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鋅鎳合金電鍍在中國的發展
m.grecc.com.cn 化學鍍鎳--合航集團 2013-03-26 13:58
化學鍍鎳資訊：一、鋅鎳合金電鍍簡介
鋅鎳合金電鍍，是一項電鍍新技術。鍍層不再是單單的鋅層，而是鋅鎳合金層，通過電鍍技術鍍在鋼材表面。
鋅鎳合金是用于電鍍鋼件時做可溶性合金陽極的鋅合金。電鍍用鋅鎳合金一般熔煉成Zn-2%Ni合金，用Zn-2%Ni合金配制成含鎳量0.04%～0.09%的鍍鋅液，與傳統鍍鋅層相比，鍍鋅鎳合金能有效解決活性鋼鍍層超厚問題而降低成本，提高鍍層耐腐蝕性能。
鋅鎳合金電鍍內在質量控制主要是控制鍍液中鋅、鎳濃度的比例，從而使鍍層中鎳達到一定含量，要做到這一點，關鍵是控制鋅、鎳陽極面積的比例和分控電流大小(要有分析手段，以掌握鋅、鎳濃度)。外觀質量的好壞主要是選好鍍鋅光亮劑。
二、鋅鎳合金電鍍的發展前景
鋅合金有鋅鈷、鋅鐵、鋅鎳等。其中鋅鎳鍍層抗蝕性最高，主要是指含鋅90%～95%、鎳50%～10%的合金。這類合金已在世界范圍許多領域實用許多年。例如鍍鋅鎳合金薄板已在汽車工業和計算機工業提供優良的生產毛坯，大大改善了抗蝕性。鋅鎳合金電鍍的汽車元件如燃料管、掣動器、傳動元件等在某些歐美國家設計圖中已標準化，在日本應用范圍更廣泛。
三、鋅鎳合金電鍍在國內的發展情況
⑴1992年3月廣州市二輕研究所袁國偉提出在酸性氯化物鍍液中鍍得光亮、整平的鋅鎳合金鍍層，經過藍色鈍化處理后，外觀和抗蝕性都很好。
⑵1992年9月湖南教育學院韓定國提出氯化物酸性鍍鋅鎳合金，彩虹鈍化后鹽霧試驗4周期后彩色未變。
⑶1992年6月北京航空航天大學朱立群、羅黨育研究了鋅鎳合金鍍層涂覆有機漆膜后在5%氯化鈉溶液中和鹽酸酸霧條件下的耐蝕性，含鎳l0%～l5%的鋅鎳合金鍍層耐蝕性最好。
⑷l993年廣東花東工藝電鍍廠呂安敏介紹兩種不同類型的鋅鎳合金電解液，可獲得含鎳≤8%的鎳鋅合金鍍層，經后處理可得藍白、彩色、黑色轉化膜，耐蝕性優異。
⑸1997年9月杜捍義、李異(華南理工大學)研究堿性電鍍光亮鋅鎳合金，合成TD添加劑，獲得高抗蝕性含鎳l2%～l3%的鋅鎳合金鍍層。
⑹1997年6月何為提出氯化物鍍液鋅鎳合金電鍍配方，1998年討論鋅鎳合金的異常共沉積與正常共沉積的轉變。
⑺屠振密等(哈爾濱工大)研究成功低氫脆鋅鎳合金電鍍工藝、研制出721-3添加劑用于氯化物鍍液，ZQl用于堿性鍍液。
⑻許強齡等(上海輕工業高等專科學院)成功研制出連續鍍半光亮鋅鎳合金鍍液添加劑NZ-A。
⑼1996年盧錦堂(華南理工大學)等研究以氨水為絡合劑、二甲胺及乙二胺等為添加劑的堿性鋅鎳合金電鍍工藝。
⑽1989年張順清(國營9624廠)介紹在檸檬酸鹽體系中使用791光亮劑和聚醚多元醇作添加劑得到結晶細致光亮的鋅鎳合金鍍層。
⑾1993年廣州金殿工藝制作有限公司呂安敏通過對微酸性與堿性鋅鎳合金電鍍和轉化膜試驗，研制抗蝕性比鋅大5倍，比鎘大3倍的鋅鎳合金鍍層，鈍化膜呈光亮五彩色、軍綠色和黑色D93。
⑿1993年蔡加勒、周紹民提出XZN一2組合添加劑對鋅鎳異常共沉積的作用，化學組成、相組成和晶體結構的關系。
⒀1994年熊剛、鄒群等(武漢材保所)采用NZ-918系列添加劑在堿性鍍鋅鎳合金鍍液中以Dk0.5～6A/dm2獲得外觀光亮含鎳8%～l0%的鋅鎳合金。
⒁1994年盧燕平、任玉苓等(北京科技大學)優選鋅鎳(8%～l0%Ni)合金鍍層鈍化配方，鈍化膜穩定性好，其耐蝕性比未鈍化的高2倍以上。
⒂1988年江蘇揚州電鍍廠夏振華在高濃度的氯化鎳和硫酸鋅的醋酸型鍍鋅鎳合金鍍液中，在較高的Dkl5～30A/dm2鍍得光亮細致的鍍層。
⒃1993年廈門大學楊防祖、許書楷等在含有DIE和AA-1組合添加劑的堿性鋅鎳鍍液中獲得結合好、光亮鋅鎳(5%～l0%鎳)合金鍍層。
四、對當前我國鋅鎳合金電鍍現狀的一點看法
我國對鋅鎳合金的研究始于上世紀八十年代，其所研究的皆為酸性氯化物電鍍工藝。在隨后的研究中，專家們成功地解決了酸性氯化物電鍍鋅鎳合金的技術關鍵-找到并確定有效抑制低陰極電流密度區鎳沉積的最佳組合添加劑。由于這一突破，該項工藝可用于形狀較為復雜鋼鐵件的掛鍍，也可用于滾鍍。自一九九三年起先后多家單位用此工藝投入工業批量生產，其中一項主要加工產品是電纜橋架，在近十年里其加工量達1-2萬噸。據悉，酸性鋅鎳合金電鍍雖在上世紀九十年代開始用于工業生產，但無論從其應用的產品品種和數量來說均處于起步階段，至于堿性鋅鎳合金電鍍在九十年代尚未見用于工業生產的報導。
鋅鎳合金電鍍在我國迅速發展普及還是最近幾年的事，但發展的只是堿性鋅鎳合金電鍍，酸性鋅鎳合金電鍍卻并未得到相應發展。如前所述，酸性鋅鎳合金電鍍與堿性鋅鎳合金電鍍的工藝特點與酸性鍍鋅與堿性鍍鋅的特點類似，工藝的選擇均取決于工件的形狀(除某些鋼種外)，有的適用堿性工藝，有的適用酸性工藝，因此，按理鋅鎳合金電鍍兩種工藝的使用比例應與酸性鍍鋅與堿性鍍鋅的比例大致接近，而不應有懸殊的差別。
據知，我國酸性鍍鋅占電鍍鋅總量的50%以上，堿性鍍鋅約占40%左右，而酸性鋅鎳合金電鍍雖未見全國統計數據，但據我們估計不會超過10%。酸性鋅鎳合金電鍍所占比例如此之低的原因就在于大量本應采用酸性鋅鎳合金電鍍的工件目前普遍采用了堿性鋅鎳合金電鍍工藝。僅據煤礦單體液壓支柱為例，全國使用量超過100萬支，無數專一為此電鍍加工的單位普遍采用堿性鋅鎳合金電鍍工藝而不是酸性鋅鎳合金電鍍工藝。根據專家們對這兩種工藝的研發與生產實踐，這類加工件在鍍層鎳含量相同、鍍層厚度相同、耐蝕性相似的情況下，采用酸性鋅鎳合金電鍍工藝其生產成本可降低50%左右，產量可提高2倍以上。在此我們不打算對造成我國近年鋅鎳合金電鍍兩種工藝不合常理的發展狀況的原因進行探討，但僅預測這種狀況將在數年后會得到改變，酸性鋅鎳合金電鍍工藝將逐步上升至它所應占的比例。
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