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鋁合金零件電鍍之浸鋅的影響
來源：www.ownsky.cn 發(fā)布時間：2021年08月06日
鋁合金零件電鍍之浸鋅的影響
化學浸鋅是使大多數鋁合金零件在浸鋅溶液中有效地除去表面的氧化膜，同時又沉積上鋅層，以防止鋁零件的再氧化，使鋁的表面電位向正方向移動，因而使鍍層與基體具有良好結合。其浸鋅原理是，當鋁合金零件浸入強堿性的鋅酸鹽溶液時，界面上發(fā)生氧化還原反應，即鋁零件表面的氧化膜和鋁的溶解以及鋅的沉積。
在浸鋅過程中金屬鋁與溶液中所含的絡合物離子[Zn(OH)4]2一中的中心鋅離子發(fā)生置換反應，形成高度彌散在鋁表面的鋅晶粒。鋁表面在強堿性溶液中處于活化狀態(tài)，Al一3e-Al3+，放出電子，使鋁表面的電勢進一步負移，鋁表面具有了更高的電化學活性。因此，鋁在浸鋅溶液中的表面應采用均勻降低表面能的保護作用。此外，在浸鋅過程初期，有H2從鋁表面析出，對鋁零件表面也起著一定的防止氧化的保護作用。浸鋅溶液的組成、pH值、溫度、浸鋅時的操作條件(靜止、機械攪拌、超聲攪拌)等都影響鋅、鋁置換反應速率；鋅置換膜層的厚度、顆粒度、均勻度、結構、成分都將影響到鍍層結合力和性能。因此，在浸鋅溶液中所發(fā)生的基本反應是鋁的溶解及鋅的沉積。置換上的鋅層既能防止鋁上自然氧化膜的再生，又可以在其上電沉積其他金屬。形成的鋅置換層應是一層高度彌散的均勻、細致，顏色呈青灰色的膜層。置換反應到在鋁合金零件表面形成一層致密的鋅層時會逐漸停止。
為提高浸鋅層的結合力，通常采用二次浸鋅法，尤其是含硅量高的鋁合金零件。一次浸鋅所生成的鋅晶粒分布不夠均勻，尺寸相差大，浸鋅層結合力不好。一次浸鋅后用1：1(體積比)的HN03溶液進行退鋅，此步驟可使與鋁及其合金零件表面結合力不好的鋅晶粒溶解，顆粒大的鋅晶粒變小，形成均勻表面，在此基礎上進行二次浸鋅，能得到薄而更致密、小晶粒鋅置換層，從而保鍍層良好的結合力。在二次浸鋅溶液中加入三價鐵的酒石酸絡合物、二價鎳或二價銅的氰化絡合物，形成與基體緊密結合的鋅鎳鐵合金層，可以進一步改善浸鋅層的結合力。對于鋁合金鑄件，還可以加入硝酸鈉或氟化鈉。
為了防止鋁及其合金零件經酸蝕后重新生成一層氧化膜，需立即在零件表面形成一層薄而均勻的穩(wěn)定的金屬層，作為后續(xù)正常電鍍的底層。形成金屬底層的方法有浸鋅法、浸錫法、陽極氧化后直接電鍍法、閃鍍鎳槽中先氧化再閃鍍鎳法、化學鍍鎳法等。
化學浸鋅是使大多數鋁合金零件在浸鋅溶液中有效地除去表面的氧化膜，同時又沉積上鋅層，以防止鋁零件的再氧化，使鋁的表面電位向正方向移動，因而使鍍層與基體具有良好結合。其浸鋅原理是，當鋁合金零件浸入強堿性的鋅酸鹽溶液時，界面上發(fā)生氧化還原反應，即鋁零件表面的氧化膜和鋁的溶解以及鋅的沉積。
在浸鋅過程中金屬鋁與溶液中所含的絡合物離子[Zn(OH)4]2一中的中心鋅離子發(fā)生置換反應，形成高度彌散在鋁表面的鋅晶粒。鋁表面在強堿性溶液中處于活化狀態(tài)，Al一3e-Al3+，放出電子，使鋁表面的電勢進一步負移，鋁表面具有了更高的電化學活性。因此，鋁在浸鋅溶液中的表面應采用均勻降低表面能的保護作用。此外，在浸鋅過程初期，有H2從鋁表面析出，對鋁零件表面也起著一定的防止氧化的保護作用。浸鋅溶液的組成、pH值、溫度、浸鋅時的操作條件(靜止、機械攪拌、超聲攪拌)等都影響鋅、鋁置換反應速率；鋅置換膜層的厚度、顆粒度、均勻度、結構、成分都將影響到鍍層結合力和性能。因此，在浸鋅溶液中所發(fā)生的基本反應是鋁的溶解及鋅的沉積。置換上的鋅層既能防止鋁上自然氧化膜的再生，又可以在其上電沉積其他金屬。形成的鋅置換層應是一層高度彌散的均勻、細致，顏色呈青灰色的膜層。置換反應到在鋁合金零件表面形成一層致密的鋅層時會逐漸停止。
為提高浸鋅層的結合力，通常采用二次浸鋅法，尤其是含硅量高的鋁合金零件。一次浸鋅所生成的鋅晶粒分布不夠均勻，尺寸相差大，浸鋅層結合力不好。一次浸鋅后用1：1(體積比)的HN03溶液進行退鋅，此步驟可使與鋁及其合金零件表面結合力不好的鋅晶粒溶解，顆粒大的鋅晶粒變小，形成均勻表面，在此基礎上進行二次浸鋅，能得到薄而更致密、小晶粒鋅置換層，從而保鍍層良好的結合力。在二次浸鋅溶液中加入三價鐵的酒石酸絡合物、二價鎳或二價銅的氰化絡合物，形成與基體緊密結合的鋅鎳鐵合金層，可以進一步改善浸鋅層的結合力。對于鋁合金鑄件，還可以加入硝酸鈉或氟化鈉。
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