔和低电流区镀层在细粉的不断沉落中快速沉积，故形成粗糙发黑的不合格镀层(零件外部和高电流区因极化较大和不易沉落黑色细粉物质，镀层属于正常沉积，所以镀层尚好)。