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电镀锌如何用于黑色金属铸件

　　通常所讲黑色金属铸件，一般分为铸钢件和铸铁件，这里仅讨论铸钢件的电镀锌，铸造碳钢具有较高的强度和较好的塑性，铸造性能和焊接性能良好，可切削性差，可用作轧钢机机架、轴承座、连杆、箱体、曲拐及缸体等。由于铸钢件具有优良的机械加工性能，能压铸成几何形状复杂的工件，而且价格便宜，所以在机械制造领域应用广泛。铸钢件通常需要进行镀锌处理，在电镀过程中，氢易于析出，造成严重析氢，不利于金属离子在工件表面沉积，镀层容易脱皮、需专门的前处理工序。

　　1．铸钢件基材成分及前处理

　　铸钢件为ZG270-500铸钢件，其成分(均为质量分数)为:0．40%C、0．50%Si、0．90%Mn、0．04%P与S、98．16%Fe。

　　铸钢件首先进行防渗出预处理，然后进行除油：5%998除油王，θ为50～55℃，t为5-10min化学除油处理及阳极电解除油，酸洗除锈：盐1酸15%，多功能酸洗添加剂1.5%，室温，t为1～2min,预浸后不水洗直接镀锌。

　　钾盐镀锌溶液配方如下：

　　KCl 240g/L ZnCl2 50g/L 硼酸 30g/L　LAN―919 18ml/L 室温 PH 5.6～5.8 Jκ1.0A/dm2

　　电镀20～30min，铸钢件表面形成均匀的锌镀层。电镀后处理：出光―R·G135三价铬蓝白钝。

　　碱性锌溶液配方如下：

　　烧1碱 140g/L 氧化锌 120g/L RG―2005开缸剂 10ml/L RG―2005光亮剂 2ml/L 室温 Jκ 1.5A/dm2 电镀30min，铸钢件表面形成均匀的锌镀层。电镀后处理：出光―R·G165三价铬彩钝。

　　2.电镀层质量测试

　　1)附着力。按照GB/T5270-2005金属基体上的金属覆盖层电沉积和化学沉积层附着强度试验方法评述标准，对镀锌层附着强度进行检测试验;

　　2)厚度与致密度。JSM-6360LV扫描电子显微镜检测;

　　3)外观。按照GB/T9799-1997金属覆盖层钢铁上的锌电镀层标准，对锌镀层的外观与厚度进行检测;

　　4)镀层成分分析。电镀层化学成分分析表明;沿着基体金属向镀层方向，锌的质量分数在递增，铁在递减，这是由于电镀过程起始阶段，基体金属上的铁原子与锌形成合金，随着电镀进程的深入，镀层主要以锌与高分子配合物形成高分子配合物为主，基体金属被锌层所覆盖，因而距离基体金属较远处的镀层，主要是锌，这也加强了基体的防腐性能。

　　3．镀层致密度检测

电镀层在放大5000倍时的表面形貌，电镀层致密度良好，确保了镀层附着力与NSS试验的良好防腐性能。

　　4．镀锌层的厚度检测

采用SEM测量的镀锌层厚度。测量镀锌层不同部位的δ为8～10μm，达到国家规定的标准，而且厚度均匀。

　　5．耐腐蚀性试验。

电镀品质标准——盐雾试验标准与规范　

　1.所谓盐雾的腐蚀

　　腐蚀是材料或其性能在环境的作用下引起的破坏或变质。大多数的腐蚀发生在大气环境中，大气中含有氧气、湿度、温度变化和污染物等腐蚀成分和腐蚀因素。盐雾腐蚀就是一种常见和最有破坏性的大气腐蚀。这里讲的盐雾是指氯化物的大气，它的主要腐蚀成分是海洋中的氯化物盐——氯化钠，它主要来源于海洋和内地盐碱地区。

　　盐雾对金属材料表面的腐蚀是由于含有的氯离子穿透金属表面的氧化层和防护层与内部金属发生电化学反应引起的。同时，氯离子含有一定的水合能，易被吸附在金属表面的孔隙、裂缝排挤并取代氯化层中的氧，把不溶性的氧化物变成可溶性的氯化物，使钝化态表面变成活泼表面。造成对产品极坏的不良反应。

　　2.盐雾试验及与实际的联系

　　盐雾试验是一种主要利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验。它分为二大类，一类为天然环境暴露试验，另一类为人工加速模拟盐雾环境试验。人工模拟盐雾环境试验是利用一种具有一定容积空间的试验设备——盐雾试验箱，在其容积空间内用人工的方法，造成盐雾环境来对产品的耐盐雾腐蚀性能质量进行考核。

　　它与天然环境相比，其盐雾环境的氯化物的盐浓度，可以是一般天然环境盐雾含量的几倍或几十倍，使腐蚀速度大大提高，对产品进行盐雾试验，得出结果的时间也大大缩短。如在天然暴露环境下对某产品样品进行试验，待其腐蚀可能要1年，而在人工模拟盐雾环境条件下试验，只要24小时，即可得到相似的结果。

　　3.适用范围：

　　1）钢铁表面镀铜 镍 铬或镍 铬;

　　2）铜或铜合金表面镀镍 铬;

　　3）300系列或400系列不锈钢表面镀镍 铬;

　　4）铝或铝合金表面镀铜 镍 铬;

　　5）锌合金表面镀铜 镍 铬;

　　6）塑胶电镀件

　　4.人工模拟盐雾试验包括

　　1)中性盐雾试验（NSS试验）是出现最早目前应用领域最广的一种加速腐蚀试验方法。它采用5%的氯化钠盐水溶液，溶液PH值调在中性范围（6～7）作为喷雾用的溶液。试验温度均取35℃，要求盐雾的沉降率在1～2ml/80cm2.h之间。

　　2)醋酸盐雾试验（ASS试验）是在中性盐雾试验的基础上发展起来的。它是在5%氯化钠溶液中加入一些冰醋酸，使溶液的PH值降为3左右，溶液变成酸性，最后形成的盐雾也由中性盐雾变成酸性。它的腐蚀速度要比NSS试验快3倍左右。

　　3)铜盐加速醋酸盐雾试验（CASS试验）是国外新近发展起来的一种快速盐雾腐蚀试验，试验温度为50℃，盐溶液中加入少量铜盐—氯化铜，强烈诱发腐蚀。它的腐蚀速度大约是NSS试验的8倍。

　　5.盐雾试验标准及试验结果的判定

　　A.标准是对重复事物和概述所做的统一规定。盐雾试验标准是对盐雾试验条件，如温度、湿度、氯化钠溶液浓度和PH值等做的明确具体规定，另外还对盐雾试验箱性能提出技术要求。同种产品采用那种盐雾试验标准要根据盐雾试验的特性和金属的腐蚀速度及对盐雾的敏感程度选择。

　　B.盐雾试验的目的是为了考核产品或金属材料的耐盐雾腐蚀质量，而盐雾试验结果判定正是对产品质量的宣判，它的判定结果是否正确合理，是正确衡量产品或金属抗盐雾腐蚀质量的关键。

　　C．盐雾试验结果的判定方法有：评级判定法、称重判定法、腐蚀物出现判定法、腐蚀数据统计分析法。

　　1)评级判定法是把腐蚀面积与总面积之比的百分数按一定的方法划分成几个级别，以某一个级别作为合格判定依据，它适合平板样品进行评价；

　　2)称重判定法是通过对腐蚀试验前后样品的重量进行称重的方法，计算出受腐蚀损失的重量来对样品耐腐蚀质量进行评判，它特别适用于对某种金属耐腐蚀质量进行考核；

　　3)腐蚀物出现判定法是一种定性的判定法，它以盐雾腐蚀试验后，产品是否产生腐蚀现象来对样品进行判定，一般产品标准中大多采用此方法；腐蚀数据统计分析方法提供了设计腐蚀试验、分析腐蚀数据、确定腐蚀数据的置信度的方法，它主要用于分析、统计腐蚀情况，而不是具体用于某一具体产品的质量判定。

影响电镀液覆盖能力的因素

覆盖能力是评价电镀溶液性能优劣的指标之一。为了改善电镀溶液的覆盖能力，应当先弄清影响覆盖能力的因素。在电镀过程中，只有当阴极上的电位达到一定数值后，溶液中的金属离子才能还原为金 属并沉积在阴极表面。如果被镀零件上某些部位的电位达不到欲镀金属的析出电位时，则 这些部位上将不会有金属离子还原，所以也不会有金属镀层形成。这就说明该电镀溶液的覆盖能力不好。影响镀液覆盖能力的因素，一般可以归纳为以下三个方面。宁波电镀公司

（1）电镀溶液本性的影响。金属的析出电位与宁波电镀溶液的组成有关。有些金属在某些镀液中，可以在很低的电流密度下沉积出来，这表明该金属析出的过电位不大，或者说，其析出电位较正，这样的电镀溶液的覆盖能力一定好，如酸性镀铜溶液，铜在其中的析出电位为正值。反之，则覆盖能力不好，如在镀铬电解液中CrO42-离子还原为金属铬的析出电位很负，在被镀零件的凹洼处，由于电流密度很低，使得该处的电位达不到Cr6 还原为Cr的电 位，只能发生Cr6 还原为Cr3 以及析出氢气的副反应，而没有金属铬的析出，所以，镀铬溶液的覆盖能力很差。

（2）基体材料本性的影响。实践表明，在不同的基体材料上电沉积金属时，同一镀液的 覆盖能力也有很大差别。例如，用铬酸溶液在铜、镍、黄铜和钢上镀铬时，镀液的覆盖能力依次递减。这是因为在不同基体材料上金属离子还原时的析出过电位数值差别很大，在过电位较小的基体上金属的析出电位较正，即使在电流密度较小的部位也能达到其析出电位的数值，所以其覆盖能力较好。

（3）基体材料表面状态的影响。基体材料的表面状态对覆盖能力的影响比较复杂，一般情况下，一个镀液在光洁度高的表面上的覆盖能力要比其在粗糙表面上的好。这是因为在光洁度高的表面上真实电流密度大，容易达到金属的析出电位，而粗糙的表面，由于其真实表面积大，其真实电流密度较小，使得一些部位不易达到金属的析出电位，而没有镀层沉积。