酸性和碱性锌镍合金电镀工艺比较
电化学方法研究锌镍合金镀层耐腐蚀性能
电化学方法研究锌镍合金镀层耐腐蚀性能韩玉娟;郑凯【摘要】Zn-Ni alloy coating and Zn coating were prepared by electrodepositing in alkaline electrolyte respectively. They were handled into working electrodes. Platinum electrode and calomel electrode were chosen as counter electrode and reference electrode respectively. They were immersed into 5% NaCl solution simultaneously. The electrochemical workstation was utilized to measure the corrosion performance after 120 h. The test result indicated that the corrosion potentials of the Zn-Ni alloy and Zn coating were respectively -0. 778 and -0. 989 V, rate of corrosion on Zn-Ni alloy and zinc coating were 0. 0405 and 0. 301 g/( m2 ·h) , which indicated that the corrosion rate of Zinc coating was seven point four times of that of Zn-Ni alloy, their real part values within the low frequency range from 1 to 10 Hz were 250 and 900 Ω/cm2 respectively, the value of Zn-Ni was 3. 5 times than that of Zn coating.%碱性介质中制备锌镍合金镀层与镀锌层,并制备成工作电极,分别选择铂电极和饱和甘汞电极作为对电极和参比电极,5%氯化钠溶液为测量介质,采用电化学工作站测量工作电极电化学特性。
酸性锌镍合金电镀工艺参数对镀层镍含量的影响
图 2 镀层镍含量随镀液温度的变化 Figure 2 Variation of nickel content of coating with bath
temperature
2. 3 阴极电流密度对镀层镍含量的影响 以阴极电流密度 0.3 A/dm2 为起点，向上每隔 0.4 A/dm2 选择一个试验点。如图 3 所示，当阴极电流
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w (Ni) / % w (Ni) / %
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Jk / (A⋅dm−2) (氯化锌 97 g/L，六水合氯化镍 126 g/L，氯化钾 140 g/L，氯化铵 70 g/L，
硼酸 30 g/L，十二烷基硫酸钠 0.04 g/L，镀液温度 35 °C)
图 3 镀层镍含量随阴极电流密度的变化 Figure 3 Variation of nickel content of coating with
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30 °C
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35 °C
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40 °C
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w (Ni) / % w (Ni) / %
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0.6
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c (Ni2+) / c (Zn2+)
(氯化钾 140 g/L，氯化铵 70 g/L，硼酸 30 g/L，十二烷基硫酸钠 0.04 g/L， 阴极电流密度 2 A/dm2)
脉冲参数：占空比 20%，周期 1 ms)
酸性和碱性锌镍合金电镀工艺比较
酸性和碱性锌镍合金电镀工艺比较(总2页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March酸性和碱性锌镍合金电镀工艺比较现代电镀网讯：一、两种工艺优缺点比较酸性锌镍合金电镀与碱性锌镍合金电镀的工艺特点与酸性镀锌与碱性镀锌的特点类似。
以下分别对比这两种工艺的主要优缺点。
碱性锌镍合金电镀的优点酸性锌镍合金电镀的缺点1、均镀能力(分散能力)好，镀层 1、均镀能力(分散能力)相对较低厚度分布相对均匀。
镀层厚度分布均匀性相对要差。
2、工件高、低电流密度区镀层中 2、工件高、低电流密度区镀层中的镍含量差别较小。
的镍含量差别较大。
碱性锌镍合金电镀的缺点酸性锌镍合金电镀的优点1、电流效率低，一般为50%左右， 1、电流效率高，一般为90%左右，镀层沉积速度慢，0.25微米/分左右。
镀层沉积速度快，最高可达1.0微米/分以上。
2、生产运行成本高。
2、生产运行成本低，较碱性工艺低50%左右。
3、保持镀槽正常运转相对较难。
3、保持镀槽正常运转相对较易。
4、不能镀覆铸铁、渗碳钢、高碳钢。
4、可以镀覆铸铁、渗碳钢、高碳钢。
二、两种工艺的选择从上述两种工艺的特点及优缺点的对比中我们可以得出，对这两种工艺的选择取决于被镀覆工件的材料和工件的几何形状。
除铸铁、渗碳钢这类材料外，由其它金属材料(主要是碳钢)制成的工件选用何种工艺将取决于工件的几何形状，其选择的原则是：在电镀时工件的高电流密度与工件的低电流密度区的电流密度二者差别较大的则采用碱性工艺，反之，则采用酸性工艺。
例如，带有盲孔的工件或工件的中心部位与其边缘部位距离较远的工件(如叶轮)，这类工件在电镀时其工件的高电流密度区的电流密度与工件的低电流密度区的电流密度二者相差甚大。
在此情况下，若采用酸性工艺，工件的低电流密度区与高电流密度区的镀层厚度以及镀层中的镍含量的差别较采用碱性工艺要大得多。
电镀锌镍合金
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1)采用一台电源 在锌阳极及镍阳极的回路中分别串联 一个大电阻，以此来调节两阳极上的分电流。
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5)pH值 pH值对镀层含镍量有较大影响。随pH值增加，镀 层含镍量也随之增加；镀液pH值过高，当接近于氢氧化锌及 氢氧化镍的临界pH值时，就易生成氢氧化物沉淀夹杂于镀层 中，对镀层质量不利；当pH值过低时，锌阳极溶解加快， [Zn2+]迅速增加，使镀液成分发生变化。因此，电镀过程中 必须严格控制镀液的pH值。
成分及操作条件
氯化锌/g ·L-1 氯化镍/g ·L-1 氯化铵/g ·L-1 氯化钾/g ·L-1 硼酸/g ·L-1 721－3添加剂/mL·L-1 SSA85添加剂/mL·L-1 光亮剂或稳定剂/mL·L-1 PH值 阴极电流密度/A·dm-2 温度/℃ 阳极 镀层中Ni含量 /%
NH4Cl型 65~70 120~130 200~240 —— 18~25
电镀锌镍合金也应用在航空、航天、轻工及家电 等行业， 特别是它的低氢脆性，可作为代镉镀层使用。近年来，国内 已将电镀锌镍合金应用到电缆桥架、煤矿井下液压支柱(架)、 汽车钢板、五金工具及军工产品等，大大提高了产品的防护 举能。
8~12 10~14 100~120 20~30 30~50 —— —— 8~14
1~5 15~35 锌+镍 13左右
6~8 —— 80~100 —— —— 8~12 0.1~0.2 ZN-11③1~2 0.5~4 25~35 锌+镍(Ni/Zn=4) 9~15
电镀废水含锌镍合金处理办法
对于锌镍合金废水，采用以下步骤进行处理，可以保证锌镍离子均达标，选用针对药剂，目前市场上已经在售的锌镍合金废水处理专用药剂M3，它是一种新型锌镍废水处理药剂，为白色粉末有机物，由湛清环保与清华大学共同研制而成，在微观分子基团之上，锌镍合金处理剂M3上有锌镍螯合基团，锌镍螯合基团能够与锌镍离子通过电场力进行吸引，进而把锌镍离子去除。湛清环保采用M3并结合螯合技术，能够直接与镍离子、锌离子结合生成沉淀，无需破络处理，简单方便。
二、锌镍合金废水介绍
在零部件的冲洗过程中，会产生大量的锌镍合金电镀清洗水，其中，锌镍合金清洗水成分较为复杂，对于一般的碱性锌镍合金电镀清洗水，呈现弱碱性，废水中含有锌离子、镍离子、以及有机络合剂。有机络合剂与镍离子结合生成络合分子，由于稳定系数高，导致锌镍合金废水，直接加碱无法沉淀处理镍锌。湛清环保实验证明通过破络的办法进行处理，虽然能够破坏一部分镍络合剂，但是由于破络能力有限，无法把镍离子彻底释放出来形成沉淀，因此镍难以达标。
1、取锌镍合金废水1L，测定锌镍含量
2、调节废水pH至酸性，加入锌镍合金处理剂HMC-M3进行反应
3、加入聚合氯化铝进行混凝沉淀
4、加入PAM进行絮凝沉淀
5、出水测定锌镍含量
使用此方法进行处理锌镍合金废水，主要针对镍含量在10-20mg/L的锌镍合金废水，而对于镍含量在20mg/L的锌镍合金废水，通常需要通过芬顿氧化进行破络以后，再加入锌镍废水处理剂M3进行处理。
电镀废水含锌Байду номын сангаас合金的处理办法
一、锌镍合金电镀
电镀工艺主要分为酸性锌镍合金电镀和碱性锌镍合金电镀两种，其中比较常见的是碱性锌镍合金电镀，碱性锌镍合金电镀液中，锌为氯化锌，镍为硫酸镍，同时，电镀液中存在大量的氢氧化钠与锌离子结合，形成络合锌离子，同时提高溶液的导电性能。而由于镍离子在碱性条件下能够形成镍沉淀，因此在溶液中加入络合剂与镍离子形成配位键，同时，络合剂还起到提高阴极极化作用、细化镀层结晶作用等性能。可以作为配合剂的有机物是有机羧酸类、柠檬酸钠、就是酸钠、氨基磺酸钠、磺基水杨酸钠等。
酸性镀锌和碱性镀锌的工艺
酸性镀锌和碱性镀锌的工艺
酸性镀锌和碱性镀锌是两种不同的镀锌工艺，它们在镀锌过程中使用的化学物质和工艺条件有所不同。
酸性镀锌工艺是指在酸性条件下进行镀锌处理的工艺。
在这种工艺中，通常使用硫酸或氯化铁等酸性溶液来溶解锌盐，然后通过电化学反应将锌层沉积在金属表面上。
这种工艺通常用于镀锌薄钢板和管材。
碱性镀锌工艺则是指在碱性条件下进行镀锌处理的工艺。
在这种工艺中，通常使用氢氧化钠或氢氧化钾等碱性溶液来溶解锌盐，然后进行电化学反应将锌层沉积在金属表面上。
这种工艺通常用于镀锌重型钢材和大型零部件。
总的来说，酸性镀锌工艺更适用于细小的金属零件，而碱性镀锌工艺更适用于较大和较重的金属零件。
两种工艺都需要严格控制工艺条件和化学物质的使用，以确保镀锌层的质量和均匀性。
碱性锌镍合金废水的达标处理
碱性锌镍合金废水处理达标
一、碱性锌镍合金电镀
锌镍合金电镀属于合金电镀工艺的一种，由于锌镍合金电镀具有优异的防护性、耐腐蚀性等优点，锌镍合金电镀近年来发展极其迅速，已经广泛应用在汽车、航天、电子、军工产品的生产制造中。
锌镍合金分成碱性锌镍和酸性锌镍两种，其中碱性锌镍和酸性锌镍的工艺优缺点对比如下：
二、锌镍合金废水处理剂
锌镍合金废水处理剂J-302能够将锌镍合金废水处理至达标排放。
J-302为最新一代重金属捕集剂，无需破络的情况下J-302可直接与废水中的锌镍离子结合行成沉淀，从而实现废水的重金属达标排放。
下图为重捕剂J-302的化学原理图。
重捕剂J-302的使用步骤如下：
（1）调节废水pH＝2.5-3.5；
（2）投加一定量的J-302搅拌反应10 min；
（3）加碱调节pH至8-9左右；
（4）投加与J-302等量的聚合氯化铝PAC和少量聚丙烯酰胺PAM，并搅拌均匀，使沉淀静置沉降；
（5）沉降后上清液过滤后测锌镍的浓度。
四、J-302处理锌镍合金废水的原理
J-302经过独有的分子工程设计，具有特殊的分子基团群，该分子基团群与锌镍离子具有强结合作用，使得J-302能够在柠檬酸、EDTA等络合剂存在的情况下与锌镍离子行成沉淀物，从而去除废水中的锌镍离子。
处理后的废水中的锌离子<1mg/L，镍<0.1mg/L。
实现电镀废水GB21900-2008的表三标准。
五、药剂性能优势
1.超强的金属螯合能力，无需破络可以有效去除锌镍离子。
2药剂用量低，沉淀效果好，出水澄清。
3产生的污泥量少，减少企业固废的处理成本。
4不会增加COD。
酸性镀锌与碱性镀锌的优缺点
酸性镀锌镀液PH值在4-6（PH值越小，酸性越强；PH值越大，碱性越强。
一般从0-7属酸性，7-14属碱性。
）目前镀锌工艺主为碱性锌酸盐和酸性氯化钾镀锌。
酸性镀锌（氯化钾镀锌）
优点：1、镀层鲜艳。
2、镀覆速度快，效率高，成本较低。
缺点：1、镀锌层为片状，结合力差，易脱落。
2、防腐能力差，镀层的耐盐雾性能实验无法保证。
3、镀层脆性大，时间长钝化膜易变色。
碱性镀锌（锌酸盐镀锌）
优点：1、镀层结合力较好，镀锌层为柱状结构；
2、防腐蚀能力强，镀层的耐盐雾性能试验较好，可达到72小时以上；
3、彩色钝化膜附着能力好，不易变色。
缺点：1、镀前处理要求较高；
2、电阻率大，生产效率低；
3、电镀时碱味重，刺鼻。
4、色彩相对较暗，不如酸锌鲜艳。
根据两种不同镀锌的优缺点，酸性镀锌无法保证产品符合ROHS标和要求，质量无法保证，应采用碱性镀锌工艺。
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酸性和碱性锌镍合金电镀工艺比较
现代电镀网讯：
一、两种工艺优缺点比较
酸性锌镍合金电镀与碱性锌镍合金电镀的工艺特点与酸性镀锌与碱性镀锌
的特点类似。
以下分别对比这两种工艺的主要优缺点。
碱性锌镍合金电镀的优点酸性锌镍合金电镀的缺点
1、均镀能力(分散能力)好，镀层 1、均镀能力(分散能力)相对较低
厚度分布相对均匀。
镀层厚度分布均匀性相对要差。
2、工件高、低电流密度区镀层中 2、工件高、低电流密度区镀层中
的镍含量差别较小。
的镍含量差别较大。
碱性锌镍合金电镀的缺点酸性锌镍合金电镀的优点
1、电流效率低，一般为50%左右， 1、电流效率高，一般为90%左右，
镀层沉积速度慢，0.25微米/分左右。
镀层沉积速度快，最高可达1.0微米/分以上。
2、生产运行成本高。
2、生产运行成本低，较碱性工艺低50%左右。
3、保持镀槽正常运转相对较难。
3、保持镀槽正常运转相对较易。
4、不能镀覆铸铁、渗碳钢、高碳钢。
4、可以镀覆铸铁、渗碳钢、高碳钢。
二、两种工艺的选择
从上述两种工艺的特点及优缺点的对比中我们可以得出，对这两种工艺的选择取决于被镀覆工件的材料和工件的几何形状。
除铸铁、渗碳钢这类材料外，由其它金属材料(主要是碳钢)制成的工件选用何种工艺将取决于工件的几何形状，其选择的原则是：在电镀时工件的高电流密度与工件的低电流密度区的电流密度二者差别较大的则采用碱性工艺，反之，则采用酸性工艺。
例如，带有盲孔的工件或工件的中心部位与其边缘部位距离较远的工件(如叶轮)，这类工件在电镀时其工件的高电流密度区的电流密度与工件的低电流密度区的电流密度二者相差甚大。
在此情况下，若采用酸性工艺，工件的低电流密度区与高电流密度区的镀层厚度以及镀层中的镍含量的差别较采用碱性工艺要大得多。
当被镀的是形状简单的工件，诸如圆柱体的各类滚筒、活塞、紧固件等等，由于工件表面的电流密度相对一致，在此情况下，就应选择酸性工艺，因为碱性工艺的二大优点已无多大意义，而其本身的缺点却相当突出。
三、对当前我国锌镍合金电镀现状的一点看法
我国对锌镍合金的研究始于上世纪八十年代，其所研究的皆为酸性氯化物电镀工艺。
笔者在此项研究中成功地解决了酸性氯化物电镀锌镍合金的技术关键-找到并确定有效抑制低阴极电流密度区镍沉积的最佳组合添加剂。
由于这一突破，该项工艺可用于形状较为复杂钢铁件的挂镀，也可用于滚镀。
自一九九三年起先后多家单位用此工艺投入工业批量生产，其中一项主要加工产品是电缆桥
架，在近十年里其加工量达1-2万吨。
但就笔者所知，酸性锌镍合金电镀虽在上世纪九十年代开始用于工业生产，但无论从其应用的产品品种和数量来说均处于起步阶段，至于碱性锌镍合金电镀在九十年代尚未见用于工业生产的报导。
锌镍合金电镀在我国迅速发展普及还是最近几年的事，但发展的只是碱性锌镍合金电镀，酸性锌镍合金电镀却并未得到相应发展。
如前所述，酸性锌镍合金电镀与碱性锌镍合金电镀的工艺特点与酸性镀锌与碱性镀锌的特点类似，工艺的选择均取决于工件的形状(除某些钢种外)，有的适用碱性工艺，有的适用酸性工艺，因此，按理锌镍合金电镀两种工艺的使用比例应与酸性镀锌与碱性镀锌的比例大致接近，而不应有悬殊的差别。
据知，我国酸性镀锌占电镀锌总量的50%以上，碱性镀锌约占40%左右，而酸性锌镍合金电镀虽未见全国统计数据但据笔者估计不会超过10%。
酸性锌镍合金电镀所占比例如此之低的原因就在于大量本应采用酸性锌镍合金电镀的工件目前普遍采用了碱性锌镍合金电镀工艺。
仅据煤矿单体液压支柱为例，全国使用量超过100万支，无数专一为此电镀加工的单位普遍采用碱性锌镍合金电镀工艺而不是酸性锌镍合金电镀工艺。
根据笔者对这两种工艺的研发与生产实践，这类加工件在镀层镍含量相同、镀层厚度相同、耐蚀性相似的情况下，采用酸性锌镍合金电镀工艺其生产成本可降低50%左右，产量可提高2倍以上。
笔者在此不打算对造成我国近年锌镍合金电镀两种工艺不合常理的发展状况的原因进行探讨，但仅预测这种状况将在数年后会得到改变，酸性锌镍合金电镀工艺将逐步上升至它所应占的比例。