电镀Zn-Ni合金研究进展与应用现状

Zn-Ni合金镀层以其良好的耐蚀性、低氢脆性而成为替代锌镀层和镉镀层的优良镀层.本文介绍了电镀Zn-Ni合金的应用现状,分析对比了酸性体系和碱性体系电镀Zn-Ni合金的特点,重点概括了碱性Zn-Ni合金镀液体系中配位剂和添加剂的研究进展,并对电镀Zn-Ni合金未来的发展进行了展望.

镀液温度对脉冲电镀Zn-Ni-Mn合金镀层的影响

采用脉冲电镀法在Q235钢表面制备了Zn-Ni-Mn合金镀层。研究了镀液温度（25~40℃）对合金镀层成分、沉积速率、表面形貌和耐蚀性的影响。结果表明,随镀液温度升高,Zn-Ni-Mn合金镀层中锰的质量分数降低,锌和镍的质量分数升高;沉积速率增大;镀液θ为30℃时制备的Zn-Ni-Mn合金镀层晶粒大小均匀,表面平整致密,耐蚀性最好。

电镀Zn-Ni合金自动控制系统的研究

针对Zn－Ni合金电镀工艺和电镀生产的实际情况，介绍一种电镀Zn－Ni合金自动控制系统，并对Zn2＋、Ni2＋的自动检测方法和具体实现，进行了详细介绍。

电沉积Zn-Ni-Sn合金工艺研究

采用碱性焦磷酸盐体系在电解铜箔上电镀Zn-Ni-Sn三元合金可改善铜箔表面的综合性能。通过研究主盐含量、pH值、温度、电流密度对镀层质量的影响,选择了合适的添加剂,并对其极化行为进行了研究,优化确定了电镀Zn-Ni-Sn三元合金的镀液组成和工艺条件。经过处理后的电解铜箔耐蚀性、耐热性和粘合强度等性能指标均有明显提高。

脉冲电镀Zn-Ni合金工艺参数对镀层Ni含量及形貌的影响

为了优化Zn-Ni合金制备工艺,在硫酸盐型Zn-Ni合金镀液中脉冲电镀Zn-Ni合金层。分别采用扫描电镜和X射线成分分析镀层形貌和成分,通过中性盐雾试验测试镀层耐蚀性。研究了脉冲参数、工艺条件对Zn-Ni合金镀层Ni含量与形貌的影响。结果表明:镀液温度、平均电流密度、频率、逆向脉冲系数及占空比对镀层性能和形貌均有较大影响;最佳工艺参数为温度60℃,平均电流密度70 m A/cm2,脉冲频率200 Hz,逆向脉冲系数0.4,占空比0.7,此时Zn-Ni合金镀层晶粒细小,表面平整光亮,呈银白色,镀层Ni含量为13%,耐蚀性优良。

温度对酸性液电镀Zn-Ni合金质量的影响

利用能谱仪和扫描电镜研究了温度对酸性液电镀Zn-Ni合金镀层成分、形貌的影响,研究了30℃时得到的合金镀层在w(NaCl)=5%溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,温度为30℃时,镀层中镍含量达到12.91%;镀层颗粒均匀细小,无明显脱落起皮现象,质量最好;在w(NaCl)=5%溶液中有良好的耐蚀性。

Zn-Ni合金电镀、钝化工艺及镀层性能

为了简化碱性体系Zn-Ni合金电镀,进一步提高镀层质量,对自制、多功能镀锌添加剂SD-1采用多乙烯多胺、香草醛等改性后,进行Zn-Ni合金电镀。以控制变量法通过霍尔槽和小槽试验获得了光亮、平整、细致的Zn-Ni合金镀层。通过扫描电子显微镜(SEM)、能量弥散X射线(EDAX)、X射线衍射(XRD)能谱仪分别对Zn-Ni合金镀层的微观结构及镍含量进行了表征;讨论了改性SD-1、镍离子、三乙醇胺(TEA)、电流密度等对Zn-Ni合金镀层性能的影响。结果表明:改性SD-1能使镀液透明稳定,可获得含镍量13%左右、结构致密、均匀平整、单一相的Zn-Ni合金镀层;Zn-Ni合金镀层的结合力较大,经彩色钝化之后,耐盐雾腐蚀高达1200 h以上。

电流密度对脉冲电镀Zn-Ni-Mn合金镀层的影响

通过脉冲电镀技术在Q235钢基体上制备出Zn-Ni-Mn合金镀层。研究了电流密度对镀层表面形貌、成分、沉积速率及耐蚀性的影响。结果表明,随着电流密度的增大,沉积速率先增大再减小;镀层中锰含量升高,锌、镍含量降低。随电流密度增加,该镀层随耐蚀性先增强后减弱。电流密度为3.0 A·dm^(-2)时,所得Zn-Ni-Mn合金镀层平整致密,耐蚀性最好。Zn-Ni-Mn合金镀层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性比在5.0%NaOH溶液中更好。

输油钢管电镀Zn-Ni合金

输油铜管结构复杂、壁厚不均、管长超过6m,为获得均匀的Zn-Ni合金镀层,通过试验和2年的生产应用,确定了碱性锌镍舍金电镀工艺配方和条件。同时,对镀层中的镍含量、结合力、耐蚀性和硬度等进行了测试。

焦磷酸盐-柠檬酸盐体系电镀光亮Zn-Ni合金的研究

介绍了一种电镀光亮Zn-Ni合金的新工艺。应用赫尔槽试验、小槽电镀、扫描电子显微镜等方法,研究了溶液中ρ(Ni2+)/ρ(Zn2+)、温度、pH、阴极电流密度等对合金镀层中含Ni量的影响。其溶液组成是:100～120g/L焦磷酸钾,45～55g/l柠檬酸钠,25～35g/L ZnSO4.7H2O,35～45g/L NiSO4.6H2O,0.2～0.4g/L添加剂A,0.1～0.2g/L添加剂B。实验结果表明,在θ=10～35℃,pH=8～10,Jκ=0.5～5A/dm2条件下,可得到w(Ni)为12%～18%的光亮的、耐蚀性能好的Zn-Ni合金镀层。

高强钢电镀低氢脆Zn-Ni合金工艺的研究

研究了弱酸性氯化钾-乙酸铵体系电镀Zn-Ni合金工艺,开发了适于本体系的光亮剂,深入探讨了镀液组成及工艺条件对镀层组成的影响,获得全光亮Zn-Ni合金镀层的最佳工艺。在最佳工艺条件下,镀层中镍的质量分数约为13%,主要由γ相Ni5Zn21组成。缺口试样持久拉伸试验及镀件中氢的质量分数测试表明:Zn-Ni合金镀层具有较低的氢脆性,适合于高强钢的电镀。

Zn-Ni合金镀层中Ni含量影响因素及镀层耐蚀性

研究了碱性Zn-Ni合金电镀工艺,采用扫描电镜、极化曲线、交流阻抗及浸泡试验测定了镀液温度、电流密度及镀液组成等因素对镀层表面形貌、镀层中Ni含量及耐蚀性能的影响。结果表明:温度和电流密度对镀层中Ni含量的影响不大;镀层中Ni含量随着镀液中Ni2+与Zn2+质量浓度比的升高而增大。随着镀层中Ni质量分数的增加,镀层颗粒越来越细致、均匀;在5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为表明:Ni的质量分数为13%的合金镀层具有最佳的耐蚀性。

阴极电流密度对酸性液电镀Zn-Ni合金质量的影响

复合电镀是制造复合材料的一种新方法,在过去30多年里取得了极大的发展,关于电镀工艺和镀层性能的研究也较为深入.锌镍合金是近20多年发展起来的一种新型防护性镀层,具有极高的耐腐蚀性、低氢脆性、可焊性和机械加工性等优良特性,极具发展前景.锌镍合金镀层具有优良的耐腐蚀性,可以满足不断提高的防护性能要求.文章介绍了一种酸性锌镍合金电镀工艺.研究了电流密度的增加,镀层中的镍含量增加;获得了最佳工艺参数:100～120g/LNiSO4.H2O,60～80g/LZnCl2,200～220g/LNH4Cl,20～35g/L硼酸,0.05～0.5g/L十二烷基硫酸钠,0.3g/L香草醛,pH=5,温度/.C=20～25,电流密度/(A/dm2)=1.

高耐蚀Zn-Ni合金电镀工艺

介绍一种高耐蚀性Zn—Ni合金镀液配方及电镀工艺流程，阐述了Zn-Ni合金镀液成分及工艺条件的影响及维护方法。对Zn-Ni合金镀层进行钝化处理后，通过中性盐雾试验，并与镀锌层进行比较，Zn—Ni合金镀层的耐蚀性高于镀锌层4～8倍。该配方具有成本低、工艺简单、分散性好、操作方便及镀层易钝化等优点。

镀液基本组成对脉冲电镀Zn-Ni-Mn合金镀层的影响

在硫酸盐-柠檬酸钠体系中脉冲电镀Zn-Ni-Mn合金镀层。采用扫描电镜、辉光放电光谱仪研究了主盐浓度比及柠檬酸钠含量对Zn-Ni-Mn合金镀层表面形貌、镀层中各元素含量及沉积速率的影响,并采用Tafel曲线法研究了镀层的耐蚀性。结果表明,主盐摩尔浓度比C_(Zn)^(2+)∶C_(Ni)^(2+)∶C_(Mn)^(2+)为3∶2∶7,柠檬酸钠含量为0.6 mol/L时能够得到晶粒细小、均匀、致密,锰含量与沉积速率相对较高的镀层,并表现出优异的耐腐蚀性能。

Zn-Ni合金镀液组成的热力学分析

对Ｚｎ－Ｎｉ合金镀液的Ｚｎ－Ｎｉ－ＮＨ３－Ｃｌ－－Ｈ２Ｏ系进行热力学分析，了解镀液中金属离子的物种组成形式以及它们的平衡浓度；讨论镀液成分等因素的变化对电镀结果的影响．与实际结果相对比，两者一致，说明通过理论分析可以初步确定电镀过程的最佳工艺参数范围．

碱性镀液中电镀光亮Zn-Ni合金

为使Zn-Ni合金镀层中Ni含量更稳定,镀层耐蚀性更好,以碱性锌酸盐为基础镀液,加入多胺聚合物(ETA)和酒石酸(C_4H_6O_6)配位剂、苄基嗡盐辅助剂和多胺合成缩聚物光亮剂进行光亮Zn-Ni合金电镀。研究了2种配位剂对Zn-Ni合金共沉积、Zn-Ni合金镀层电化学行为的影响;运用小槽(1 000,2 000,5 000 mL)电镀试验、Hull Cell试验确定了各操作条件对合金镀层中Ni含量的影响。结果表明:体系稳定,操作方便,工艺参数变化对合金镀层中Ni含量影响不大,Ni含量稳定在10%～15%(质量分数);Zn-Ni合金镀层比单一Zn镀层耐腐蚀性更好,在未钝化条件下,电化学溶解的峰电流降低20 mA以上,而腐蚀峰电位的起始点滞后150 mV。

占空比对脉冲电镀Zn-Ni-Mn合金镀层的影响

采用脉冲电镀技术在Q235钢表面制备Zn-Ni-Mn合金镀层。采用辉光放电光谱仪(GDS)、扫描电镜(SEM)、Tafel曲线和电化学阻抗谱(EIS)考察了占空比(10%~60%)对镀层元素含量、沉积速率、表面形貌及耐蚀性的影响。结果表明:随占空比的增大,镀层锌、镍含量升高,锰含量降低;沉积速率先升高后降低;占空比为20%时制备的镀层形貌致密,自腐蚀电流密度最小,电荷转移电阻最大,耐蚀性最好。

施镀时间对脉冲电镀Zn-Ni-Mn合金镀层的影响

采用脉冲电镀法在Q235钢表面制备Zn-Ni-Mn合金镀层。利用辉光放电光谱仪(GDS)、扫描电镜(SEM)、塔菲尔(Tafel)曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究了施镀时间对合金镀层元素含量、沉积速率、表面形貌及耐蚀性的影响。结果表明:随施镀时间的延长,镀层中锌、镍含量降低,锰含量升高;镀层沉积速率增大;镀层耐蚀性先增强后减弱。施镀时间20 min所得镀层均匀致密,耐蚀性最佳。在最佳施镀时间20 min下所制备的Zn-Ni-Mn合金镀层与Zn-Ni合金镀层相比,其自腐蚀电位更正,自腐蚀电流密度更低,具有更加优异的耐蚀性。

复合光亮剂对脉冲电镀Zn-Ni-Mn合金镀层性能的影响

采用脉冲电镀法在Q235钢表面制备了Zn-Ni-Mn合金镀层。采用辉光放电光谱仪、扫描电镜、Tafel曲线和电化学阻抗谱,考察了复合光亮剂的体积分数对镀层的成分、沉积速率、表面形貌和耐蚀性的影响。结果表明:添加复合光亮剂能细化镀层表面晶粒,提高镀层的致密度和光泽度。随着复合光亮剂体积分数的增大,镀层中Zn和Ni的质量分数降低,Mn的质量分数升高;镀层的沉积速率先增大后减小;镀层的耐蚀性先提高后降低。当复合光亮剂的体积分数为10mL/L时,镀层具有最正的自腐蚀电位、最小的自腐蚀电流密度和最大的电荷转移电阻,耐蚀性最好。