汽车工业对锌镍镀层的需求在过去的几年中出现全球性的增长,提高腐蚀保护变得更加重要,特别是在高温部位如发动机舱内。由于形成了γ-相锌镍合金,锌镍镀层(12-16%Ni)同纯锌镀层相比,对红锈具有更出色的腐蚀保护性能。为了开发在整个电流密度范围内都能获得最佳电镀性能的镀层,应用了X射线衍射和FIB(聚焦离子束)技术进行研究,由中性盐雾测试确定的腐蚀速率很明显的超过了汽车工业的要求。同纯锌工艺相比,锌镍镀层能在很长的一段时间内仅出现灰雾,更少地产生大面积的白锈,这便简化了使用过程中的维护工作。另外,使用寿命的提高也和抗磨损性能有关,特别在车底应用中。因为锌镍镀层硬度高,所以便成了优选对象。此外,锌镍镀层在同铝制部件一起装配时,还能够提供最低的接触腐蚀,因为它们之间较小的电位差能减缓铝的电化腐蚀,虽然锌镍合金比锌的惰性更强,但是锌镍镀层还是能够提供牺牲性保护。4锌镍合金镀层的主要特点(1)优良的耐蚀性镀锌层与锌镍合金镀层中性盐雾试验对照表镀层(厚度5um)锌层锌层锌镍层(13%镍)锌镍层(13%镍)不钝化彩钝不钝化彩钝出白锈时间(h)3968720出红锈时间(h)28013009602300经彩色或黑色钝化后,含Ni10%的合金镀层,耐蚀性比镀锌层提高3—5倍,比镀镉层高3倍,含Ni10—15%的合金镀层耐蚀性比镀锌层提高6—10倍。锌镍合金之所以有优良的耐蚀性是因为合金镀层的稳定电位介于Zn和基体(钢铁)之间,较少的电位差导致镀层较慢的腐蚀。锌镍合金的腐蚀产物主要是ZnCl2·4Zn(OH)2,该产物均匀致密地覆盖在表面,不易导电,有很好的保护作用,而锌镀层的腐蚀产物主要是ZnO,结构疏松,起不到保护作用。此外,含Ni13%的锌镍合金属于γ相(金属间化合物),具有最高的热力学稳定性,因而耐蚀性较好,而锌镀层是η相结构(紧密六方晶系),热力学稳定性较差。(2)几乎没有氢脆性超高强度钢具有氢脆敏感性,而镀锌和镀镉层去氢困难,通常受镀前要去应力,镀后也需去氢24小时,如此尚难保证去氢彻底,而锌镍合金镀层有适度的孔隙,易于除氢,镀层本身氢脆性也较小,因而在航空航天工业领域有更广的应用空间。几种镀层的氢脆性对照表镀层种类锌酸盐镀锌氰化物镀锌氯化物镀锌光亮镀镉锌镍合金脆化率%785344182(3)优良的韧性和结合力锌镍合金镀层韧性好,装配时可经受挤压变形而不脆裂,具有镉镀层的优点。普通镀锌钢板点焊困难,不能用于汽车覆盖件,而锌镍合金钢板有优良的可焊性,可广泛用作汽车覆盖件,经常规磷化、涂装后,其耐蚀性大大提高。(5)较高的硬度碱性镀锌层硬度HV90—120,而锌镍合金镀层硬度可达HV220-270,因此更耐划伤,白钝后可以仿银,光亮镀层可以抛光仿铬,也可以直接套铬。锌镍合金的熔点较高(750—800℃),耐热性好,经去氢热处理后耐蚀性仍然优良,适合于发动机上使用。结论碱性无氰锌镍合金镀层具有良好的防腐性能、低氢脆性能和优良的耐热性能。锌镍合金电镀工艺虽然具有碱性体系电流效率较低的缺点,但可以使用较大的电流密度来保证较快的沉积速度。总的来说,碱性镀液对工件油污的敏感性较低,对设备腐蚀性小,溶液中的合金成分便于稳定控制,钝化膜更不容易变色,而且废水处理简单,污染小,所以现在国内外锌镍合金工艺碱性体系已成发展趋势。锌镍合金与镀锌一:锌镍合金镀层特点在锌基合金中,锌镍合金镀层是一种新型的优良防护性镀层,适用于在恶劣的工业大气和严酷的海洋环境中使用。镍含量7~9%的锌镍合金耐蚀性是锌镀层的3倍以上;含镍量13%左右的锌镍合金镀层耐蚀性是锌镀层的5倍以上,它具有最好的耐蚀性。由于锌镍合金具有高耐蚀性、低氢脆性、可焊性和可机械加工性等优良特性,早已引起人们的高度重视,其应用范围也越来越广泛。锌镍合金镀层的熔点高,适用于汽车发动机零部件电镀;氢脆小,适用于高强度钢上电镀;可作为代镉镀层,多用于军品。锌镍合金镀液主要分为两种类型:一种是弱酸性体系,该类型镀液成分简单、阴极电流效率高(一般在95%以上)镀液稳定,容易操作。另一种是碱性锌酸盐镀液,其主要优点是:镀液分散能力好,在宽电流密度范围内镀层合金成分比例较均匀,镀层厚度也均匀,对设备和工件腐蚀小,工艺操作容易,工艺稳定,成本较低等。二:与镀锌层比较1.耐蚀性。镀锌和锌镍合金作为功能性镀层,锌镍合金在耐蚀性上远优于镀锌,这也是研究者花大量时间精力开发锌镍合金的主要原因。锌镍合金镀层经过彩色钝化处理后在中性盐雾下很容易通过1000小时无白锈,而镀锌层经彩色钝化后能通过120小时的都不多。锌镍合金镀层经过白色钝化处理后在中性盐雾下很能通过400小时无白锈,而镀锌层经蓝白钝化后能通过96小时的都不多。2.外观。一般情况下锌镍合金彩色钝化层不如镀锌层鲜艳,特别时合金镀层中镍含量偏高时更是如此;锌镍合金白色钝化颜色不如镀锌层白钝白净。需要说明的时,人们对事物的认识往往是先入为主的,对产品的颜色也是如此。随着市场上锌镍合金产品的增多,人们已经能够接受锌镍合金钝化层与镀锌钝化层颜色上的差别。3.生产成本。由于锌镍合金镀层中含有13%左右的金属镍,镍的价格远高于锌(镍:191000元/吨,锌18000元/吨),因而电镀锌镍合金要比电镀锌生产成本高得多。4.工艺维护。碱性锌酸盐镀锌现在已被市场广泛接受,而锌镍合金工艺作为“新”的电镀工艺目前尚未广泛普及,知者有限。其实,锌镍合金在市场应用已有二十余年的时间,且发展迅猛。现在该工艺已经相当成熟,稳定性甚至超过镀锌。