碱性镀锌故障分析及处理方法

碱性镀锌故障原因分析及解决方法

1.低电流密度区出现黑色或灰色镀层

解析：

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0.1～0.5g／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，否则重金属离子发生还原而失去处理意义。

低电流电解处理：取镀镍铁板数块作阴极(面积宜大些)，以0.1～0.2A／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。

2.铸铁零件较难沉积上镀锌层

解析：

1）原因分析

铸铁是含碳量高达2%(质量分数)以上的铁碳合金，材料中的碳只有少量与铁形成固溶体，大多以石墨或渗碳体的形式存在，由于石墨会降低氢的析出电位，从而阻碍了锌的沉积，另一方面铸铁件表面粗糙，含大量缩孔、气孔和砂眼，孔隙率也高，有些工件表面未经加工，覆盖有氧化皮，或经过酸洗而造成过腐蚀，则导致析氢更严重，从而造成锌离子的阴极还原沉积更困难。

2）解决方法

利用喷砂代替强腐蚀：喷砂可以阻止酸洗液渗入疏松内孔中，并可避免发生过腐蚀。

采用闪镀先镀上薄层锌：镀件入槽后用高于正常电流5～l0倍的电流密度进行闪镀，使其表面先镀上一薄层锌(此锌层可以提高氢的过电位)，然后再用3～5倍的电流密度继续加厚。实践证明，以上二种方法同时使用效果会更好。

3.镀层呈海绵状

解析：

1）原因分析

当锌酸盐镀锌液中添加剂含量不足时，有可能造成镀锌层结晶粗糙，因为锌酸盐镀锌的添加剂多属表面活性剂，在电沉积过程中，添加剂在很宽的电位范围内吸附，从而减缓镀液中锌离子的放电步骤，提高了阴极极化，使镀锌层结晶细致、光亮。

2）解决方法

镀液中添加剂含量目前尚未见有适用的准确的分析方法，一般是根据生产过程中镀层的质量，凭经验或者霍尔槽试验添加。添加剂不宜过量加入，否则会出现镀层发花，钝化膜发雾，镀层起泡，脆性增大，镀层易变色，结合力降低等故障。

4.镀层结合力差的原因及解决方法

解析：

1）原因分析

出现镀层结合力差的原因可能有很多，而且可能是一种情况影响的结果，也可能是多种情况交互在一起引起的。

添加剂添加过量：一般情况下锌酸盐镀锌层的光亮度稍逊于氯化钾镀锌层，有时为了获得更光亮的镀层，就靠多加光亮剂来弥补，结果镀层不但达不到预想的光亮度。而且造成镀层的结合力受到严重影响。

工件镀前在镀槽中停留时间过长：有人认为锌酸盐镀锌溶液是碱性的，把经过前处理的工件挂在镀槽中，待聚够一槽后再送电施镀，这样工件易产生表面钝化，从而影响到镀层的结合力。

镀层过厚：对于镀锌来说，镀层过厚，镀层的内应力和脆性增大，工件边缘部位的镀层出现气泡、脱皮。所以一般镀锌层厚度控制在8～15μm范围内。

镀液表面浮有油污：工件入槽后被镀液表面的油污和光亮剂分解物组成的污物所包围，从而引起镀层脱皮。

工件除油不彻底：有人认为锌酸盐镀锌是碱性的，必定有除油能力，前处理可以马虎一点。镀液虽是碱性的，但当有油污的工件入槽后，在其与碱性物质起作用之前，锌离子即抢先放电析出，锌层沉积在薄层油膜上，造成结合力降低。

2）解决方法

针对上述原因分析，对于镀层结合力的故障可以采取相应措施，例如控制镀液中添加剂、光亮剂含量；控制工件在镀槽中不能停

留过久；加强零件的镀前处理，保持清洁干净的零件表面；同时注意镀液表面的洁净，随时用厚层手纸吸除镀液表面的油污等。

5.沉积速度慢的原因及解决方法

解析：

1）原因分析

出现镀锌层沉积速度慢的原因也有很多，在前面也做过一些分析，如果考虑到实际操作上的各种因素，其原因可能有：前处理不彻底，工件表面覆盖有氧化膜，影响了锌离子的正常沉积；零件导电不良，电流在导线上有消耗，分配到工件表面的电流过小；高碳钢、铸铁等零件表面含碳量高，降低氢的析出电位，使得工件表面析氢加速，造成电流效率降低；零件绑扎过密，镀锌时工件局部遭到屏蔽而导致镀层过薄；镀液的温度偏低，不允许使用正常的电流密度，影响了沉积速度；镀液中氢氧化钠含量偏高，电流效率相应降低；镀液中添加剂含量偏低，影响了镀液的分散能力，造成零件表面镀层局部显得过薄；电流密度偏低影响沉积速度等。

2）解决方法

解决上述故障的方法，就是针对性的采取一些措施，如加强镀前处理，保证零件表面的氧化皮去除干净；注意电镀挂具的导电和槽内分布，保证零件的电流线的分布均匀；保持镀液成分、温度和电流密度处于规范和标准范围内，这样就达到镀锌层沉积的正常速度。

6.镀液中锌含量过快积累和阳极钝化的原因及解决方法

解析：

1）原因分析

这种故障产生的原因主要是阳极的问题，而造成阳极快速溶解的原因有：镀液中氢氧化钠含量偏高时，锌阳极化学溶解速度加快，造成镀液中锌离子增加很多，因为锌酸盐镀锌的阴极电流效率是比较低的，锌的实际消耗少于锌阳极的溶解；实际上是锌阳极这种自然溶解而破坏了镀液中氢氧化钠和锌含量的正常比例。

在有些情况下，锌阳极表面出现了阳极钝化现象，虽然锌阳极钝化能增加阴极极化，提高分散能力，但阳极钝化影响了锌离子的溶解，使得镀液中的锌离子得不到补充，电镀沉积速度受到了严重影响。

引起锌阳极钝化的原因有：镀液中氢氧化物浓度过低，阳极面积过小，阳极面积与阴极面积之比应不小于1.5:1，否则阳极较容易发生钝化。

2）解决方法

分析镀液成分，调整镀液中氢氧化钠的浓度到正常；另外通过控制锌阳极和不溶性镍阳极的比例；在停镀时将锌阳极从槽中取出等措施消除镀液中锌离子增加的问题。同时也能解决锌阳极的钝化问题。

7.镀锌层出现粗糙或粗糙发暗的原因及解决方法

解析：