电镀锌培训材料.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2,*,电镀锌工艺防锈的技术原理、工艺方法及注意事项,2008,年,8,月,1,2,2,电镀锌的防腐原理,锌的性质：银白色，密度,7.17g/cm3,，熔点,420,，标准电极电位：,-0.76V,，比铁的标准电极电位,-0.44V,低。当接触到腐蚀性介质时，锌层比铁更容易失去电子，所以镀锌对钢铁基体能够起到电化学保护作用；并且在镀层有空隙或由于损伤露出基体时，锌层也会是阳极受到腐蚀而保护钢铁基体。,镀层越厚防腐能力越强。因此不同件不同使用环境选择不同的镀层厚度。,电镀锌层经钝化后在干燥的空气中几乎不发生变化，在汽油或二氧化碳的潮湿的水汽中防锈性能较好。,2025/4/29 周二,3,电镀锌简要的说分三个大过程,前处理（除油、除锈）,除油：电解除油、碱性除油、有机溶剂除油,除锈：机械法除锈（喷砂、抛丸）、酸洗除锈,电镀锌,从工艺分有：酸性镀锌、碱性镀锌,常用的酸性镀锌有：氯化物镀锌、锌酸盐镀锌，目前以氯化物镀锌居多。,从工件装夹方法分有：挂镀、滚镀,后处理（驱氢、钝化、烘干等）,钝化种类：,漂白、蓝白钝化、五彩钝化、黑色钝化、绿色钝化（军绿、橄榄绿）,2025/4/29 周二,4,电镀锌的技术原理,一、电镀锌原理,电镀过程简单的说就是一个复杂的电化学反应过程。,电镀时直流电的正、负极接镀槽的阴、阳极上。锌板接阳极，锌在电流,作用下失去电子形成带正电的锌离子进入溶液，在阴极锌离子得到电子被还,成锌原子沉积到工件表面形成镀层。,实际上，在电镀过程中，并不是以所说的那么简单，因为电镀液中不只,是简单的电解液，而是含有络合物的电解液，在阴极还原并不只是简单的金,属离子的得电子还原，还有络离子的还原。,2025/4/29 周二,5,2025/4/29 周二,6,2025/4/29 周二,7,电镀全过程可以归纳为以下三个步骤：,1,、金属的水合离子或络离子从溶液内部迁移到阴极,表面；,2,、金属水合离子脱水或络离子解离，金属离子,在阴极上得到电子发生还原反应生成金属原子；,3,、还原的原子进入晶格结点。,2025/4/29 周二,8,从电化学反应整体角度看,电极反应实际由以下几个分步,骤串联而成：,2025/4/29 周二,9,2025/4/29 周二,10,2025/4/29 周二,11,2025/4/29 周二,12,2025/4/29 周二,13,2025/4/29 周二,14,镀锌件钝化原理,锌是比较活泼的金属，与空气中的氧易发生氧化反应。,所谓钝化，就是把经过镀锌的工件浸入含有铬酸等组分的强氧化性溶液中进行处理，使镀锌层表面形成稳定性高、组织致密的钝化膜，将锌与空气中的氧隔离，不发生反应起到提高抗蚀性能的作用，同时由于不同钝化工艺产生不同的表面颜色也起到了装饰性作用。,2025/4/29 周二,15,零部件镀锌技术标准和试验方法,一、镀锌技术标准,GB/T5267.1-2002,紧固件电镀锌,主要对镀层厚度及检查、进行规定,QC/T625-1999,汽车用涂镀层和化学处理层,主对汽车用不同涂镀层的防蚀性进行规定。其中对镀锌钝化膜的防蚀性要求如下表：,2025/4/29 周二,16,镀锌层上的铬酸盐转化膜的性能要求见表。,耐,蚀,性,转化膜的种类,NSS,试验时间，,h,评级标准,其它性能,B,（漂白）,24,不出现白色腐蚀物,按,GB/T 9800,C,（彩虹）,72,不出现白色腐蚀物,按,GB/T 9800,D,（深色）,96,1,）,不出现白色腐蚀物,按,GB/T 9800,E,（复合、高耐蚀性）,200,不出现白色腐蚀物,按,GB/T 9800,注：,1,）黑色转化膜的耐蚀性允许有较大的差异，但不得低于,NSS,试验,48h,。,2025/4/29 周二,17,二、镀锌的试验方法,1,、镀锌件的质量检验：,外观检查,厚度测量（库仑电解法测厚度）,螺纹件旋合性检查（,镀后,6h/6H,通规格查）,盐雾试验,镀锌件一般用,NSS,试验，判定标准按,QC/T625,2025/4/29 周二,18,2,、人造气氛腐蚀试验（,NSS,试验）要点：,、盐水配制浓度,NaCl 50.1%(,质量,),、,PH,值,6.57.2,、盐雾箱温度,352,、喷雾气压,0.070.17MPa,、,80cm,2,的漏斗收集连续雾化,16h,的盐雾沉降量，有效空间内任一位置的沉降率为：,1.02.0ml/h.80cm,2,。,、工件之间必须有间距，小件用纤维线悬挂（非金属），平板件倾斜线,20,放置。,2025/4/29 周二,19,电镀锌的工艺过程,镀锌工艺流程：,喷丸,待镀产品 前处理 活化,除油 除锈,电镀 中和 出光 钝化 封闭,驱氢,脱水 烘干 包装,清洗,清洗,清洗,清洗,清洗,清洗,清洗,清洗,2025/4/29 周二,20,电镀过程中影响镀层质量的主要因素,影响镀层质量的主要因素有：,镀液成分、,PH,、电流参数、时间、添加剂、,温度、基体材质、前处理质量、搅拌,2025/4/29 周二,21,1,、主盐：氯化钾、氯化锌,氯化钾,浓度,过高,，对镀液影响不明显，但在低温时会有结晶析出；过低时，溶液导电性差，镀液分散能力差，镀层表面易产生黑色条纹，同时电流密度的光亮范围降低，槽液不易控制。,氯化锌,是锌离子的主要来源，氯化锌,过高,溶液的分散能力差、深镀能力差，但能够防止尖端镀层的烧焦；氯化锌浓度低时，镀液分散能力提高，能减少消耗，减小废水处理成本，但过低时，阴极电流密度范围变窄，高电流密度区易出现烧焦现象。,由于氯化物镀锌运用普遍，以氯化物镀锌为例介绍,2025/4/29 周二,22,2,、,缓冲剂：硼酸,硼酸在电镀溶液中主要起缓冲剂作用，保持溶液,PH,在很小范围内变化。,硼酸过高：会结晶析出，影响镀层质量。,硼酸过低：镀层在高电流密度区易烧焦。,2025/4/29 周二,23,3,、光亮剂,当镀液中不添加光亮剂，只能够得到灰白色的、无光泽粗糙的镀层。,加入光亮剂后，镀液的分散能力和覆盖能力提高，镀层光亮细致、整平性好。,光亮剂过高，镀层脆性大，钝化膜结合力差，易脱落，降低镀层的耐蚀性。,2025/4/29 周二,24,4,、,PH,值,PH,值的大小对氯化物镀锌的影响非常重要。,镀液的,PH,一般控制在,56.5,。,PH,过高，镀液的光亮电流密度范围变窄，低电流密度区发暗，高电流密度区易烧焦。严重的镀层会产生灰黑色条纹，最终导致槽液无法正常使用。,PH,过低，镀液的分散能力和深镀能力下降，镀液中的,Fe,离子不能沉淀，严重时镀层会出现黑灰色条纹，在滚镀槽内尤为明显。,2025/4/29 周二,25,5,、温度,氯化物镀锌的工作温度主要由光亮剂的性能决定，一般的氯化镀锌工艺在,1530,。,随着镀液温度的变化，电流密度也要相应地调整。温度低时，电流密度应调整到工艺范围的中下限，温度高时电流密度应调整到工艺范围的中上限。,2025/4/29 周二,26,6,、电流密度,阴极电流密度的选择与主盐浓度高低、槽液温度高低、添加剂的品质和含量等有关。,在正常的工艺范围内，若采用过大的电流密度，镀层中夹杂过多的光亮剂，结晶粗大、镀层会发脆、甚至烧焦、钝化膜结合力差，影响耐蚀性；若电流密度过低，镀层结晶细致，但沉积速度慢，生产效率低。,氯化物镀锌的电流密度一般控制在,0.82.5A/dm,2,2025/4/29 周二,27,7,、搅拌的影响,搅拌可降低阴极极化，使晶粒变粗；但可提高生产效率，此外，还可以增强整平剂的效果。,8,、基体金属性质的影响：,镀层的结合力与基体金属的化学性质及晶体结构密切相关。如果基体金属电位负于沉积金属电位，就难以获得结合良好的镀层，甚至不能沉积。若材料（如不锈钢、铝等）易于钝化，不采取特殊活化措施也难心以得到高结合力的镀层。基体材料与沉积金属其晶体结构相匹配时，利于结晶初期的外延生长，易得到高结合力的镀层。,2025/4/29 周二,28,9,、镀件前处理质量的影响,镀件电镀前需对镀件表面作精整和清理，,去除毛刺、夹砂、残渣、油脂、氧化皮、,钝化膜，使基体金属露出洁净、活性的晶体表面。,这样才能得到健全、致密、结合良好的镀层。前处理不当会导致镀层起皮、剥落、鼓泡、毛刺、发花等缺陷。,前处理是保证电镀质量的前提，如果前提得不到,保证，将无法保证后续加工的质量。,2025/4/29 周二,29,镀液的日常维护,1,、零件镀前处理要彻底。否则除电镀质量不好外，还会污染镀液。,2,、镀液一般每周分析一次，,3,、调整锌离子,4,、每天检查、调整,PH,值,5,、根据生产情况适量补充添加剂。添加剂的补充应遵循“少加勤加”的原则。,6,、清洗铜极时，应避免铜粉和铜的氧化物进入镀槽。,7,、掉入镀槽的铁件或其他物品应及时打捞。,8,、根据生产量的大小定期处理有机杂质、过滤槽液。,2025/4/29 周二,30,氯化物镀锌常见故障及解决方法（一）,故障现象,产生原因,解决方法,镀层粗糙、高电流密度区易烧焦,主盐浓度过低,添加剂不足,温度过低,阴极电流密度过大,导电盐氯化钾浓度低,阳极泥进行溶液,溶液里有其它固体杂质,增加主盐浓度,补足添加剂,升高槽液温度,调整电流密度至合适的范围,补加氯化钾至工艺规范,用丙纶布包好阳极,过滤杂质,镀层起泡，与基体结合力差,前处理不良,添加剂含量过高,酸洗时间太长,硼酸含量太低,阴极电流密度太长,加强前处理,用活性炭吸附除去,减少酸洗时间，加入缓蚀剂,补充硼酸含量至工艺规范,调整电流密度至合适的范围,2025/4/29 周二,31,氯化镀锌常见故障及解决方法（二）,故障现象,产生原因,解决方法,镀层有黑色条纹或斑点,前处理不良,阴极电流密度太大,导电盐氯化钾浓度低,有铜杂质,有机杂质过多,主盐浓度太低,加强前处理,调整电流密度至合适范围,补加氯化钾至工艺规范,除去铜杂质,除去有机杂质,补充主盐至工艺规范,沉积速度慢,主盐浓度低,PH,值低,有六价铬污染,阴极电流密度低,补充主盐至工艺规范,调整,PH,值至,5.5,左右,除去六价铬适当增加阴极电流密度,2025/4/29 周二,32,氯化镀锌常见故障及解决方法（三）,故障现象,产生原因,解决方法,低电流密度区镀层发暗、无光泽,温度过高,PH,偏高,阴极电流密度低,添加剂不足,主盐浓度过高,氯化钾浓度低,金属杂质过多,降低温度,用稀盐酸调整,PH,适当增加阴极电流密度,补充添加剂,稀释溶液，降低主盐浓度,补充氯化钾至工艺规范,除去金属杂质,分散能力和深镀能力差,主盐浓度过高,氯化钾浓度低,光亮剂不足,重金属杂质过多,有二价铁离子,有机杂质污染,稀释溶液，降低主盐浓度,补加氯化钾至工艺规范,补充光亮剂,除去重金属杂质,除去二价铁离子,除去有机杂质,2025/4/29 周二33,氯化镀锌常见故障及解决方法（四）,故障现象,产生原因,解决方法,镀层发灰无光泽,光亮剂不足,温度过高,PH,过高,主盐浓度过高,氯化钾浓度低,硼酸浓度低,阴极电流密底低,补充光亮剂,降低温度,用稀盐酸调整,稀释溶液，降低主盐浓度,补加氯化钾至工艺规范,补充硼酸,适当增加阴极电流密度,产生针孔、条纹状镀层或脆性镀层,光亮剂失调,氯化钾浓度高,PH,高,固体杂质或有机杂质多,用霍角槽调整光亮剂,稀释溶液，降低氯化钾浓度,用稀盐酸调整,过滤或用活性炭吸附除去,2025/4/29 周二,34,钝化处理,镀锌后,一般要进行铬酸盐钝化,形成相应类型的转化膜,.,是保证镀后质量的关键工序之一,.,钝化后最好还应进行老化处理（烘干）。,钝化的作用：,1,、增加镀件表面的光亮性、,2,、钝化膜呈现不同的色彩，有蓝白色、彩虹色、军绿色、黑色等，起到装饰性。,3,、提高镀锌层的抗蚀能力，延长镀件的使用寿命，钝化件比非钝化件抗蚀性能提高,810,倍。,2025/4/29 周二,35,彩色钝化,彩色钝化主要是铬酐、硝酸、硫酸等强氧化剂使锌层表面形层致密的铬酸盐膜。,故障现象,产生原因,解决方法,不出现彩色或彩色极淡,PH,不在工艺范围内,无,Cr,3+,或,Cr,3+,太低,硫酸太低,钝化时间太短,镀层光亮性太差,调整,PH11.6,用锌板处理钝化液,提高,Cr,3+,适当补加硫酸或硫酸盐,适当延长钝化时间,改善镀层光亮性,膜层易脱落附着力不牢,镀层夹杂过多活性剂,钝化液,PH,过高,硫酸偏低,钝化时间太长,钝化温度偏高,钝化膜老化不够,镀液用活性炭吸附处理,补充硝酸、硫酸调整,补充硫酸,缩短钝化时间,降低钝化温度,钝化膜吹干、烘干老化,膜层不光亮,镀层不光亮,出光液不正常,硝酸偏低,改善镀层光亮性,调整出光液,补加硝酸,2025/4/29 周二,36,军绿色钝化,：,也叫五酸钝化,影响军绿钝化质量的因素及注意事项：,1,、镀层厚度太薄,2,、钝化时要摇动、出钝化槽前功尽弃,10S,停止摇动，如不摇动钝化膜无光泽或呈灰绿色。,3,、,CrO3,太少，钝化膜呈灰色,4,、硝酸太少，钝化膜无光军绿色、,5,、钝化膜稍带浅黄色，需加磷酸。,6,、钝化时间过长需加硫酸。,7,、适当清洗，停放时间太长钝化膜呈灰色且带微彩色，而水洗不充分易形成铬酸盐流痕。,8,、如钝化不成军绿色，呈土黄色，可在镀液中加少量,NaS,。,9,、钝化后应烘干老化，老化前应防止磕碰、划伤。,2025/4/29 周二,37,白色、蓝白色钝化,铬酐偏低时，钝化膜抗蚀性差；但过高时钝化膜出现轻微淡彩虹色，影响外观。,硝酸过低时，不光亮，发雾；过高时锌层溶解快，钝化膜不牢。,硫酸低时，钝化膜暗黑不牢；偏高时，锌溶解快，抗蚀性降低。,温度过高钝化膜发雾，应在室温下钝化。,钝化后在空气中停留,515S,。,2025/4/29 周二,38,黑色钝化,钝化膜色泽浅，可适当延长时间,钝化膜干燥前易溶解、易划伤，清洗时要轻柔。,钝化时间短，膜层呈彩色；钝化时间长膜溶解。,钝化后空气中搁置,5,秒钟，然后清洗、热水封闭。,热水封闭后必须吹干并烘干老化。,2025/4/29 周二,39,保证镀锌件盐雾试验的几大措施,1,、改善加强前处理工艺，采用电解除油除锈、超声波除油、机械除锈等方法，彻底解决基体表面的油脂、腐蚀物、碳化物等附着物。,2,、工件经前处理后应妥善存放，及时周转。经过活化后的工件必须封存在干净的水中，封存半小时内必须进行电镀处理，以避免工件表面再次被钝化，影响锌层和基体的结合力。,3,、电镀时注意控制以下几点：,滚镀装载量均匀、适中，挂镀挂具根据工件合理选择、设计,电镀锌时严格控制电流密度，对于紧固件较难控制，特别滚镀工艺。尽量避不同表面积的工件同槽电镀。不同规格的工件表面和不同，导致电流密度分配不均，镀层不均匀。,电镀完后加强中和处理，酸性镀锌后，用微碱性溶液进行浸泡中和，碱性镀锌后用微酸性溶液进行中和，以确保锌层的酸碱性适宜。,选择厚膜型的钝化工艺，严格执行烘干工艺，使钝化膜层老化后再包装。,包装、运输时尽量避免磕碰、擦伤。采用塑料袋包装时一定要冷包装。,改善成品的贮存条件，加强防护。避免因受潮而腐蚀。,2025/4/29 周二,40,常用的电镀有关标准,GB/T 12611,1990,金属零（部）件镀覆前质量控制技术要求,JB/T 6986,1993,铝及铝合金电镀前表面准备方法,GB/T 9799,1997,金属覆盖层 钢铁上的锌电镀层,GB/T 9798,1997,金属覆盖层 镍电沉积层,GB/T 12332,1990,金属覆盖层 工程用镍电镀层,GB/T 12599,1990,金属覆盖层 锡电镀层,GB/T 12333,1990,金属覆盖层 工程用铜电镀层,GB/T 11379,1989,金属覆盖层 工程用铬电镀层,GB/T 9797,1997,金属覆盖层 镍铬和铜镍铬电沉积层,GB/T 12600,1990,金属覆盖层 塑料上铜镍铬电镀层,GB/T 12610,1990,塑料上电镀层 热循环试验,GB/T 12304,1990,金属覆盖层 工业用金和金合金电镀层,GB/T 12306,1990,金属覆盖层 工程用银和银合金电镀层,2025/4/29 周二,41,谢 谢！,2008,年,8,月,20,日,2025/4/29 周二,