摘要：

 锌镍合金具有较高的耐腐蚀性，优良的可加工性，具有市场的需求前景，目前广泛应用在汽车航天机械及电子行业上，下面通过介绍其特点及工艺，了解生产应用中的操作。

关键词：锌镍合金；电镀

0 前言

锌镍合金自问世以来，它在耐腐蚀能力方面具有的无与伦比的优势而受到电镀业界广泛的关注，但是由于一些生产应用等局限性的存在，致使其不能得到广泛的应用及推广。在相当长的一段时间里面，锌镍合金仅仅在学术研究层次上进行。经过世界同仁的大量工作，不断的研究开发，工艺生产控制方法不断的完善，生产应用中很多问题都得到解决，锌镍合金逐渐的在汽车、电子、航天航空以及军事领域的到相继的推广和应用。因为锌镍合金有着特别的耐腐蚀和高耐磨性，近几年来在汽车行业得到了蓬勃的发展，锌镍合金在国外最早在上世纪的80年代便得到了工业的应用，在国内则滞后很多，直到上世纪90年代才有相关的研究报道，真正能够投入生产还是近几年的事情，而且在应用的过程中多多少少还是存在一些问题，可以说国内的锌镍合金产品真正能够进行大规模生产的也就寥寥几家。近年通过不断的生产小试、中试批量生产，并在生产中反应出来的各种工艺缺陷和故障，进行不断的改善和改良，现在我们可以负责任的说，锌镍合金工艺是一个成熟的稳定的工艺，它具有优良的耐蚀性能的同时，它还具备操作容易，管理简单，各色钝化容易的优点，而这一点，恰恰是目前国内其他同类产品所欠缺的。

1、锌镍合金的优越耐腐蚀性能

首先，我们通过实验来对锌镍合金镀层和镀锌层进行对比，如图1，实验装置挂镀，阴极工件为圆柱形铁棒，电镀厚度为5um，电镀测试分为三种。第一，加温中性盐雾测试，第二种，锌镍各类钝化后盐雾测试，第三种，随着镍含量的变化来进行盐雾测试对比。

通过盐雾的观察和记录，得出以下的数据图，图2，为加温中性盐雾测试的锌和锌镍合金对比

 
    图表上显示结果表明，锌镍合金的最大特色是经历过受热，也不至于使耐腐蚀性产生极端的劣势，在中性盐雾测试中，盐雾是普通镀锌的几倍，经过各种颜色的钝化后耐腐蚀性更佳。

图3、钝化后的锌镍合金在中性盐雾测试结果

   上图结果显示，钝化后的各种颜色当中，绿色的盐雾是最好的，其次是黑色和五彩，无铬钝化的白锈盐雾相对较差。

图4、随着镀层的镍含量变化在中性盐雾中的测试结果   

   上图数据结果表明，随着镍的增加，镍含量在＞7.5%-10%盐雾性能较好，同时这阶段的镍变化基本不影响镀层的耐腐蚀性，但镍含量偏高＞12%对钝化有影响，不容易钝化，反而影响到镀层的耐腐蚀性，因此，实际生产中镀层的镍含量一般控制在6-12%之间盐雾性能最佳。所以对于锌镍的镍控制相当重要。
  
   2、 锌镍合金的常用种类和组成成份

2.1、酸性锌镍合金组成工艺：

 
   2.2、碱性锌镍合金组成工艺

 
   2.3、酸性和碱性锌镍合金的工艺区别

   经过近年的陆续研究改善，酸性和碱性的缺点都趋于改善，两者在生产应用中的选择可以根据电镀工件的外观和性能要求等来进行选择，工件较为复杂或者镀层均镀要求比较高的则采用碱性工艺，反之，则采用酸性工艺，例如（圆柱形，柱形，平面等工件可考虑选择酸性锌镍合金，另外如工件上有盲孔的，电池壳等工件则需要选择碱性的锌镍合金来进行电镀。图例（）

3、镀液各因素的作用：

   3.1 酸性氯化物锌镍合金

   A、主盐：氯化锌和氯化镍

铵盐的锌镍合金镀液中，常用的主盐以氯化镍和氯化锌为主，提供锌镍合金镀层必须的金属离子，氯化锌的含量允许在50-90g/L范围内波动，含量低时，分散能力和深度能力提高，电流效率有所降低，含量过低，镀层容易烧焦，沉积速度缓慢，含量高时，高亮度提高，分散能力有所下降，电流效率有所提高，但严重过高，则镀层粗糙，光亮度反而下降。氯化镍含量低时，因为沉积的电位区别，溶液中镍含量偏低，实际上市无镍共沉积，影响镀层的耐腐蚀性能，而镍离子含量过高，镍的过量沉积，不能对镀层有良好的钝化效果，同时耐腐蚀也下降。
 
    B、导电盐：氯化铵 氯化钾

在氯化物镀锌镍合金中，氯化铵其作用为提高镀液的导电性能，降低槽压，改善镀液的分散能力和覆盖能力，另外对镀液中的镍和锌离子有一定的络合能力，稳定镀液，提高阴极极化，直接影响到镀层的组成，使镀层细致均匀，过高容易有结晶析出，过低影响导电性，高电位镀层发暗，粗糙。
  
    C、添加剂：混合型络合剂和光亮剂

在氯化物锌镍合金中添加各种添加剂，可使镀层外观光亮，结晶细致，分散能力提高，镀层的锌镍比平衡，稳定镀液

D、温度和PH值

 氯化物锌镍合金中PH值是一个重要的参数，当PH值过低时，锌阳极溶解过快，光亮剂容易析出，镀层容易发花，镀液中的锌离子积累过多，锌镍比失调。
     PH过高，则均镀能力较差，严重偏高时，锌离子水解，镀层容易生成毛刺，并夹带着氢氧化物，对镀层的质量有所影响。

     温度的作用，对于镀层中的镍含量有着明显的影响，温度偏高，镀层的镍含量也增大，温度偏低，光亮性好，但镀液分散能力较差，镀层容易烧焦。

3.2 碱性锌镍合金

A、主盐：氧化锌和络合好的镍混合液，镍离子在一般的碱性容易中形成氢氧化镍沉淀，无法参与电镀反应，络合好的镍混合液的加入，可以使镀液稳定，镍离子的稳定，共同沉积，镍离子的高低影响到镀层中的镍含量高低。氧化锌的含量高低除了对合金镀层中的锌镍比有影响外，对沉积速度和光亮度，分散能力也有影响。

B、氢氧化钠：氢氧化钠主要的作用是起到对锌的络合作用和改善镀液的导电作用，有利于阳极的均匀溶解，氢氧化钠过量，提高镀液的分散性能，降低电阻，但镀液中的锌阳极溶解过快，锌离子含量偏高。氢氧化钠含量不足时，会出现氢氧化锌的沉淀和阳极钝化，镀液的分散性能也降低。
 
   C、添加剂：混合型添加剂，在碱性锌镍合金中，由于镍和锌的电极相差较大，两者不能共同沉积，形成不了合金镀层，当加入混合的络合剂和光亮剂等，可以促使两种金属离子以络合物形态存在，同时使电极电位相近，发生共同沉积，形成光亮的，均匀的合金镀层。

D、温度：碱性锌镍合金对于温度的波动不太明显，温度比较高时，镀层结晶比较粗

F、电流密度：碱性锌镍合金中电流的大小对于镀层的锌镍比波动不大，电流再大，镍的含量基本趋于稳定在6-10%之间。（作者：冯桥宇   潘国宽   张春河 广州美迪斯新材料有限公司）