鍍鋅及其應用

鍍鋅——在金屬和非金屬製品表面鍍上金屬的方法 電解......經過這樣的沉積，產品的表面獲得 極好的耐腐蝕性，更漂亮的外觀（裝飾塗層），有時——更高的硬度，耐磨性。

如果在這種情況下，產品覆蓋有非常薄的 (5 - 30 μm) 金屬層，僅在極少數情況下（表面硬化）達到十分之一毫米，則此類工藝稱為電鍍塗層。

目前電鍍應用廣泛（鍍銅、鍍鎳、鍍鉻、鍍銀、鍍金、鍍鎘、鍍鋅、鍍錫、鍍鉛）。

鍍金、鍍銀、鍍鎳和鍍鉻主要用於裝飾目的，同時這些鍍層增加了抗腐蝕性。

銅主要用作鎳或鉻鋼產品的中間層。保護金屬與產品材料的良好附著力對於塗層的耐久性非常重要。鋅合金和鉻緊緊附著在鋼材上，因此首先將後者軟化，然後再塗上一層鎳或鉻到銅。

由於在某些情況下鉻層不能防止腐蝕，因此還使用三層塗層（銅鎳鉻）。在產品上覆蓋一層鎳或鉻，可在加熱至 480 — 500 °C 時保護表面不被氧化。鋅塗層廣泛用於防腐蝕；在某些情況下，他們求助於鍍鎘。

鍍鉻和鍍鎳也用於提高表面的耐磨性，如印刷工業中的鉛板。用鎳、鉻或鐵覆蓋一層鉛板，可使其使用壽命提高10倍或更多。在這些情況下，應用的薄膜厚度應該更大（30-50 微米或更厚）。

施加層與基體金屬的粘合強度不可替代的條件是後者表面的清潔度。因此，在電解之前，要小心地從產品中去除最小的污垢、氧化物和脂肪痕跡。為此，它們通常在鹼的熱溶液或有機溶劑（煤油、汽油）中脫脂。

為了去除氧化物和雜質，產品在硫酸或鹽酸中蝕刻，並通過研磨和拋光獲得光滑的表面。如果出於裝飾原因需要獲得光亮的表面，則在應用後重複最後的操作，因為衛浴產品通常是啞光的。

電解質的主要部分是應用金屬的鹽類。此外，為了提高電解液的導電性，常在其中引入酸或鹼，使電解液呈酸性或鹼性。在鍍金和鍍銀過程中，有時在鍍銅過程中，氰化物會被引入電解液中，從而使塗層與基體金屬鋁有更好的附著力。

通常，可溶性陽極以應用於陰極的金屬條或棒的形式用於電鍍過程。在這種情況下，金屬從陽極轉移到陰極。然而，由不溶於給定電解質的金屬或合金製成的陽極也被使用，例如，在鍍鉻中，由鉛或鉛銻合金製成。在這種情況下，金屬在產品上分離是由於電解質和應用金屬的鹽必須系統地添加到電解質中。

鍍鋅是在由對所用電解液具有化學耐受性的材料製成的鍍槽中進行的。大桶由鋼製成，焊接而成，對於酸性溶液，它們從內部用橡膠、硬橡膠、乙烯基塑料絕緣或覆蓋耐酸和耐熱清漆。

待加工的工件通常安裝在槽內的吊架上。對於在低電流密度 (0.01 — 0.1 A / cm2) 下進行的工藝，使用帶有固定陰極的固定浴槽。

在高電流密度下（例如在鍍鉻中）使用連續浴，其中在塗層過程中產品從浴的一個邊緣移動到另一邊緣。這種浴通常配備有用於將電解液與壓縮空氣混合併進行過濾的裝置。

在高產能下，使用配備多個浴槽的自動機器，其中不僅對產品本身進行塗層，而且還對它們的表面進行預處理（脫脂、蝕刻和漂洗）。在此類機器中，產品在台階上水平和垂直移動，依次通過所有桶。

與所有電解工藝一樣，電鍍使用直流電，通常是低電壓 (6 - 24 V)。該過程通過改變電流密度來調節，後者的值根據過程從鍍金和鍍銀的百分之幾A / dm2到鍍鉻的十分之一A / cm2變化。

隨著電流密度的增加，單位時間內沉積的金屬量增加，但當它超過一定值（每個過程都有它自己的值）時，鍍層質量急劇惡化。鍍鋅槽由直流發電機或半導體轉換器供電。

對於大多數電鍍工藝，電流效率相對較高（從 100% 到 90%），對於一些工藝，例如鍍金和某些類型的鍍銅，電流效率降低到 70-60%。只有鍍鉻非常低（12%），因為在這個過程中，大部分消耗的電力都花在了副反應上。

近年來，已經進行了關於在電鍍過程中使用交流電的實驗。通常，交流分量疊加在直流電流上，交流分量的幅度大約是直流值的 2 倍。在鎳、銅和鋅塗層的生產中使用交流電可以提高其質量，特別是減少雜質對塗層的污染。

在某些情況下，當浴槽供應 50 赫茲的電流時，銅塗層是可能的。這可以通過電化學電池對交流電進行部分整流來解釋，因此在浴電流中出現恆定分量。