鋅及鋅合金電鍍綜述要點

1、鋅及鋅合金電鍍綜述(江蘇理工學(xué)院 12110101 ) 摘要：本文綜述了鋅及鋅合金電鍍的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 首先介紹了鋅電鍍的應(yīng)用 及其工藝影響因素； 再對幾種常用的鋅合金電鍍作了簡要介紹， 其中重點介紹了 應(yīng)用最廣泛的Zn-Al合金，Zn-Ni合金的國內(nèi)外現(xiàn)狀及電鍍原理；最后對鋅及鋅合 金電鍍的應(yīng)用提出了展望。關(guān)鍵詞： 鋅電鍍；鋅合金；工藝影響因素；國內(nèi)外現(xiàn)狀Zinc and Zinc alloy plating reviewDing Lihong(Jiangsu Institute of Technology 12110101)Abstract: This paper reviews the

2、 research status of zinc and zinc alloy electroplating at home and abroad. First introduces the influence factors and application technology of zinc plating of zinc alloy plating; several are briefly introduced in this paper, which focuses on the Zn-Al alloy widely used at home and abroad, the statu

3、s and principles of electroplating Zn-Ni alloy; finally on zinc and zinc alloy plating should be looking for presents.Keywords: zinc plating; zinc alloy; effect factors; the status quo at home and abroad1 前言長期以來，鋅及鋅合金主要是用做防護(hù)性鍍層，鋅的礦物儲量在全球居第三 位，僅次于鋁和銅。 2 金屬鋅防腐性能好，很大一部分用于金屬防腐的噴鍍、 熱浸鍍和犧牲陽極上。鋅合金熔點低，鑄造、機(jī)械

4、加工性能好，可用于各種機(jī)械 制造。鋅合金摩擦系數(shù)小，對油親合好，機(jī)械性能優(yōu)異，可作為耐磨材料（如軸瓦）和青銅替代材料。鋅鋁阻尼合金能降低工業(yè)噪音和減輕機(jī)械振動。鋅合金還 具有極好的超塑性和超高強(qiáng)度。 因此，鍍鋅工藝一直是國內(nèi)外長期以來研究的熱 門課題。與其他金屬相比， 鋅是相對便宜而又易鍍覆的一種金屬， 屬低值防蝕電 鍍層，被廣泛用于保護(hù)鋼鐵件，特別是防止大氣腐蝕，并用于裝飾1 。為進(jìn)一步提高其耐蝕性，人們提出了在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上改善鍍層質(zhì)量的新技術(shù)，如： 鍍鋅、Zn-AI合金電鍍、Zn-Ni合金電鍍、Zn-Fe合金電鍍、Zn-Co合金電鍍、Zn-Mn 合金電鍍等。下面對鋅及鋅合金電鍍的國內(nèi)外

5、研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。 32 鋅電鍍21 概念 電鍍鋅也叫冷鍍鋅， 是利用電解設(shè)備將工件經(jīng)過除油、 酸洗后放入成分為鋅 鹽的溶液中， 并連接電解設(shè)備的負(fù)極； 在工件的對面放置鋅板連接在電解設(shè)備的 正極，接通電源，利用電流從正極向負(fù)極的定向移動， 就會在工件上沉積一層鋅。 利用的是電解， 在制件表面形成均勻、 致密、結(jié)合良好的金屬或合金沉積層的過 程。22 應(yīng)用 羅耀宗比較了常見鍍鋅液的性能， 討論了氰化鍍鋅、 堿性鋅酸鹽鍍鋅和氯化 鉀鍍鋅工藝的優(yōu)缺點， 表述了其深鍍能力、 分散能力及后處理效果， 同時概述了 其對工藝設(shè)備及環(huán)保的要求，并建議在選擇工藝時，應(yīng)根據(jù)鍍件材質(zhì)、形狀、鍍 層要求及工藝的性能

6、特點等綜合因素來考慮。 4王朝銘 5針對使用鋅錠熱溶澆注成的鋅塊陽極存在質(zhì)量差、鍍件上易附著 鋅粒子、鋅板一次利用率低、損耗大、操作強(qiáng)度大等缺陷，提出采用把鋅錠裝入 特制鐵藍(lán)中并吊掛于鍍槽中作為陽極使用， 這樣可增大陽極與陰極的面積比。 為 控制鋅的溶解速度，往往還需要同時掛入石墨板。這樣的鋅陽極具有如下優(yōu)點： 鋅的溶解特性好； 陽極成本較低； 鋅錠的一次利用率高。 王朝銘等人后來還介紹 了氯化鉀鍍鋅工藝的應(yīng)用情況， 采用自行研制的添加劑， 得到了分散能力及覆蓋 能力好、電流密度及溫度范圍寬的氯化鉀鍍鋅液， 且其鍍層與基體結(jié)合良好， 電 流效率高，尤其是鍍層經(jīng)除氫處理后基本不變色，零件不產(chǎn)生氫

7、脆，因此，該工 藝適應(yīng)于彈性件、 高低碳鋼件、 鑄鋼零件的電鍍， 也適應(yīng)于外形復(fù)雜的其它鋼鐵 件。6曹瑩等人提出在硫酸鹽電鍍鋅鍍液中添加硫酸鈷可使鋅鍍層的晶粒細(xì)化， 達(dá)到80 Bin左右，成為納米晶鍍層，該鍍層的耐蝕性明顯優(yōu)于普通鋅鍍層。72.3 電鍍鋅工藝影響因素2.3.1 電流密度對鍍鋅品質(zhì)的影響 電流密度對鍍鋅產(chǎn)品的外觀和耐蝕都有重要的影響。范永哲 8 等人通過塔菲爾曲線的測量，研究了高密度電流 （300 A/dm2）下鍍層的耐蝕性。結(jié)果表明： 采用高電流密度進(jìn)行電鍍，其電鍍層的腐蝕電位隨電流密度的增大而提高 （最高 可達(dá) 0.845 V） 腐蝕速率降低，耐蝕性增強(qiáng)。2.3.2 不同體系

8、鍍液對鍍鋅品質(zhì)的影響除電流之外， 體系鍍液是影響鍍鋅品質(zhì)好壞的另外一個非常重要的因素。 不 同的體系不但要考慮濃度的配比，還要考慮適量的溫度， pH 值的大小等等。目 前，國內(nèi)按電鍍?nèi)芤悍诸悾煞譃樗拇箢?9 ：氰化物鍍鋅、鋅酸鹽鍍鋅、氯化 物鍍鋅、硫酸鹽鍍鋅。2.3.3 引入新材料對鍍鋅工藝的影響所謂新材料鍍鋅， 就是指伴隨材料發(fā)的展出現(xiàn)的一些新材料的鍍鋅方法。 比 如各種合金、納米結(jié)構(gòu)的鋅。曹瑩等人 10-11 提出在硫酸鹽電鍍鋅鍍液中添加 硫酸鉆可使鋅鍍層的晶粒細(xì)化，達(dá)到80 nm左右,成為納米晶鍍層，該鍍層的耐蝕 性明顯優(yōu)于普通鋅鍍層。Kh.Sabei 等人研究了在含有聚丙烯酞胺和硫脈

9、添加劑的鍍鋅液中 , 脈沖峰 值電流（Jp）對鋅沉積層晶粒尺寸、表面與劑面形貌、顯微硬度及鋅的擇優(yōu)取向 的影響。如圖 2 所示。 12【*)0.4(b) Jpi 0.8 mF(r) Jp3 L2 iVqiw2 (d) Jp* 16 A/cnr圖2脈沖峰值電流對鋅沉積層晶粒尺寸及表面形貌的影響合金方面的研究也是層出不窮，起關(guān)鍵作用的就是配置鈍化液。蔣彤雅等13 采用了新的鈍化液配方及相應(yīng)的工藝對鋅-鎳合金進(jìn)行鈍化處理。得到了鋅-鎳合 金鍍液的維護(hù)方法，性能測試顯示產(chǎn)品具有鍍層結(jié)晶細(xì)致、均勻,耐蝕能力明顯得 到了提高。張蕾等【14】對釹鐵硼磁材因其特殊的疏松和多孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致抗蝕性能差， 表面鍍覆又

10、會引起磁性能降低。為提高其耐蝕性，降低磁損失，采用新型工藝進(jìn)行 表面處理,包括前處理工藝、電鍍 Zn- Ni合金和后處理工藝。性能測試表明：該 工藝極大地提高了釹鐵硼表面處理后的耐蝕能力，同時又降低了磁損失。3鋅合金電鍍3.1 Zn-Al合金電鍍3.1.1國外研究現(xiàn)狀鋅鋁合金鍍層材料的研究始于上世紀(jì)60年代，美國的伯利恒鋼鐵公司對1%80%各種鋅鋁合金層進(jìn)行大氣暴露試驗，研究結(jié)果表明14, 15, Al含量在4%10%時，鍍層具有較高的耐蝕性；Al含量在15%25%時耐蝕性下降；以后隨Al含量增加，耐蝕性逐漸增大，并且 Al含量為55%寸，鋅鋁合金層具有很好的電化學(xué)保護(hù)作用。將55%Al 43

11、 . 4%Zn 1 . 6% Si的合金鍍層材料命名為Galvalume。此后，國際鉛鋅協(xié)會組織(ILZRO)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行研制 開發(fā)，并于1985年開發(fā)出一種新產(chǎn)品，組成為5%Al - Zn,并含有0. 1%的鈰、 鑭混合稀土元素，命名為Gal fan 16。2000年，NKK和NKK鋼板&帶鋼公司 聯(lián)手開發(fā)出高耐蝕性“SuperGenius” 超特質(zhì))的Galvalume( 55%Al Zn)第 一代彩涂鋼板， 其耐蝕性是其它鋼板的兩倍， 尤其是對有彎曲和成型加工要求的 鋼板，其優(yōu)勢更為突出。加拿大的 Comico 公司開發(fā)出 Zn23% Al0.3%Si 鍍 層材料，非常適合于螺栓緊固件

12、等的熱浸鍍17。上世紀(jì) 90 年代，日本的新日鐵公司在以前研究的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整Al含量，添加Mg研究開發(fā)出耐腐蝕性 能更強(qiáng)的鍍層合金材料ZAM成分為Zn 6Al 3Mg的合金18;在Zn 0.2AI 成分體系中添加0.5Mg成功開發(fā)出DAMAZINC勺鍍層產(chǎn)品19;在Gal fan的基 礎(chǔ)上添加Mg獲得Zn 5%Al Mg產(chǎn)品，并命名為Super-Zine; 20 世紀(jì)初，新 日鐵公司再往鍍層中添加Mg Si，成功開發(fā)出SuperDyma鍍層產(chǎn)品，其成分為 Zn11% Al3% Mg0.3Si20。3.1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀目前，國內(nèi)的鋅鋁鍍層產(chǎn)品以熱鍍鋅 Zn 0.2Al 為主，通過添加少量

13、的 Al 抑 制Zr與Fe的反應(yīng)。杜鵬翔、李華飛等21研究了稀土元素對Zn 55%Al鍍層 的耐腐蝕性能及高溫性能的影響， 認(rèn)為適量的添加稀土可改善鍍層結(jié)構(gòu)與耐腐蝕 性能。株洲冶煉集團(tuán)于 1976 年開發(fā)出 ZnAlPb 三元合金， 滿足了武鋼熱鍍鋅 的需要，2003年研發(fā)成功的鋁鋅硅熱鍍合金RA填補(bǔ)了國內(nèi)空白，在國內(nèi)首次 大規(guī)模生產(chǎn)并成功應(yīng)用在國內(nèi)第一家鋁鋅硅熱鍍合金帶鋼熱鍍生產(chǎn)線上， 并且研 發(fā)出Galfan合金用于鋼絲繩的生產(chǎn)。寶鋼冷軋3#熱鍍鋅生產(chǎn)線具備20萬t/a55% 高鋁鋅合金鍍層鋼板的生產(chǎn)能力， 一半產(chǎn)品為裸板， 一半產(chǎn)品供冷軋 2#彩涂機(jī)組 作為彩涂原板22。國內(nèi)能生產(chǎn)55%

14、 鋁鋅合金鍍層材料的還有唐鋼、鞍鋼、武 鋼、馬鋼、首鋼、攀鋼等；國內(nèi)的Gal fan產(chǎn)品主要以熱浸鍍鋼絲為主，部分生 產(chǎn)廠通過購買專利技術(shù)許可證的方式進(jìn)行生產(chǎn)，其它生產(chǎn)廠自主成功研發(fā) Gal fan 產(chǎn)品，但產(chǎn)品銷路受到限制。鋼鐵研究總院、寶鋼、鞍鋼等研究機(jī)構(gòu)正在對 ZnAlMg 鍍層材料的工藝技術(shù)、鍍層防腐機(jī)理等進(jìn)行研究，并取得了很大進(jìn) 展。3.1.3 鋅鋁合金性能Al元素在熱鍍鋅中起著關(guān)鍵的作用,當(dāng)鋅浴中含鋁為0.005% 0.020%時， 可顯著提高鍍層光亮性 , 減少鋅浴表面氧化 , 當(dāng)鋅浴中鋁含量 0.15%時, 在鐵 基上形成一層連續(xù)的Fe2AI5相層,抑制Fe-Zn合金相層的反應(yīng)

15、及生長,使鍍層 減薄且粘附性良好。目前發(fā)展比較成熟的 Zn- Al 合金鍍層主要有三類 , 它們是 美國伯利恒鋼鐵公司開發(fā)的 Galvalume( 55% Al - 43.4% Zn - 1.6% Si)、國 際鉛鋅組織 (ILZRO) 開發(fā)的 Gal fan( Zn-5%Al-0.1%RE) 和日本新日鐵開發(fā)的 SuperDyma其中以高鋁的Galvalume合金鍍層最為重要。Galvalume 合金的組成為 55%Al、43.4% Zn、1.6%Si，熔點 580 C。合金熱 浸鍍層的組織為兩層結(jié)構(gòu)，外層為 AlZn 合金層，化學(xué)成分大致與鍍液相同， 其組織由二相組成，其一為樹枝狀的富 A

16、l 固溶體，形成微細(xì)的網(wǎng)絡(luò)，另一相為 分布其網(wǎng)絡(luò)組織中的枝晶間富Zn偽共晶體。鍍層的內(nèi)層則為Al -Zn- Fe金屬間 化合物，鍍層中加入少量的 Si 目的在于適當(dāng)限制這一脆性層的生長。 Galvalume 合金鍍層具有良好的抗腐蝕性， 在大氣腐蝕環(huán)境中， 耐蝕性比同厚度的鍍鋅板高 26倍，與鍍鋁層相當(dāng)，有良好的耐切口腐蝕性能，并具備陰極保護(hù)的能力。 Galvalume合金鍍層具有較好的抗高溫氧化性能，可在300 C的工作環(huán)境下長期 使用和在500600 C高溫環(huán)境下短期使用，且鍍層表面花紋美觀，而純鋅鍍層 一般限于常溫下使用， 普通鍍鋅層最高工作溫度是 230 C。 Galvalume 合金

17、鍍層 具有較好的熱輻射反射性， 在相同的暴曬條件下， 鍍鋅板熱輻射反射能力降至 5% 時，而 Galvanlum 可高達(dá) 55%，同時具有比鍍鋅板更好的涂覆性能，更適合作涂 層板的原板， 但鍍層的粘附性不如熱鍍鋅板， 成型性較差， 焊接性也不如鍍鋅鋼 板。 23Galfan 鍍層鋼板生產(chǎn)工藝流程與熱鍍鋅鋼板基本相同，但在熱浸鍍溫度、 鍍后冷卻速度、帶速等工藝參數(shù)上存在一定的差別。 Galfan 合金的熔點低，熱 浸鍍時鍍液溫度較低，比熱鍍純鋅低 20 C。合金層厚度隨浸鍍溫度的升高和浸 鍍時間的延長而增大，在浸鍍初期，F(xiàn)e Al合金層生長最快，隨著時間延長，F(xiàn)e -Al合金層的生長速度迅速降低

18、。在正常鍍鋅時間內(nèi)，E相的產(chǎn)生會使鍍層的塑性變差。因此，在保證鍍層性能滿足要求的情況下， 應(yīng)盡量縮短鍍鋅時間 18。 鍍層出鋅鍋后要進(jìn)行快速冷卻， 冷卻速度要控制在 30 C /s 或更快才能使鍍層獲 得理想的片狀共晶組織。生產(chǎn)過程中，達(dá)到所要求的鍍層面質(zhì)量有困難， 一般需要比熱鍍鋅更快的生產(chǎn)線速度 24。SuperDyma 合金的組成為 Zn11%Al3%M，g 并添加微量的 Si ，其鍍層表面 由枝晶、塊狀晶以及針狀組織組成，截面由柱狀晶組成。SuperDyma合金的耐腐 蝕性是熱浸鍍鋅鋼板的15倍，熱浸鍍鋅Galfan鋼板的68倍，鹽霧、循環(huán)腐蝕 等試驗證明鍍層中 Al 、 Mg、 Si

19、 的復(fù)合添加大大提高了其耐腐蝕性能。 Super Dyma 合金具有較好的抗刮擦性能，其表面硬度接近140 HV是熱鍍鋅鍍層表面硬度的 3倍左右。3.2 Zn-Ni 合金電鍍近年來，電鍍Zn Ni合金仍是電鍍鋅基合金研究的熱點。 國內(nèi)人們主要探討 了工藝條件對鍍層組成的影響、連續(xù)電鍍技術(shù)、彩色鈍化等工藝問題以及 Cl-1對 鋅轉(zhuǎn)移電流密度的影響、氫的共沉積等沉積機(jī)理方面的問題。 1Zn Ni合金電鍍常用配體有多胺類、烷醇胺類、氨基羧酸鹽、含氧羧酸鹽、 多元醇類等； 常用光亮劑包括有機(jī)化合物和無機(jī)化合物兩類，有機(jī)化合物主要是胺類與環(huán)氧類化合物的縮合物、 芳香醛類等， 無機(jī)化合物主要是氧化碲、 亞

20、硒酸 及其鹽、碲酸及其鹽。 黃敬東等人介紹了 Zn-Ni 合金鍍液的類型和各自的優(yōu)缺點， 報道了堿性Zn-Ni合金鍍液的主要成分及工藝，總結(jié)了所用配體和光亮劑的類型 及作用，討論了光亮劑的光亮機(jī)理以及Zn、Ni共沉積機(jī)理。歐雪梅等人研究了電 沉積工藝對鋅鎳合金鍍層鎳含量的影響。 結(jié)果表明：溫度上升，鍍層含鎳量提高； 一定溫度下，添加劑含量在一定范圍內(nèi)變化對鍍層組成影響不大， 但添加量過高， 鍍層含鎳量下降；導(dǎo)電鹽對鍍層組成影響較?。诲円翰缓砑觿r，pH值影響小， 含有添加劑時，pHfi降低則鍍層含鎳量下降。又有人研究了鋅鎳合金鍍層的彩色 鈍化膜的性能，采用含鉻酐、硫酸和其它無機(jī)酸的鈍化液，在

21、pHfi為11. 45、T為3555C下鈍化，通過測定腐蝕電流和中性鹽霧實驗表明鈍化膜的耐蝕性是 電鍍鋅、熱鍍鋅鍍層的 4倍以上。該鈍化工藝適合于鍍層含鎳量為 6 17的 鋅鎳合金鍍層。 25賈慧慶26電鍍Zn -Ni合金的高氯化銨一弱酸性鍍液，探討了連續(xù)電鍍時鍍 速的控制等問題，其電鍍裝置如圖 3所示。后來又有人設(shè)計測定滲氫量的電解裝 置，如圖4。圖中電解池I用于電鍍，電解池U用于測定滲氫量。該方法能實時監(jiān) 控和評價鍍層的氫脆性能，最大滲氫電流 Jm與衰減曲線斜率k可用于評價鍍層的孔隙率。研究表明，氯化物一硫酸鹽鍍液和含有添加劑的氯化物鍍液，常溫下可 獲得氫脆性較低的Zn Ni合金鍍層。低碳

22、鋼板導(dǎo)向輯多？VA-f圖3連續(xù)電鍍裝置示意圖Zn Ni合金的共沉積由正常共沉積變?yōu)楫惓９渤练e時的電流稱為鋅轉(zhuǎn)移電流密度。在氯化物鍍液中，鋅移電流密度的大小與pH值基本無關(guān)，而在硫酸鹽鍍 液中，隨著pH值下降，鋅轉(zhuǎn)移電流密度增大。印仁和等人研究了 Zn Ni合金的共 沉積規(guī)律，結(jié)果表明，隨著鍍液中CI 一濃度的增加，鋅轉(zhuǎn)移電流密度增大。這是 因為Cr對M的沉積有催化作用，對H2的析出有抑制作用。27電解池1:劇解池n(a)電解池小意圖電解池I2記 錄DDZ-4 塑電鍍樓濂器|參數(shù)測試儀(N濱氯電圖圖4電鍍鋅鎳合金滲氫測量裝置目前實現(xiàn)了由傳統(tǒng)氯化鉀鍍鋅和堿性鋅酸鹽鍍鋅向電鍍 ZnNi合金鍍液的 轉(zhuǎn)

23、化。通過添加適量的緩沖劑和氯化鎳，可直接將氯化鉀鍍鋅液轉(zhuǎn)化成 Zn Ni 合金鍍液，該鍍液的電流密度范圍寬，分散能力、覆蓋能力比原氯化鉀鍍鋅液高， 鍍層組成受電流密度的影響較小， 鈍化比較容易， 鍍層光亮性比原來的鍍鋅層要 好得多。 對于堿性鋅酸鹽鍍鋅液， 通過加入硫酸鎳及其絡(luò)合劑， 補(bǔ)加合適的添加 劑，也很容易轉(zhuǎn)化為Zn Ni合金鍍液，且獲得的Zn Ni合金鍍層結(jié)晶細(xì)致、光亮， 容易進(jìn)行彩色鈍化。3.3 Zn-Fe 合金電鍍近來對于Zn-Fe合金電鍍，主要是關(guān)于其各種體系的工藝方面的研究，另外 對于電鍍Zn-Fe-P三元合金也有研究。有人研究了焦磷酸鹽體系電鍍鋅鐵合金工 藝，通過添加由醇類和

24、胺類及其衍生物合成的穩(wěn)定劑，可使鍍層光亮（銀白色，可起到防銀裝飾效果、致密、耐蝕性良好。氯化物體系電鍍Zn-Fe合金工藝鍍液的陰極電流效率深鍍能力、分散能力可 分別高達(dá) 98、 100 、 58 ，且當(dāng)黑色鈍化液由硫酸銅、鉻酐、甲酸鈉和助 黑劑等組成時，所得到的黑色鈍化膜黝黑光亮、細(xì)致、均勻，耐蝕性高 。 27曾祥德報道了影響氯化物電鍍鋅鐵合金工藝穩(wěn)定性的因素， 認(rèn)為pH值是關(guān)鍵 因素，必須將其控制在工藝規(guī)定的范圍內(nèi)， 為此需控制陽極及其電流密度， 減小 析氫量。陳國良等人運用Hui槽試驗、循環(huán)伏安實驗等方法，研究確定了硫酸鹽體系 電鍍Zn-Fe合金的光亮劑，該光亮劑具有高光亮度、高濁點的特點

25、，可使鍍層鐵 含量控制在 05左右， 且鍍層耐蝕性良好。 對酸性硫酸鹽體系電鍍低鐵含量的 光亮Zn-Fe合金鍍液與鍍層性質(zhì)研究表明，其陰極電流效率較高 （80 %87%）， 覆蓋能力和分散能力 （38）較低，鍍層結(jié)晶細(xì)致、 光亮平整， 可得到黝黑發(fā)亮的 黑色鈍化膜。 28, 29王云燕等人綜述了堿性鋅酸鹽電鍍Zn-Fe合金的工藝研究現(xiàn)狀，如絡(luò)合劑及 添加劑的發(fā)展、 添加劑的光亮作用機(jī)理、 添加劑的研究現(xiàn)狀及選擇標(biāo)準(zhǔn)等， 指出 了 Zn-Fe合金電鍍的發(fā)展前景。在此基礎(chǔ)上，他們還對其鍍液中各組分和工藝條 件對鍍層中鐵含量的影響進(jìn)行了研究， 從而得到了最佳鍍液組成和工藝條件， 其 鍍層含鐵量為0.

26、2 %0.8 %，且光亮、細(xì)致、平滑。研究還表明，Zn與 Fe的共沉積為異常共沉積，隨著鍍層含鐵量的提高，鍍層光亮度提高。 30, 313.4 Zn-Co 合金電鍍近兩年來，關(guān)于Zn-Co合金電鍍的研究報道較少，國內(nèi)未見相關(guān)報道，國外也僅有幾篇。脈沖電沉積可改善氯化物酸性電鍍 Zn-Co合金鍍層結(jié)合強(qiáng)度、降低 孔隙率，且其鍍層形貌取決于電沉積參數(shù)，與鍍層含鉆量無關(guān)。Gomez E等人研究了氯化物鍍液中在玻璃碳、銅、鎳基體上 Zn-Co合金的異常共沉積，結(jié)果表 明：基體可影響沉積初始階段與合金組成：在相同沉積條件下，相對于鎳、玻璃 碳、銅基體上更容易得到富鋅的沉積層； 攪拌下易發(fā)生異常共沉積；

27、在較負(fù)電位 下，合金中有大量氧化鋅存在，而較正電位下，合金鍍層保持多孔鉆結(jié)構(gòu)；低鉆 含量（3 %）時，合金鍍層為六邊形結(jié)構(gòu)呈扭曲的相， 而含C（量在4%10%時其 為多面體晶粒，類似于純鋅和Zn+Cobcc結(jié)構(gòu)的相。ChenP. Y.探討了電沉積Zn、 Zn-Co合金工藝。在電位為0. 15 V（vs. Zn）下，鎳電極上發(fā)生鉆的沉積，晶核按 擴(kuò)散控制生長形成三維晶核；電位為0. 10 V時，鉆上發(fā)生鋅的欠電位沉積； 電位低于-0.5 V時，晶核按擴(kuò)散與電化學(xué)混合控制生長，發(fā)生三維瞬間成核。32 3. 5 Zn-Mn合金電鍍硫脲可促進(jìn)錳的共沉積，可使Zn. Mr鍍層含錳量達(dá)70%80 %。Sy

28、lla D.等 人36研究了采用由MnC2、ZnC1、KCI、HBQ組成的鍍液在鋼鐵表面恒電位沉積 Zn. Mr合金及電位對其合金組成結(jié)構(gòu)的影響。電位為 1. 65 V（vs SCE）不攪拌 時，可得到單E相的Zn. Mn合金（約13% Mn）;降低電位或攪拌，鍍層含錳量減小。 當(dāng)含錳量為10.3 %（原子個數(shù)百分比）時，鍍層為hcp Zn . Mn E相和單斜晶系相； 含錳量為 34%（原子個數(shù)百分比 ）時鍍層為三相結(jié)構(gòu)， 由鋅與前面兩種相結(jié)構(gòu)組 成；當(dāng)錳含量較低 （原子個數(shù)百分比 11%）時，鍍層一般呈現(xiàn)花椰菜狀形貌 （如圖 5） 。 1 聚乙二醇添加劑可減小錳含量，抑制相的形成。 33(

29、Z = 2 A/dm2, t = 6() min)圖5 Zn-Mn電沉積層（Mn質(zhì)量百分比為15 % ）的掃描電鏡照片4展望電鍍鋅和鋅合金是鋼鐵的主要防護(hù)性鍍層 ，近幾年來，堿性鋅酸鹽鍍鋅及 低、中氰鍍鋅工藝有了改進(jìn)，主要是光亮劑有了一定提高，鍍層質(zhì)量有所改善。 弱酸性氯化物鍍鋅工藝進(jìn)步較快，光亮劑有所突破，應(yīng)用量逐年增加?？傊?，在 鍍鋅及鋅合金方面，繼續(xù)向著提高耐蝕性、裝飾多樣化、降低污染、降低成本等 方面進(jìn)一步發(fā)展。值得注意的是：近十年來，鋅合金的研究和應(yīng)用有異軍突起之勢，特別是 鋅與鐵族金屬形成的二元合金，由于該類合金具有良好的防護(hù)性/價格比、優(yōu)異 的耐蝕性和低氫脆等特性，已經(jīng)成為優(yōu)良的

30、代鎘鍍層（特別是鋅-鎳合金）。鋅 合金的研究和應(yīng)用，對提高防護(hù)層質(zhì)量、減薄鍍層、節(jié)約金屬、減少污染和降低 成本等都有重要意義。因此，鋅合金的開發(fā)、應(yīng)用與發(fā)展，已越來越受到人們的 青睞，已經(jīng)成為防護(hù)性鍍層發(fā)展的方向。34而且我國是全世界鋅礦存儲量最大的國家之一，鋅資源必將得到充分的應(yīng) 用，這無疑會帶動鋅及鋅合金的電鍍產(chǎn)業(yè)， 國家也會大力支持，鋅及鋅合金的電 鍍必將有突破性的進(jìn)展。參考文獻(xiàn)1 孫連超，田榮璋鋅及鋅合金物理冶金學(xué) M 長沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社， 1996.2 顧春雷，張偉強(qiáng)，金花子，吳杰 ，李鐵藩 ，熊天英 . 鋅及鋅鋁合金研究及 應(yīng)用現(xiàn)狀 J. 有色金屬， 2003,55(4).3

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