堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝是20世紀60年代發(fā)展起來的，我國僅比國外稍晚幾年，但推廣很快，在20世紀70年代趨于成熟。該工藝不含氰化物，廢水易處理；鍍層結(jié)晶細密，光澤好，分散能力和深鍍能力接近于氰化鍍液，適合于形狀復(fù)雜的零件電鍍；鍍液穩(wěn)定，操作維護方便；對設(shè)備無腐蝕性，可與氰化鍍鋅一樣采用鋼板焊接而成的鍍槽；綜合經(jīng)濟效益好。但鋅酸鹽鍍鋅沉積速度慢、允許溫度范圍窄(高于40℃不好)、鍍厚超過15mm時有脆性、鑄鍛件較難電鍍、工作時會有刺激性氣體逸出，必須要安裝通風(fēng)裝置等。
(1)電極反應(yīng)

鋅酸鹽鍍鋅的電化學(xué)原理和電極反應(yīng)與氰化鍍鋅相似。陽極反應(yīng)

(2)鋅酸鹽鍍鋅液的組成與工藝規(guī)范
1)鋅酸鹽鍍鋅液的組成與工藝規(guī)范
鋅酸鹽鍍鋅液的組成很簡單，僅由氧化鋅、氫氧化鈉和光亮劑組成，其典型工藝規(guī)范見
表4-4。
2)鍍液配制
配制鍍液用的氧化鋅純度要求大于98％的工業(yè)一級品。由于氧化鋅常含雜質(zhì)，因此配槽前，最好先進行赫爾槽試驗；苛性鈉要求采用純度95％以上的固體片狀或粒狀堿。
配制鍍液時，將計算量的氫氧化鈉倒人槽中，注入總體積1／5的水(冬季用熱水)，迅速攪拌溶解；將計算量的氧化鋅用少量水調(diào)成糊狀，在不斷攪拌下逐漸加到熱堿液中，直到完全溶解，將鍍液稀釋至總體積。如果氧化鋅雜質(zhì)較多，待鍍液冷卻到40℃以下時，加入2～3g／L的鋅粉，充分攪拌l5～20min后過濾；還可用0．2g／L的硫化鈉代替鋅粉，先溶解并稀釋百倍后，邊加邊攪拌，靜置4～8h后過濾。過濾液在陰極電流密度為0．1～0．15A／dm2下，采用瓦楞鐵板陰極電解處理，時間由氧化鋅純度決定。加入添加劑即可試鍍。

堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝規(guī)范

注：DE-958廠州電器科學(xué)研究所；ZB-80武漢材料保護研究所；DPE-Ⅲ、WBZ一3武漢風(fēng)帆電鍍公司I KR-7河南開封電鍍化工廠；WD-90A武漢大學(xué)高技術(shù)中心。
(3)堿性鋅酸鹽鍍鋅液中各成分的作用及工藝條件影響
①氧化鋅氧化鋅是主鹽，對鍍層質(zhì)量有重要影響。由于鋅酸鹽鍍液中氫氧根離子對鋅離子的絡(luò)合能力不高，因此陰極極化較弱。為此，采用降低氧化鋅含量，提高氫氧化鈉含量的辦法進行彌補。通常將氫氧化鈉與氧化鋅的比值控制在10左右。鍍液中氫氧化鈉一般為120g／L，所以掛鍍時氧化鋅的濃度一般采用l0～12g／L，滾鍍稍低，8～10g／L為宜。鋅含量適當(dāng)提高，電流效率提高，但分散能力和深鍍能力降低，復(fù)雜件的尖棱部位鍍層粗糙，容易出現(xiàn)陰陽面；含量偏低，陰極極化增加，分散能力好，但沉積速度慢。
②氫氧化鈉氫氧化鈉是鋅的絡(luò)合劑，同時又是陽極去極化劑和導(dǎo)電鹽，兼有除油作用。氫氧化鈉含量適當(dāng)提高，鍍液導(dǎo)電性好，分散能力和深度能力提高，陽極不易鈍化。但如果用量過高，陽極化學(xué)溶解加速，鍍液中鋅離子濃度升高，造成主要成分比例失調(diào)，同時陰極

電流效率下降，光亮劑消耗增多。
③添加劑添加劑是保證鋅酸鹽鍍鋅質(zhì)量的關(guān)鍵因素，沒有添加劑的基礎(chǔ)液只能得到海綿狀鍍層。目前鋅酸鹽鍍鋅的初級添加劑主要是環(huán)氧氯丙烷與有機胺的縮聚物，加入到鍍液后，能在很寬的電位范圍內(nèi)于陰極表面上發(fā)生特性吸附，從而提高陰極極化，細化結(jié)晶，提高鍍液分散能力和深鍍能力。

鋅酸鹽鍍鋅添加劑代號及所用有機胺名稱

添加劑相對分子質(zhì)量大小及其分布對鍍層質(zhì)量影響很大。相對分子質(zhì)量大，光亮效果好，但鍍層脆性增大。為使鍍層既光亮又不產(chǎn)生脆性，常常將兩種或兩種以上具有不同碳鏈長度的有機胺進行合理配比再與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)。將環(huán)氧氯丙烷與有機胺的縮聚物再進一步季胺化或酯化，效果會更好，即使不加入其他光亮劑，也能得到較光亮的鍍層。如DPE-Ⅱ的使用效果遠好于DPE-I和DPE-Ⅲ。
為得到光亮鍍層，需同時加入一些醛類光亮劑、混合光亮劑等，如單乙醇胺、三乙醇胺與茴香醛的混合物。常用的堿性鋅酸鹽鍍鋅光亮劑有香草醛、茴香醛、ZB一80、KR一7等。光亮劑添加要適量，含量過高，鍍層脆性增大，所以在實際應(yīng)用中，光亮劑常采用少加、勤加的方法，使其控制在工藝范圍內(nèi)。
④溫度 鋅酸鹽鍍鋅槽液的最佳溫度為l0～35℃，加入好的光亮劑可在45℃較高的溫度下獲得光亮鍍層。但溫度高，光亮劑消耗大，槽液中鋅離子濃度容易上升，鍍液穩(wěn)定性變差，分散能力和深鍍能力降低。滾鍍槽最好加裝冷卻裝置。
⑤電流密度 電流密度與鍍液的濃度和溫度密切相關(guān)，鍍液濃度和溫度升高，電流密度可適當(dāng)提高。溫度低時，鍍液導(dǎo)電能力差，添加劑吸附強，脫附困難，此時不能用高電流密度，否則會造成邊棱部位燒焦，添加劑夾雜，鍍層脆性增大、鼓泡；溫度高時，添加劑吸附弱，極化降低，必須采用較高的電流密度，以提高陰極極化，細化結(jié)晶，防止陰陽面。對于掛鍍，如果陰極靜止，電流密度要??；如果采用陰極移動，電流密度可增大。對于滾鍍，滾筒轉(zhuǎn)速快，開孔率高時，電流密度可適當(dāng)開大。
一般地，鍍液溫度低于20℃時，電流密度采用1～1．2A／dm2；20～30℃宜采用l．5～2A／dm2；30～40℃宜采用2～4A／dm2。

⑥陽極鋅酸鹽鍍鋅因不含絡(luò)合劑，所以對雜質(zhì)更敏感。因此使用的鋅板純度應(yīng)當(dāng)比氰化鍍鋅高，建議采用0號鋅錠，最好用耐堿的滌綸布隔離，以免陽極泥渣進入鍍液而出現(xiàn)毛刺。陽極面積應(yīng)與陰極鍍件相適應(yīng)，為避免多掛鋅陽極引起鍍液中鋅離子濃度提高，可掛鋼板或鍍鎳鋼板等不溶性陽極。
為避免鍍液中鋅離子濃度過高，在不生產(chǎn)時，應(yīng)將鋅陽極從鍍液中提出。
⑦陰極與陽極的相對位置及電極的排布 極間距離太近，凸部易燒焦，凹處卻發(fā)暗。一般增大陰極和陽極間的距離，有利于金屬的均勻分布，電鍍復(fù)雜件時電極間的有效距離要保持200～250mm。
為防止電力線集中，產(chǎn)生“邊緣效應(yīng)”，陽極的布局應(yīng)是中間密，兩邊疏，槽兩端要留出100～150mm的空位，而陰極桿上要掛滿。為避免掛具下端零件燒焦，陽極總長度要比掛

具短100～150mm。
⑧雜質(zhì)及其排除鋅酸鹽鍍液中的雜質(zhì)包括無機雜質(zhì)與有機雜質(zhì)。
無機雜質(zhì)主要是Cu2+、Pb2+。Cu2+雜質(zhì)主要來源于掛具和極桿，一般槽液中Cu2+不得大于l5mg／L。少量的Cu2+雜質(zhì)會影響鈍化膜的色調(diào)，稍高會使鈍化膜發(fā)霧，再多時，硝酸出光后就發(fā)黑。Cu什雜質(zhì)可以用低電流密度電解處理，也可用鋅粉或堿性鍍鋅除雜劑處理。
Pb2+主要來源于鋅陽極，鍍液中鉛含量應(yīng)控制在2mg／L以下。Pb2+對鋅鍍層的影響比Cu2+大，特別是滾鍍，濃度較高時會導(dǎo)致鋅鍍層不沉積。如果把這種鍍液用赫爾槽試驗，有可能鍍層正常。Pb2+雜質(zhì)多，掛鍍時在稀硝酸出光后，鍍層出現(xiàn)黃褐色，低鉻鈍化后膜層出現(xiàn)黃的干擾色，不能得到藍白色調(diào)。Pb2+可用低電流密度電解處理，或用堿性鍍鋅除雜劑及CK-778處理。
Fe2+高于50mg／L時，對鍍層質(zhì)量也有影響，可與Cu2+、Pb2+雜質(zhì)同時除去。
苛性鈉中含碳酸鈉，吸收空氣中的二氧化碳也使鍍液中碳酸鈉含量升高。碳酸鈉小于60g／L時幾乎無影響，超過80g／L將導(dǎo)致內(nèi)阻增加，溫升加快，電流密度上限值降低。碳酸鈉在5℃以下時有結(jié)晶析出，冬季利用節(jié)假日過濾清除。南方可用熟石灰或氫氧化鋇沉淀。
有機雜質(zhì)主要是添加劑和光亮劑的分解產(chǎn)物以及前處理后帶入的油脂，它們可使鍍層發(fā)霧發(fā)花，嚴重時給鍍層帶來脆性。有機雜質(zhì)去除比較簡單，每月或每季度用1～5mL／L雙氧水處理后，再用3～5g／L活性炭處理，靜止后過濾去除。
(4)鋅酸鹽鍍鋅常見的故障及排除方法

鋅酸鹽鍍鋅常見的故障及排除方法