锌镀层与锌镍镀层

汽车工业对锌镍镀层的需求在过去的几年中出现全球性的增长，提高腐蚀保护变得更加重要，特别是在高温部位如发动机舱内。由于形成了γ-相锌镍合金，锌镍镀层(12-16% Ni)同纯锌镀层相比，对红锈具有更出色的腐蚀保护性能。为了开发在整个电流密度范围内都能获得最佳电镀性能的镀层，应用了X射线衍射和FIB（聚焦离子束）技术进行研究，由中性盐雾测试确定的腐蚀速率很明显的超过了汽车工业的要求。

同纯锌工艺相比，锌镍镀层能在很长的一段时间内仅出现灰雾，更少地产生大面积的白锈，这便简化了使用过程中的维护工作。另外，使用寿命的提高也和抗磨损性能有关，特别在车底应用中。因为锌镍镀层硬度高，所以便成了优选对象。此外，锌镍镀层在同铝制部件一起装配时，还能够提供最低的接触腐蚀，因为它们之间较小的电位差能减缓铝的电化腐蚀，虽然锌镍合金比锌的惰性更强，但是锌镍镀层还是能够提供牺牲性保护。4

锌镍合金镀层的主要特点

（1）优良的耐蚀性

镀锌层与锌镍合金镀层中性盐雾试验对照表

镀层（厚度5um）锌层锌层锌镍层（13%镍）锌镍层（13%镍)

不钝化彩钝不钝化彩钝

出白锈时间（h） 3 96 8

>720

出红锈时间（h）280 1300 960

>2300

经彩色或黑色钝化后，含Ni <10%的合金镀层，耐蚀性比镀锌层提高3—5倍，比镀镉层高3倍，含Ni 10—15%的合金镀层耐蚀性比镀锌层提高6—10倍。

锌镍合金之所以有优良的耐蚀性是因为合金镀层的稳定电位介于Zn和基体（钢铁）之间，较少的电位差导致镀层较慢的腐蚀。锌镍合金的腐蚀产物主要是ZnCl2·4Zn（OH）2，该产物均匀致密地覆盖在表面，不易导电，有很好的保护作用，而锌镀层的腐蚀产物主要是ZnO，结构疏松，起不到保护作用。此外，含Ni13%的锌镍合金属于γ相（金属间化合物），具有最高的热力学稳定性，因而耐蚀性较好，而锌镀层是η相结构（紧密六方晶系），热力学稳定性较差。

（2）几乎没有氢脆性

超高强度钢具有氢脆敏感性，而镀锌和镀镉层去氢困难，通常受镀前要去应力，镀后也需去氢24小时，如此尚难保证去氢彻底，而锌镍合金镀层有适度的孔隙，易于除氢，镀层本身氢脆性也较小，因而在航空航天工业领域有更广的应用空间。

几种镀层的氢脆性对照表

镀层种类锌酸盐镀锌氰化物镀锌氯化物镀锌光亮镀镉锌镍合金

脆化率% 78 53 44

18 < 2

（3）优良的韧性和结合力

锌镍合金镀层韧性好，装配时可经受挤压变形而不脆裂，具有镉镀层的优点。

普通镀锌钢板点焊困难，不能用于汽车覆盖件，而锌镍合金钢板有优良的可焊性，可广泛用作汽车覆盖件，经常规磷化、涂装后，其耐蚀性大大提高。

(5）较高的硬度

碱性镀锌层硬度HV90—120，而锌镍合金镀层硬度可达HV220-270，因此更

耐划伤，白钝后可以仿银，光亮镀层可以抛光仿铬，也可以直接套铬。

锌镍合金的熔点较高（750—800℃），耐热性好，经去氢热处理后耐蚀性仍

然优良，适合于发动机上使用。

结论

碱性无氰锌镍合金镀层具有良好的防腐性能、低氢脆性能和优良的耐热性能。锌镍合金电镀工艺虽然具有碱性体系电流效率较低的缺点，但可以使用较大的电流密度来保证较快的沉积速度。总的来说，碱性镀液对工件油污的敏感性较低，对设备腐蚀性小，溶液中的合金成分便于稳定控制，钝化膜更不容易变色，而且废水处理简单，污染小，所以现在国内外锌镍合金工艺碱性体系已成发展趋势。

锌镍合金与镀锌

一:锌镍合金镀层特点

在锌基合金中，锌镍合金镀层是一种新型的优良防护性镀层，适用于在恶劣的工业大气和严酷的海洋环境中使用。镍含量7~9%的锌镍合金耐蚀性是锌镀层的3倍以上;含镍量13%左右的锌镍合金镀层耐蚀性是锌镀层的5倍以上，它具有最好的耐蚀性。

由于锌镍合金具有高耐蚀性、低氢脆性、可焊性和可机械加工性等优良特性，早已引起人们的高度重视，其应用范围也越来越广泛。锌镍合金镀层的熔点高，适用于汽车发动机零部件电镀；氢脆小，适用于高强度钢上电镀；可作为代镉镀层，多用于军品。

锌镍合金镀液主要分为两种类型：一种是弱酸性体系，该类型镀液成分简单、阴极电流效率高（一般在95%以上）镀液稳定，容易操作。另一种是碱性锌酸盐镀液，其主要优点是：镀液分散能力好，在宽电流密度范围内镀层合金成分比例较均匀，镀层厚度也均匀，对设备和工件腐蚀小，工艺操作容易，工艺稳定，成本较低等。

二：与镀锌层比较

1.耐蚀性。镀锌和锌镍合金作为功能性镀层，锌镍合金在耐蚀性上远优于镀锌，这也是研究者花大量时间精力开发锌镍合金的主要原因。锌镍合金镀层经过彩色钝化处理后在中性盐雾下很容易通过1000小时无白锈，而镀锌层经彩色钝化后能通过120小时的都不多。锌镍合金镀层经过白色钝化处理后在中性盐雾下很能通过400小时无白锈，而镀锌层经蓝白钝化后能通过96小时的都不多。

2.外观。一般情况下锌镍合金彩色钝化层不如镀锌层鲜艳，特别时合金镀层中镍含量偏高时更是如此；锌镍合金白色钝化颜色不如镀锌层白钝白净。需要说明的时，人们对事物的认识往往是先入为主的，对产品的颜色也是如此。随着市场上锌镍合金产品的增多，人们已经能够接受锌镍合金钝化层与镀锌钝化层颜色上的差别。

3.生产成本。由于锌镍合金镀层中含有13%左右的金属镍，镍的价格远高于锌（镍：191000元/吨，锌18000元/吨），因而电镀锌镍合金要比电镀锌生产成本高得多。

4.工艺维护。碱性锌酸盐镀锌现在已被市场广泛接受，而锌镍合金工艺作为“新”的电镀工艺目前尚未广泛普及，知者有限。其实，锌镍合金在市场应用已有二十余年的时间，且发展迅猛。现在该工艺已经相当成熟，稳定性甚至超过镀锌。