镀锌理论知识

关键词：镀锌,电镀锌,冷镀锌

在盛有镀锌液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的正极和负极联接。镀锌液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。通电后，镀锌液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入镀锌液，以保持被镀覆的金属离子的浓度[1]。在有些情况下，如镀铬，是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极，它只起传递电子、导通电流的作用。电解液中的铬离子浓度，需依靠定期地向镀液中加入铬化合物来维持。镀锌时，阳极材料的质量、镀锌液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量，需要适时进行控制。 

一、电镀锌概述

电镀锌也叫冷镀锌，就是利用电解原理，在制件表面形成均匀、致密、结合良好的锌镀层的过程。与其他金属相比，锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属，属低值防蚀电镀层，被广泛用于保护钢铁件，特别是防止空气氧化腐蚀，并用于装饰。

二、电镀锌的分类

目前,国内按电镀溶液分类, 电镀锌可分为四大类:

1．氰化物镀锌

采用此工艺电镀后,产品质量好,特别是彩镀,经钝化后色彩保持好。

2．锌酸盐镀锌:

3．氯化物镀锌

4．硫酸盐镀锌

三、电镀锌的三大环节

1．电镀前处理

电镀前处理,是进行电镀的基础,也是保证产品质量的关键.电镀前未将被镀覆基体处理到规定的要求,即使有良好的电镀溶液,适当的电镀参数和很好的电镀参数的设备以及技术高超的人员,也不可能获得符合质量要求的电镀层.电镀前不仅要除去基体金属上存在的油脂和影响镀层附着力和其它质量要求的外来物,也要除去其表面氧化物,使其表面具有规定的清洁度和一定的活度,以保证镀层与基体牢固结合,有时根据所要求的电镀层的外观,还要进行一些其它特殊的电镀前处理.

2．电镀过程控制

电镀锌金属或构件的使用条件和使用寿命与电镀层厚度有着密切的关系.使用条件越严格和使用寿命越长,所要求的电镀锌层应越厚.不同的产品,要根据使用的具体环境(温度、湿度、降雨、大气成分等)确定预期的使用寿命的电镀层厚度,盲目的加厚会造成各种浪费.但如果厚度不足,又会达不到预期的使用寿命要求

不同的生产厂家,依据自己设备状况,在确定镀种的情况下,首先要编制一套较完整合理的工艺流程,明确电镀参数,控制电镀液浓度,进行规范操作.

3．镀后处理

为使镀件增强防护性能、装饰性及其他特殊目的而进行的（钝化、热熔、封闭和除氢等）电镀后置处理.

镀锌后,一般要进行铬酸盐钝化,或其它转化处理,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(烘箱内70~80oC).钝化可分为以下几种形式:

彩钝:适用于锌酸盐镀锌,钝化后零件表面为红、绿色,略带黄(Cr+6红色,Cr+3绿色),不能出现紫色(出现后说明钝化膜层疏松),最简单的方法是用手指在零件表面往复磨擦几次,不能有变(掉)色现象.

兰白钝:由于钝化液中的氟化物随时间加长而逐渐下降,因此,零件表面兰色就会逐渐变浅,同一个班生产的工件色泽保持不好.所以钝化过程中要严控,并注意厚度.

银白钝:不随时间变化而变化,色泽保持一致性好.

一、镀锌概述

锌易溶于酸，也能溶于碱，故称它为两性金属。锌的标准电极电位比钢铁负。若基体是钢铁，镀层破损或遭腐蚀生成Fe-Zn原电池时，锌镀层属于阳极性镀层，锌牺牲溶解，保护了钢铁。因此钢铁上的镀锌层不是单纯的机械保护作用，而是通过电化学作用保护基体免遭腐蚀，即使锌层不完整也会起到这个作用。更何况锌层的耐蚀性很大程度上决定于镀层上钝化膜的耐蚀性，钝化了的锌镀层其耐蚀性一般大约可提高8～20倍。

由于镀锌光亮剂的进步和不同颜色高耐蚀钝化工艺的开发应用，锌镀层的外观得到了显著的改善，同时具有防护性和装饰性。昔日传统认为镀锌仅是钢铁基体的一种防护镀层，今日更应是钢铁的防护装饰性镀层。

由于我国锌资源比较丰富，镀锌又是一种价廉、能防锈，又能装饰的高性价比镀种，因而在汽车、机械、电子、船舶、仪表、轻工等工业部门得到广泛的应用。如机械零件、低压电器、高压开关、紧固连接件、钢铁结构件、建筑五金、农业机械、轻工产品等都离不开镀锌钝化制品。

二、镀锌的原理

1、镀锌的化学原理

在盛有镀锌液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的正极和负极联接。镀锌液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。通电后，镀锌液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入镀锌液，以保持被镀覆的金属离子的浓度。镀锌时，阳极材料的质量、镀锌液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量，需要适时进行控制。

2、镀锌的工艺原理

在装有镀件、玻璃球、锌粉、水和促进剂的旋转滚桶内，作为冲击介质的玻璃球随着滚桶转动，与镀件表面发生摩擦和锤击产生机械物理能量，在化学促进剂的作用下，将镀涂的锌粉“冷焊”到镀件表面上，形成光滑、均匀和细致的具有一定厚度的镀层。

三、镀锌的方式

1、热镀锌

热镀锌也叫热浸镀锌和热浸锌，是一种有效的金属防腐方式，主要用于各行业的金属结构设施上。是将除锈后的钢件浸入500℃左右融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，从而起到防腐的目的。

2、冷镀锌

冷镀锌也叫电镀锌，是利用电解设备将管件经过除油、酸洗、后放入成分为锌盐的溶液中，并连接电解设备的负极，在管件的对面放置锌版，连接在电解设备的正极接通电源，利用电流从正极向负极的定向移动就会在管件上沉积一层锌，冷镀管件是先加工后镀锌。

四、镀锌工艺的种类及其优缺点

1、镀锌工艺的种类

按镀锌溶液的不同可将镀锌工艺分为三类：

(1)氰化镀锌：分高氰镀锌、中氰镀锌、低氰镀锌；

(2)酸性镀锌：硫酸盐镀锌、弱酸性氯化钾镀锌、氨三乙酸－氯化铵镀锌；

(3)碱性无氰锌酸盐镀锌。

2、各种镀锌工艺的优缺点

(1)氰化镀锌

优点：镀层结晶细致，镀液的分散能力和覆盖能力较好，对钢铁设备无腐蚀作用。

缺点：镀液含有剧毒氰化物，排放的废水和废气对环境有危害。

(2)硫酸盐镀锌

优点：成本低，镀液稳定，电流效率高，允许的阴极电流密度上限值很高，沉积速度快。

缺点：均镀能力和深镀能力较差，镀层结晶较粗，只适用于镀外形简单的零件。镀液对钢铁设备有腐蚀作用。

(3)弱酸性氯化钾镀锌

优点：无氰，镀液成分简单、稳定，投产成本不高，电流效率高，节约电能，沉积速度快，生产效率高，适用于铸铁零件、高碳钢零件镀锌。镀层光亮、细致，整平性好。

缺点：镀液对钢铁设备有腐蚀作用。如果后处理不好，彩色钝化膜的抗盐雾性能比碱性镀锌差。

(4)氨三乙酸－氯化铵镀锌

优点：由于氨三乙酸对锌的络合能力较强，显著增加了锌沉积时的阴极极化作用，镀液的分散能力和覆盖能力较好，镀层比较光亮。

缺点：镀液对钢铁设备有腐蚀严重。

(5)碱性锌酸盐镀锌

优点：无氰，对钢铁设备无腐蚀，钝化膜在湿热的大气中不容易变色发黑。

缺点：在镀层的结合力和脆性方面于氰化镀锌相比有一定的差距。

热镀锌

关键词：镀锌,热镀锌,热浸锌,热浸镀锌

一、热镀锌概述

热镀锌也叫热浸锌和热浸镀锌，是一种有效的金属防腐方式，主要用于各行业的金属结构设施上。是将除锈后的钢件浸入500℃左右融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，从而起到防腐的目的。

现在钢板的表面镀锌主要采用的方法是热镀锌。热镀锌是由较古老的热镀方法发展而来，自从1836年法国把热镀锌应用于工业以来，已经有170年的历史了。然而近30年来，伴随冷轧带钢的飞速发展，热镀锌工业得到了大规模发展。

镀锌板中的热镀锌板生产工艺流程主要包括：原板准备→镀前处理→热浸镀→镀后处理→成品检验等。按照习惯往往根据镀前处理方法的不同把热镀锌工艺分为线外退火和线内退火两大类。

二、热镀锌工艺

1、线外退火

线外退火就是热轧或冷轧钢板进入热镀锌作业线之前，首先在抽底式退火炉或罩式退火炉中进行再结晶退火，这样，镀锌线就不存在退火工序了。钢板在热镀锌之前必须保持一个无氧化物和其他脏物存在的洁净的纯铁活性表面。这种方法是先由酸洗的方法把经退火的表面氧化铁皮清除，然后涂上一层由氯化锌或由氯化铵和氯化锌混合组成的溶剂进行保护，从而防止钢板再被氧化。

（1）湿法热镀锌

（2）单板

（3）惠林法热

2、线内退火

线内退火就是由冷轧或热轧车间直接提供带卷作为热镀锌的原板，在热镀锌作业线内进行气体保护再结晶退火。属于这个类行业的热镀锌方法包括：森吉米尔法、改良森吉米尔法、美钢联法（同日本川崎法）、赛拉斯法、莎伦法。

　　电镀锌：就是利用电解，在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。 

　　与其他金属相比，锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属，属低值防蚀电镀层，被广泛用于保护钢铁件，特别是防止大气腐蚀，并用于装饰。镀覆技术包括槽镀(或挂镀)、滚镀（适合小零件）、自动镀和连续镀（适合线材、带材）。 

二、电镀锌分类

　　目前，国内按电镀溶液分类，可分为四大类： 

　　1．氰化物镀锌 

　　　2．锌酸盐镀锌 

　　　采用此工艺，镀层晶格结构为柱状，耐腐蚀性好，适合彩色镀锌。 

　　　　3．氯化物镀锌  

　　4．硫酸盐镀锌  

三、电镀锌工艺

1.电镀锌工艺流程

　　以镀锌铁合金为例，工艺流程如下： 

　　化学除油→热水洗→水洗→电解除油→热水洗→水洗→强腐蚀→水洗→电镀锌铁合金→水洗→水洗→出光→钝化→水洗→干燥。 

3.电镀锌影响因素

　　(1)锌含量的影响 

　　锌含量太高，光亮范围窄，容易获得厚的镀层，镀层中铁含量降低；锌含量太低，光亮范围宽，要达到所需的厚度需要较长的时间，镀层中铁含量高。 

　　(2)氢氧化钠的影响 

　　氢氧化钠含量太高时，高温操作容易烧焦；氢氧化钠含量太低时，分散能力差。 (3)铁含量的影响 

　　铁含量太高，镀层中铁含量高，钝化膜不亮；铁含量太低，镀层中铁含量低，耐蚀性降低，颜色偏橄榄色。 

　　(4)光亮剂的影响 

　　ZF-IOOA太高，镀层脆性大；太低，低电流区域无镀层，钝化颜色不均匀；ZF一100B太高，镀层脆性大；太低，整个镀层不亮。 

　　(5)温度的影响 

　　温度太高，分散能力下降，镀层中铁含量高，耐蚀性降低，钝化膜颜色不均匀，发花；温度太低，高电流密度区烧焦，镀层脆性大，沉积速度慢。 

　　(6)阴极移动的影响 

　　必须采用阴极移动。移动太快，高电流密度区镀层粗糙；太慢，可能产生气流，局部无镀层。