无氰碱性镀锌
无氰碱性镀锌工艺及镀层性能
（ 广州超邦化工有限公司， 广东 广州 ５ １ ０ ４ ６ ０ ）
摘要 ： 研 制 了无氰碱 性镀 锌新 工 艺。镀 液组 成为 ９—１ ４ ｇ ／ Ｌ锌 离子 ， １ ０ ０—１ ５ ０ ｇ ／ Ｌ氢氧 化钠 ， １ ｍＬ ／ Ｌ
主光亮剂， ８ ｍ Ｌ ／ Ｌ辅助光亮剂。常温下， 为ｌ ～ ３ Ａ ／ ｄ ｎ ｉ 。在 ‘ ， 为２ Ａ ／ ｄ ｍ 时下锌的沉积速率约 为０ ． ４ Ｉ ｘ ｍ／ ｍ ｉ ｎ ， ｒ ／ 约 为 ７ ７ ％， 随着 电流 密度 的提 高 ， 沉 积 速 率增 加 ， 但 电流效 率 下 降。 霍 尔槽 试验 表明 ， 在 中高 电流 密度 区， 沉 积速 率与锌 离子 质量 浓度 接 近 线性 关 系， 均镀 能 力 随锌 离子 质量 浓 度
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａ ｎ ｏ ｖ ｅ ｌ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｆ ｏ ｒ ｃ ｙ ａ ｎ ｉ ｄ ｅ — ｆ ｒ ｅ ｅ ａ ｌ ｋ ａ ｌ ｉ ｎ ｅ ｚ ｉ ｎ ｃ ｐ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｗ ａ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ． Ｚ ｉ ｎ ｃ ｍａ ｓ ｓ
２ ０ １ ４ 年１ 月
电 镀 与 精 饰
第３ ６ 卷第 １ 期（ 总２ ５ ０ 期）
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ３ ８ ４ ９ ． ２ ０ １ ４ ． ０ １ ． ０ ０ ３
无氰 碱 性镀 锌 工 艺及 镀 层 性 能
Ｃｙ ａ ｎ ｉ ｄ ｅ － ｆ ｒ ｅ ｅ Ａｌ ｋ ａ ｌ ｉ ｎ ｅ Ｚｉ ｎ ｃ Ｐｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｉ ｔ §
无氰碱性锌酸盐镀锌光亮剂_周元 奥邦电镀
环化合物等与环氧氯丙烷缩合物、聚乙烯亚胺的 季胺
化产物或酯化产物及 BPC ( 4善 LAN-205光亮 剂的性能, 同步开发了 LAN- 205多功能开缸剂。该多
功能开缸剂的加入可明显减少光亮剂的开缸用量及生
产时的电解消耗量, 细化镀层结晶, 提高镀层的均镀能
( 2) 允许使用较高的电流密度并具有较高的电流 效率, 可提高生产及设备利用率;
( 3) 优良的电镀质量可提高加工单价; ( 4)不用氰化物又相当于氰化镀锌的质量, 既降低 了毒害, 还节省了废水处理费用, 减少了环境污染。 使用高技术含量的光亮剂是电镀生产技术进步的 关键, 不仅使整体生产成本下降、整 体产品品质提升, 还有利于保护环境, 实现清洁生产。
[ 2 ] 王元燕. 碱性锌酸盐体系及锌合金添加剂 [ J]. 电镀与涂 饰, 2001, 21( 3): 18.
[ 3 ] 方景礼 . 电镀 添加 剂总 论 [ K ]. 出版 地 不详: 出 版者 不 详, 2001: 195.
[ 4 ] 沈品 华, 宋 长城, 金 瑜. JZ- 04 高性 能碱 性 无氰 镀 锌 [ J]. 电镀与 环保, 2005, 25( 5): 13.
无氰碱性锌酸盐镀锌对异金属和有机杂质的积累 较敏感, 后续的光亮钝化处理特别是纯白钝化和 蓝白 钝化时色调易偏暗, 因此钝化良好的无氰碱性锌 酸盐
镀锌光亮剂中均含有一种或数种被称为防暗剂的中间 体, 能大大减少或防止镀锌层在后续光亮钝化时膜层 变暗。
( 2)快速转化。首先按镀液组成分析结果, 加入计 算量的甲醛分解其中的氰化钠, 市售甲醛溶液浓度为 33%左右, 一般 1 g /L 氰化钠需 1. 5 mL /L 甲醛溶液加 以处理。在通风良好和强烈搅拌下, 加入计算量的甲 醛, 其最终反应产物是羧基乙酸钠和氨, 氨会自然挥发 逸出, 羧基乙酸钠是一种无氰镀种常用的促进剂, 对槽 液性能无明显影响。然后加 W T 碱性镀锌除杂剂 1~ 2 g /L, 除去有机杂质和异金属杂质, 过滤并调整 Zn2+ 和 氢氧化钠含量到工艺范围, 加入 LAN- 205多功能开缸 剂及 LAN- 205光亮剂, 电解一段时间即可生产。
碱性无氰镀锌
Cause and Effect – Process Control 原因与结果—工艺控制
Properties throwing power brightness distribution of brightness ductility adherence/blistering deposition rate current efficiency chromatability Relations Influences carrier (SurTec 704 I) brightener (SurTec 704 II) zinc concentration NaOH or KOH content carbonate concentration foreign metals (iron, lead) current density temperature agitation
Anodes
电流分布更佳 节省能源 降低添加剂消耗量
Design of the Anodes
back side 背面
front side 正面
faced to the parts (cathode) 面向阴极 Gas evolution 气挥发方向
expanded metal ribs- Ni plated steel Flow of the gas evolution when anodes are correctly installed
现有中性盐雾测试规范 8微米镀锌+3价铬钝化 +封孔剂
汽车厂 GM 通用 3044 蓝白/黑色 五彩 白锈 红锈 热处理 热处理条件
120 120
240 360
或许需要 “ ” “
150 / 1hr
Ford 福特 WSS-M21P17 B1/B3 蓝白/银白色 96 ‘’ ‘’ 72 Daimler Chrysler克莱斯勒 PS 1207-R 吊镀 120 滚镀 100
表面处理材料碱性无氰挂镀锌镍合金工艺
昆山秀博表面处理材料
表面处理材料碱性无氰挂镀锌镍合金工艺近多年来，昆山表面处理材料为了改善镀锌钢铁制品的耐蚀性，由镀纯锌向锌基合金电镀方向发展，锌基合金镀层主要是锌镍、锌钻和锌铁。
从锌基合金对钢铁的防蚀机理和实际耐蚀性测定两方面来看，均以锌镍合金镀层的耐蚀性为最好。
锌-镍合金镀层作为钢铁制品的防护性镀层，具有优异的耐蚀性能、较低的氢脆性能、良好的成型性能和焊接性能等优特点，传统的锌-镍合金电镀主要采用氰化物溶液体系，氰化物的剧毒性使电镀工业存在严重的公共安全隐患和环境污染。
为此，昆山表面处理材料研究开发碱性无氰电镀锌-镍合金新工艺与新技术。
秀博碱性锌镍合金ZNICKEL980/970碱性无氰挂镀锌镍合金工艺特点：
1、近三十条自动线，100万升市场槽液保有量在正常运行；
2、为大众、奥迪、通用本田、现代等汽车零部件配套使用；
3、工艺经改进后镀液老化速度减慢，每升镀经500A·h后，电流效率依然保持在50%左右；
4、稳定性好、使用电流、温度范围宽、镍含量分布均匀；
5、高防腐性产品的首选工艺。
秀博碱性锌镍合金ZNICKEL980/970碱性无氰挂镀锌镍合金工艺特质：
1、解决传统工艺滚镀沉积速度慢的问题；
2、普通零件1h可以沉积10um以上，热处理零件2h可以沉积10um以上；
3、尤其适合紧固件的滚镀工艺；
4、性价比高、成本低。
LT528碱性无氰镀锌工艺-莱德化学
LT 528 碱性无氰镀锌工艺LT 528 是一种碱性无氰镀锌工艺,用于挂镀和滚镀.该工艺镀层厚度分布均匀.所得到的镀层可以进行铬钝化处理,得到蓝色、彩虹、绿色及黑色表面.该工艺不含任何螯合剂或络合剂.一、特点/优点·优秀的金属分布（以1A、30分钟赫尔试片为例，仅有约25%的变动）·锌层亮度极好，易于钝化·即使是形状较复杂的工件，也易于电镀·烧灼点高，适用于高电流密度区·无需特殊的启动添加剂,可直接处理第一批工件,产品质量稳定·可适用于多种生产线·低应力,极佳的延展性·无针孔及结合力不好的点·高耐蚀性镀层,达到多种耐蚀标准·增加产品效率·特别适用于外置式锌发生器二、所需材料LT 528 A 柔软剂用于开缸及补充LT 528 B 光亮剂用于开缸及补充LT 528 C 净化剂低电流密度区光亮剂,消除无机杂质的影响,用于开缸及补充LT 528 S 软水剂无螯合剂的水调整剂,处理硬水三、设备槽子 PVC 或PP或其它认可材料的槽子加热器钢、钛或PTFE.加热器必须有关闭阀门,低液位断电保护装置冷却器如需要可用钢、钛或特氟龙管式循环冷却系统挂具和滚桶覆塑料挂具 ,聚丙烯滚桶搅拌滚桶、阴极棒或过滤溶液(每小时至少循环1-2次)过滤使用10微米的虑芯(不能使用滤纸)连续过滤.通风需要自动添加装置需要尤其是LT 528 A 和LT 528 B阳极建议用惰性阳极与外置式锌发生器结合使用。
当然Bestall 528也可以与可溶性锌阳极结合使用的。
然而Bestall强烈反对将惰性阳极和可溶性阳极混合使用* 惰性阳极和外置式锌发生器结合使用多孔性金属阳极（30 mm×8mm筛目，肋板宽度6mm ,厚度2mm）。
或镀有15um的半光亮镍的低碳钢阳极板。
多孔性金属阳极板应按肋板处于平行状态方向放置，以使产生的气体带入背面。
碱性无氰镀锌
碱性无氰镀锌碱性无氰镀锌为环保型的镀锌，镀液不用剧毒的氰化物，废水易处理。
但不同年代开发的添加剂，特点各有差异。
20世纪70年代的国产碱性无氰镀锌镀液的特点是①镀层结晶细密，光泽好，分散能力和深镀能力接近氰化镀液；②镀液稳定、操作维护方便；③对设备无腐蚀性；④综合经济效益好。
这种镀液亦存在沉积速度慢、允许温度范围窄(高于40％不好)、厚度超过15μm时有脆性。
20世纪90年代进口的碱性无氰镀锌添加剂的特点是①高分散能力，高低电流区镀层厚薄非常均匀，高电流区(4A／dm2)与低电流区(0．2A／dm2)镀层厚度比为l．2～1．5(一般产品为2．0～3．0)，大大节省锌的耗量，同时节省了成本；②低脆性，厚度20μm，可以任意弯曲，镀层不脱落；在200℃下恒温烘烤60min后立即浸入冷水中骤冷，镀层不起泡；③深镀能力超过氰化镀锌，低电流区沉积速度更快，镀层厚，出光后不会漏镀。
这类工艺存在光亮度较低，抗杂能力较差，镀层易发黄、发雾，镀液不耐高温，需要冷却。
例如安美特3000、开宁100#工艺。
进入21世纪后，中国碱性无氰镀锌添加剂综合性能达国际领先水平，不但具有20世纪70年代DPE-Ⅲ的高光亮特性与90年代进口光剂的无脆性、高分散能力特性，解决了因镀层高光亮造成的脆性问题，亮度与酸性镀锌相媲美。
因镀层更光亮，所以蓝白钝化，不易发黄；镀液耐温性更佳，45℃也能镀出光亮产品；操作范围宽广，赫尔槽6A 电流时试片仅有0．5cm烧焦，赫尔槽0．2A电流时试片也能光亮，适合于大面积工件及复杂零件的电镀；抗杂能力强，普通片碱、自来水即可使用。
例如Ekem-221工艺。
(一)碱性无氰镀锌的工艺规范(见表3—1—2)表3—1—2碱性无氰镀锌的工艺规范(二)镀液配制方法配制溶液用的氧化锌纯度要求大于98％的工业一级品；片碱要用纯度96％以上的固体碱。
(1)镀槽中加入1／4水，加入所需量的片碱，搅拌至完全溶解；(2)将计算量的氧化锌用少量水调成糊状，在不断搅拌下缓慢加到热碱液中，直至搅到完全溶解；(3)在强烈搅拌下，加入2g／L～3g／L锌粉，按少量多次撒人镀液中，搅拌30min；(4)在强烈搅拌下，加入2g／L～3g／L活性炭，按少量多次撒下，搅拌30min；(5)静置4h～8h后虹吸过滤；(6)加入计算量的添加剂，搅拌均匀；(7)在0．2A／dm2～0．3A／dm2下电解10h～20h，试镀。
JZN_11碱性无氰镀锌工艺的开发及应用
率在 ６ ％ ～ ０ ，单 剂添加 ，操 作 简单 ，性 价 比 高 ，符 合 了电镀 清 洁 生产 要 求 ，可在 生产 ５ ９％ 中应 用。另外 ，通过 电镀 试验 比较 了该 工 艺与传 统 Ｄ Ｅ型 及 美 国某进 口品 牌 组合 添 加 剂 的 Ｐ
电镀 效 果
关键 词 碱性 无氰镀锌
锌 添加 剂工 艺。该工 艺的主要 创新 和研 究成 果体 现 在 赫 尔槽 试 验 ０ １Ａ 电 流 时哈 氏片 全 光 ． 亮 ，６Ａ 电流时仅 有 ０ ５ｃ 左右 的烧 焦 ， 电流 密度 相 差 ２ 时 厚度 比小 于 １ ６ ． ｍ ０倍 ． ，操 作 温度
可达 ５ 【，镀层镜 面光 亮细致 ，结合 力好 ，分散 能力 高 于 ８ ％ ，深镀 能力好 ，阴极 电流 效 ２。 ＝ ２
更好地满足清洁生产的需求 ，我司最新研发 的 ＪＮ Ｚ
一
１ 环 保碱性 镀锌添加 剂 工艺 ，在 镀锌 层 光亮 度 、 １
镀 液深镀 能力 、均镀能 力 、耐 高温 以及 电流 效率等 性 能方 面都 有所 突破 。
１ 环保碱 性镀 锌添加剂 工艺 的开发及 性能测 试
韩 艳 ，女 ，１７ ９３年生 ，助 理 工 程师 。南 昌 市 ，４２ ０ 。 ７０ ０
主 导地位 。然而 随着人们对 环保 的 Ｅ益关 注 ，国家 ｔ
的行 为很复 杂 。本 文 以低 氰或 微氰镀 锌液 中氰化 物 作用 （ 要 是 隐 蔽 杂 质 并 没 有 改 变 放 电 的 配 位 结 主 构） 的理论 为基 础 ，结 合 碱性 无 氰光 亮 镀锌 的演 变
过程 和 “ 滑 细 晶 理 论 ” 平 ，采 用 化 学 和 电 化 学 方 法 ，按照添 加剂 中各组 分的作 用筛选包 含 载体光亮 剂 、主光亮 剂 、辅 助光亮 剂 、净化剂 在 内的有机 物
碱性无氰镀锌现状及未来发展方向
对比二：高区保护能力
对比的目的：测试在电镀需要大电流电镀的复杂工件及工件有劈峰工件时工件高区耐受 电流的能力。 测试在实验方法：于HULL中分别使用3A，4A，5A电流电镀10min无氰和有氰镀液,观察 HULL片高区的镀层状况。
电流 3A 镀液 有氰 0-0.5cm 灰白色镀层 无氰 整片光亮
4A
对比五：镀液的深镀能力
试验方法：采用内孔法测试镀液的深镀能力 （2A*20min）
实验装置如下图
阴极为内径10mm，长100mm的紫铜管，电镀后出光吹干后，纵向剖开，测量内部有锌层的距离
试验结果：无氰电镀紫铜管内部全部有锌层，有氰电镀紫铜管中间还有接近1cm没锌 层，无氰镀液深镀能力优于有氰镀液，无氰镀液更加适合电镀形状复杂对 低区镀层质量要求高的工件的电镀，尤其适合电镀管状件。
碱性无氰有氰镀锌槽液组分
类别 Zn2+（g/l） NaCN(g/l) NaOH(g/l) 450A（ml/l）① 镀种
无氰 8 — 120 16
有氰 8 20 90 —
450B（ml/l）①
柔软剂（ml/l）② 光亮剂（ml/l）② 极间距（cm）
1
— —
25
—
12 2
25
①广州绿胜化工碱性无氰镀锌添加剂
高区 Zn 有氰 无氰 98.78 99.30 C 0.40 0.21 Zn 99.15 99.50 中区 C 0.31 0.13 Zn 99.30 99.60 低区 C 0.20 0.09
对应的电镀后使用广州绿胜同一款蓝白钝化剂钝化后的工件高温烘烤（200℃,3H）测 试结果显示有氰电镀的工件边沿发雾，灰白色；而无氰电镀的无变化。进一步证实无 氰电镀更加适合电镀有高温烘烤要求的汽车配件及电镀后需要喷涂的工件。
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前言
无氰碱性镀锌是新一代环保型镀锌光亮剂， 具有光亮电流密度区范围宽，镀层白亮，均 镀性良好;脆性低，对杂质具有很好容忍性等 优。碱性无氰镀锌不含剧毒物质，对于设备 无腐蚀，废水处理简单，中国碱性无氰镀锌 添加剂综合性能达国际领先水平已经可以完 全取代有氰镀锌。
工艺特点
1.光亮区宽、在0.1-12A/dm2的宽广电流密度 范围内可直接镀得镜面光亮的镀锌 2.层装饰性良好，且镀层均匀; 3.镀层脆性低，可以镀得厚度锌层; 4.均镀性与深镀能力强，可以在复杂零件上 获得均镀性良好的镀层;
对比碱性有氰无氰镀锌
对比一：镀层的纯净度 对比二：高区保护能力 对比三：低电流密度电镀时镀层的光亮范围 对比四：镀液的分散能力 对比五：镀液的深镀能力 对比六：镀层的结晶致密度
总结
综合以上实验所得，无氰镀锌在槽液配制，环境保 护，镀层纯净度，高区保护，低电流光亮范围，分 散能力及深镀能力方面已经超过有氰镀锌，但在镀 层致密度及槽液抗杂方面还不及有氰镀锌，如果要 完全替代有氰镀锌无氰镀锌未来的发展方向就是在 保有以上的优势的情况下进一步提高镀层的致密度 及抗杂能力进而节约设备的投入及周期性维护的成 本
滚镀 12-15g/L 120-145g/L 6ml/L 12ml/L 10-45℃ 0.6(0.2-0.9) 2:1 0#锌锭 20-30分钟 铁板 连续过滤
配制溶液
1.开缸时，在槽中加入所配溶液1/3的水。 2.小心加入所需要量的氢氧化钠固体，不可 过快，注意放热，搅拌溶解。。 3.趁热加入氧化锌搅拌至完全溶解 4.待镀液冷却后，加水至预定的体积; 5.最后加入以上的各种添加剂，便可以开始 试镀
设备要求及光亮剂的补充与维护
镀槽: 内衬塑料的钢槽或者塑料 槽。 循环过滤: 过滤泵最少能在一小 时内将镀液过滤四次。
NaoH比值应 在1:10-1:15范围 2.RC光亮剂，消耗量为100150ml/KAH，夏天镀锌温度高、 消耗量大些，滚镀与挂镀消耗量 亦有区别: 3.RC走位剂与光亮剂同步添加， 消耗量为50-100ml/Kah用量视工 件形状，带出量多少而补加; 4.遇到杂质污染严重、硬水程度 过高时、加净化剂处理: 5.光亮剂的补充方式应采用少量 多次的原则，光亮剂经稀释后补 入。
溶液组成及操作条件
原材料及操作条件
金属锌 Zn 氢氧化钠 NaoH 无氰碱锌光亮剂 无氰碱锌走位剂 温度 Dk(A· dm-2) SA:SK 阳极 时间
允许使用的辅助阳极
过滤
挂镀 8-12g/L 100-140g/L 6ml/L 10ml/L 10-45℃ 1(0.5-1.2) 2:1 0#锌锭 2-10分钟 铁板 连续过滤