碱性镀锌在电镀过程中的发黑现象

    0前言

    镀锌钝化后零件发黑是常见的故障，但在电镀过程中镀件变黑的现象却很少见。最近遇到这样一个现象：一整挂零件从上至下约有20个，镀15 min左右，这挂零件外观正常;但随着电镀时间的增加，从挂具开始，零件从上至下逐渐变黑，最后整挂零件完全变黑。

    1解决方案

    1.1镀液分析

    经分析，镀液的主要成分为:Zn 9.2 g/L，NaOH 125 g/L。同时，对镀液中杂质的质量浓度

    进行分析，结果为：Fe 0.75 mg/L，Cu 0.46 mg/L，Cr 2.91 mg/L，Pb 0.51 mg/L。

    1.2赫尔槽试验

    赫尔槽试验条件分别为：(1)用0.5 A电流施镀10 min;(2)用1A电流施镀10 min;(3)用5A电流施镀5 min。结果表明：镀液的深镀能力以及镀层的光亮度、外观等均正常。

    对镀液进行小电流密度(0. 1～0.2 A/dm²+)电解20 h，结果一切正常。施镀15 min后，从挂具开始，零件从上至下逐渐变黑。刚开始认为是出现阴阳面的问题，导致镀液的分散能力不佳。往镀液中加入适当的添加剂后，再试镀，没有什么效果。将镀液稀释20%后再试镀，效果仍不明显，但对于电镀较光亮的零件，效果相对好些。

    往镀液中添加CK-778型碱性镀锌除杂剂2g/L，搅拌1h，不断捞出漂浮物，之后小电流密度电解16h。施镀后发现，被镀零件外观发黑，说明大部分添加剂都已被处理掉。补加适当的添加剂加以调整，施镀60min后发现故障消除，整挂零件呈现光亮的外观。

    2故障分析

    由上述分析可知：无机杂质不可能造成上述问题，有机杂质和光亮剂过多是引起上述故障的主要原因。镀层的光亮度受到许多因素的影响，例如：基体金属的粗糙度、镀层晶粒的大小和取向、配位剂和添加剂的性质等。由“晶面定向理论”可知：镀层是否光亮取决于晶面在金属表面的定向，仅当晶体的每一个晶面都是有规则地取平行于基体平面的方向，光才能被全反射而得到镜面光亮的镀层。由于金属表面的不均匀性，沉积速率较大的晶面同时也是光亮剂分子优先吸附的位置，而且光亮剂对金属电沉积有阻化作用。当镀槽中有机杂质和光亮剂过多时，沉积速率变慢，析氢速率增大，有机杂质被夹杂在镀层中，影响镀层的排列结构，晶面结构变得错乱无序。随着电镀过程的进行，镀层厚度增加，夹杂在镀层中的有机杂质也逐渐增加，镀层的晶面定向排列受到影响从而造成镀层发黑。施镀15 min左右镀层光亮，是因为镀层较薄，夹杂在镀层中的有机杂质较少;随着电镀时间的增加，镀层厚度不断增加，夹杂在镀层中的有机杂质也逐渐增多，严重影响镀层的晶面定向排列结构，从而造成镀层变黑。

    3 结语

    当故障出现时，对一个问题要有多方面的考虑。首先应该做试验，包括分析镀液成分及镀液中杂质的质量浓度，逐一排除可疑的因素。在确定故障原因后，寻找较经济的解决方案。平时应加强对镀液的维护，使镀液性能保持良好，才可避免此类故障的发生，确保产品的质量。

    

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