氯化物锌铁合金镀液组成及工艺条件

表1-4 氯化物Zn-Fe 合金镀液组成及工艺条件

    （1）氯化锌（ZnCl₂）

    ZnCl₂是主盐，它是合金镀层中辞的来源，其浓度可在一定范围内变化。最主要的是在镀液中锌离子和铁离子要保持一定的比例，这样才能保持镀层中合金成分的比例。

    （2）硫酸亚铁

    它是另一种主盐，其在镀液中的含量，直接影响镀层中的含铁量，见图1-5。
    
    从图1-5中看到，铁盐浓度决定着镀层铁含量，镀层铁含量又决定着镀层防护性能，因此控制铁盐浓度至关重要，作为铁盐的硫酸亚铁，有工业级和化学试剂两种，前者杂质多，影响底层质量不宜应用，试剂纯度高，价格适中，用量也不大。从应用实践看，由于铁含量0.8%以下，铁与锌阳极悬挂之比，难于准确计算挂入，加之以钢铁件为主要电镀基体，酸洗清洗不净所带入镀液的Fe²⁺也逐步蓄积增多，有鉴于此，Zn-Fe合金镀液只挂锌阳极不挂铁阳极，只有镀钢管等长型件，管内壁才挂条形铁的辅助阳极，这样铁盐的补加，通过含量分析，以硫酸亚铁（试剂）补加以保持在工艺范围。

    （3）氯化钟（KCI）或精制盐（NaCI）

    它们是导电盐。含量高，导电性能就好，分散能力和深镀能力得到改善；含量低，导电性差，并使槽电压升高，阴极电流密度变窄，光亮度降低。电流稍大镀层容易烧焦，应控制在工艺范围。

    精制食盐在导电性能同氯化钟的比较如下。当量电导（H）：钠盐126.450/cm，钟盐149.84Ω/cm,钟盐高于23.390/cm;离子半径钠盐0.95A (1A=10-10m),钟盐1.33A, 钟盐大于0.38A，离子半径越小，形成的晶粒越细，镀层致密性越好，防护性能更优异。总之各有千秋，镀层质量无甚差异，只是生产成本钠盐明显低于钟盐，有利于企业经济效益。
    （4）柠檬酸钠(NaC₆H₅O₇)

    柠檬酸钠是常用的络合剂，当与某种金属离子形成络合离子后，能使金属离子处于稳定状态，因此也称稳定剂。本工艺作为主盐之一的Fe盐，化合价有二价和三价之分，即Fe²⁺与Fe³⁺， Fe²⁺是电沉积金属铁，Fe³⁺系杂质，当柠檬酸根与Fe²⁺络合后，可以稳定Fe²⁺，抑制其不氧化为Fe³⁺。一旦氧化成Fe³⁺易生成氢氧化铁沉淀，导致镀层粗糙、毛刺，严重时镀液呈砖红色、浑浊，影响正常生产。另外本工艺还有一种络合剂，即抗坏血酸（试剂），它与Fe²⁺络合后，起着双重作用。一是稳定作用，保持Fe²⁺的稳定性，不易被氧化为Fe³⁺；二是还原作用，一旦氧化成Fe³⁺，它能将Fe³⁺还原为Fe²⁺，在还原过程中自身也相应要消耗。由于分析纯的抗坏血酸价格贵，所以又增加了柠檬酸钠来稳定Fe²⁺，它的价格是抗坏血酸1/20。只有溶液中氧化剂如O₂增多，稳定剂随之消耗而失去稳定被氧化为Fe³⁺时，才加入抗坏血酸（C₆H₈O₆），将其还原为Fe²⁺，这是出于降低生产成本考虑的。

    （5）稳定剂

    表1-4中工艺2中的稳定剂虽未标明何种类型络合剂的化合物，但其主要作用是稳定镀液中的Fe²⁺，抑制其氧化为Fe³⁺，否则Fe³⁺增多后，易生成氢氧化铁沉淀，会出现镀层粗糙、毛刺、外观光亮度降低等现象，严重时镀液呈砖红色、浑浊，甚至无法生产。通常使用的稳定剂有两类，一类是还原剂，使两价铁离子不被氧化；另一类是铁离子的络合剂，稳定剂的影响，见图1-6。

    （6）添加剂

    表1-4中配方2的添加剂是由芳香羧酸醛类缩聚而成，具有光亮和整平的作用。添加剂对镀层中铁含量的影响见图1-7。

    （7） ZF-A、 ZF、 ZF-B 三种光亮添加剂

    此三种光亮添加剂，均由医药级、食品级、生物制剂与表面活性剂等化合物分别浓缩而成。

    ZF-A开缸剂，也称柔软剂或走位剂。主要提高镀液分散能力与深镀能力，走位性能好。同时还是辅助光亮剂，能进一步提高镀层光亮度。电镀时因分散能力差，导致镀层发灰发雾，或深镀能力差，工件低凹部位或盲孔等不能全部镀上时，适量补加开缸剂便可清除，如未消除，则系导电盐低，适量补加以提高导电性能来消除。

    ZF光亮剂主要提高镀层光亮度与整平性，出光速度快，3～5min镀层全光亮，色泽均匀。

    ZF-B 调整剂,在阴极表面吸附均匀,有助于提高阴极极化，使镀层结晶更加细致光亮，同时还能掩蔽铜铅杂质，延长镀液净化周期，以勤加少加为好。

    （8） pH值

    镀液pH值保持在4~5之间最稳定,pH值升高,容易生成氢氧化铁，影响镀液稳定和镀层性能。在镀液中图pH值的影响见图1-8。

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