电镀锌铬合金工艺

    锌可以和铬族金属（Cr、Mo、W）形成合金，在合金镀层中，铬族金属含量比较低，但对镀层的特性影响比较大，特别是能较大程度的提高镀层的耐蚀性。锌和铬的标准电极电位分别为φ_zn／zn^2＋＝-0.762V和φ_Cr/Cr^3＋＝-0.71V，两者电极电位相差不太大，所以可以在简单盐镀液中能够得到共沉积。镀液所用的主盐，通常使用金属锌和铬的氯化物和硫酸盐，由于六价铬毒性大，一般采用三价铬盐。导电盐一般加入氯化物或硫酸盐，也有的加入适量的有机盐，缓冲剂可加入硼酸，为了使镀层能有比较好的外观，可选择加入适量的光亮剂。目前研究使用的锌铬合金镀层有两种类型：一种含铬量比较低，仅几十个ppm，阳极采用单一锌阳极即可，维护比较简单；另一种含铬量比较高，大致4％～8％范围内，耐蚀性高于低含量的。含低铬量的锌铬合金镀层耐蚀性，虽然不如含高铬的，但容易进行铬酸盐钝化处理，耐蚀性也得到明显提高，总之，锌铬合金镀层都比锌层好。

(1)锌铬合金镀液组成及工艺条件（见表1-51）

                                                       表1-51    锌铬合金镀液组成及工艺条件

    电镀锌铬合金镀层，属于阳极性镀层，耐蚀性比锌镀层高。含铬量低（100ppm～500ppm）的合金镀层，外观似光亮镀锌层，容易进行铬酸盐钝化处理，采用锌镀层使用的低铬钝化液，即能得到良好的钝化膜层，经过铬酸盐钝化处理的锌铬合金镀层，可使耐蚀性进一步明显提高。含铬量较高（4％～8％）的锌铬合金镀层，耐蚀性最高，但钝化比较困难（见图1-66)。
    国外，主要从考虑环保出发，研究采用其它氧化剂来代替铬酸盐，已取得成功，并取得良好的效果。

    如使用高锰酸钾（KMnO₄）或过硫酸盐（MeS₂O₈）钝化工艺。以高锰酸钾钝化工艺为例，首先将锌铬合金在3％的硝酸溶液中出光10s之后，在高锰酸钾溶液中钝化处理，工艺参数为pH＝1.5～1.8，T＝25℃，清洗后，60℃烘干，得到较好效果。高锰酸钾钝化的主要反应如下：

    Zn+ZH⁺→Zn²⁺+H₂

    5Cr+3MnO^-₄+24H⁺→5Cr³⁺+3Mn²⁺+12H₂O

    10Cr³⁺+6MnO^-₄+11H₂O→5Cr₂O^-₇+6Mn²⁺+22H⁺

    反应得到钝化膜，主要成分仍然是铬酸盐。含铬2％的合金钝化膜色淡，含铬6％的合金为彩虹色，含铬8％的为深彩虹色，含铬高于8％的合金钝化很困难。锌铬合金镀层的耐蚀性大约是锌镀层的1.5倍，该类合金多作为组合镀层的镀层使用，或作为光亮的高耐蚀性表面镀层。

(2)锌铬合金镀层的钝化工艺

    锌铬合金镀层的铬酸盐钝化处理，含低铬的锌铬合金镀层，可采用镀锌用的高铬、低铬彩色钝化工艺，并能得到美丽的彩虹色钝化膜。

    ①高铬钝化工艺
    铬酐（CrO₃）        200g/L        温度            室温
    硝酸（HNO₃）     200mL/L      时间          10~20s
    硫酸（H₂SO₄）    200mL/L

    钝化后，在空气中停留10s，然后冲洗，吹干。
    ②低铬钝化工艺

    铬酐（CrO₃）         5g/L         pH值         0.8~1.4
    硝酸（HNO₃）     3mL/L         温度            室温
    硫酸（H₂SO₄）  0.5mL/L        时间           5~10s
冰醋酸（CH₃COOH）5mL/L

    低铬钝化后，需经老化处理，以提高钝化膜的硬度、耐磨性和耐蚀性。老化温度一般为65℃±5℃，时间为15～20min。

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