鋅合金電鍍技術的介紹和說明

鋅合金本身的基體特性及特殊的加工形式對電鍍產生很大影響

1．鋅合金的材料為鋅-鋁合金，均為活潑的兩性金屬。而兩種金屬中以鋁在前處理最為困難，所以必須控制鋁的含量，一般需電鍍的鋅合金材料，鋁的含量不應超過4%，鋁含量過高，將使電鍍難以進行。

2．工業上常見的應用鋅合金材料含Al4%左右、Cu0.75%~1.25%、Mg0.03%~0.08%,其餘為主要成分Zn，Zn是兩性金屬，電極電位較負，對酸鹼都比較敏感，且容易發生化學反應導致腐蝕。而且，鋅合金材料在壓鑄成型過程中，往往由於工件表面溫度差異，會產生成分偏析現象，表面局部出現富鋅或富鋁相，在前處理除油腐蝕活化過程中稍微疏忽，就會造成富鋁相或富鋅相部分優先溶解，表面不均勻腐蝕導致產生氣孔麻點甚至氣泡等而影響表面質量。

3．鋅合金壓鑄材料的組織結構有其特殊性，就是其壓鑄表面組織緻密光滑，孔隙率較低，硬度也比較低且表面緻密層厚度較薄，一般只有0.05~0.2mm。內層則是多孔疏鬆結構。假如在前處理加工工序中掌握不當，損傷表面緻密層，將會給後續工序增加更多的困難，也會使鋅合金抗蝕防護質量降低。

鋅合金電鍍工藝過程：拋光→冷脫除蠟→超聲波除蠟→超聲波除油→陰極電解除油→陽極電解除油→活化→預鍍→鹼銅→酸銅

1)拋光——鋅合金壓鑄件成品不可避免的有飛邊、毛刺、壓痕等現象，在電鍍前需經過磨拋光處理，才能獲得良好的外觀。

2)冷脫除蠟——鋅合金拋光後殘留的拋光蠟比較多，在除蠟水中清洗時間過長容易造成腐蝕，所以在超聲波之前最好能有一道冷脫工藝，先將蠟、油污部分溶解和軟化。

3)超聲波除蠟——除蠟水的PH和溫度不宜太高，否則易對鋅合金表面形成孔狀腐蝕。溫度高，除蠟效果肯定好。如果能掌握好材料性能，可以採用高溫——短時間的工藝來處理。

4)超聲波除油——鋅合金表面如果油污不是太重，可以直接電解除油。如果油污比較多或形狀複雜、有凹槽、盲孔的零件利用超聲波除油效果好。除油粉的PH不能太高，因為強鹼對鋁的溶解快，零件表面會溶出縮孔，這些縮孔在電鍍過程中清洗不幹凈將影響結合力。

5)陰極電解除油——鋅合金陰極電解除油一定要在工藝的範圍內使用，PH高、溫度高、電流高、濃度高都會對鋅合金表面產生腐蝕，影響後續工藝的結合力。陰極電解時，陰極發生還原反應析氫，有利於對油膜的溶解，但電流不能太高一般在3~~5A/dm2，電流高析氫嚴重會造成零件滲氫現象，影響後續電鍍工藝的結合力。陽極發生氧化反應，如果陽極不耐腐蝕會造成陽極溶解，所以陽極應使用不鏽鋼板或不鏽鋼網（304#、316#）。如果陽極選擇不當，陽極腐蝕後部分金屬溶解，這些金屬離子在陰極上沉積析出，會形成疏鬆的浮灰現象，嚴重影響電鍍結合力。（用手指摸零件表面，如果手指上有灰黑色，說明零件有浮灰產生）

6)陽極電解除油——為了使陰極脫脂後減少浮灰、黑膜現象和減少陰極電解的滲氫現象，在陰極電解除油後建議做短時間（30~~60秒）的陽極電解除油。陽極電解除油的目的，在於增加鍍層的附著力和減少起泡。經除油後的工藝品必須迅速進行清洗，然後活化，如在水中或空氣中擱置的時間較長，會引起鍍後出現斑點或發花。切記做陽極電解除油時，PH不能高、電流（一般在0.5~~1A/dm2）不能大，否則容易造成鋅合金腐蝕。除油是否乾淨，最簡單的檢驗方法是零件除油後，水洗→酸活化→水洗，如果除油乾淨零件表面在酸活化水洗後形成一層潤濕的親水膜；除油不幹凈表面不能形成均勻的水膜，有掛水現象。

7)活化——鋅合金一般在氫氟酸或氫氟酸—硫酸溶液中活化，也有市售的活化鹽。鋅是兩性金屬，在強酸和強鹼中極易溶解腐蝕，所以活化一般在弱酸中進行。

工藝如下：

HF(40%)12～15ml/L

硼酸3～5g/L

θ15～35℃

t 20～30s

檸檬酸40~50g/L

硼酸適量

θ室溫

t10~30s

HF(40%)20～30g/L

θ室溫

t3~8s

HF(40%)10～20ml/L

硫酸（98%）10~15g/L

檸檬酸10~15g/L

θ室溫t3~8s

浸蝕溶液濃度和活化時間應嚴格控制，因其對鍍層結合力及起泡有一定影響。浸蝕時間以觀察鋅合金壓鑄零件表面出現均勻小氣泡為止，千萬注意防止產生腐蝕。活化液在使用一段時間後，最好能根據活化面積來更換活化液，保證活化效果好。不同鋅合金應根據材料性能，選擇適當的活化工藝。

8）預鍍——鋅合金在預鍍前，最好能有預浸工藝。預鍍中性鎳前，可用3~~5%的檸檬酸溶液預浸不經水洗直接入槽電鍍；預鍍銅前，可用1~~2%的氰化鈉溶液預浸不經水洗直接入槽電鍍。因氰化鈉預鍍銅溶液覆蓋能力高，所以形狀複雜的零件一般選擇預鍍銅工藝。

A：預鍍中性鎳

硫酸鎳：90~~100g/L

氯化鎳：40~~50g/L

檸檬酸鈉：110~~130g/L

硼酸：20~~30g/L

PH=7.0~~7.2

溫度：50~~60度

I=1~~1.5A/dm2

零件入槽時採用2~~3A/dm2的大電流衝擊2~~3min,然後再轉為正常的電流電鍍至厚度為5~~7um。

B：預鍍銅

優良的氰化物鍍銅是保證鋅合金電鍍的質量的關鍵。

為了獲得優良的鍍層，應注意以下幾點：

1.定期分析確保鍍液成分在工藝範圍內;

2.保證溫度在工作範圍內;

3.電解銅最好能有陽極袋;

4.鍍液中不可加氫氧化鈉,在強鹼性條件下鋅合金很容易造成腐蝕;

5.陰極電流密度要適中,不能過大或過小.鋅合金壓鑄件的預鍍銅的厚度不應低於5um，薄的鍍層易多孔，在繼續進行的酸銅和光鎳時不能有效地保護鑄件不受化學浸蝕。此外，薄的銅層很容易向鋅合金內擴散，形成較脆的銅鋅合金中間層，銅層越薄擴散作用發生的越快。由於閃鍍的電流效率較低，可以在沉積1~~2um後，再在其它銅溶液中加厚，如中濃度的氰化鈉鍍銅、焦磷酸鍍銅等。

9）配方1溫度低，對鋅合金的腐蝕小；配方2添加酒石酸鉀鈉，有利於陽極溶解，特別是在氰化鈉少的情況下有明顯作用，添加酒石酸鉀鈉鍍層結晶細緻。配方3使用氰化物預鍍黃銅代替預鍍銅層，PH低和溫度均低對鋅合金的腐蝕弱，有利於提高鍍層的結合力。

10）遊離氰化鈉是控制氰化物鍍銅的關鍵，提高氰化鈉的含量，可以促進陽極溶解，增加陰極極化，使鍍層結晶細緻，並能提高鍍液的分散和覆蓋能力。但如果遊離氰含量過高，將會使陰極電流效率下降，甚至得不到鍍層。

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