镀锌及其应用

镀锌——在金属和非金属制品表面镀上金属的方法 电解......经过这样的沉积，产品的表面获得 极好的耐腐蚀性，更漂亮的外观（装饰涂层），有时——更高的硬度，耐磨性。

如果在这种情况下，产品覆盖有非常薄的 (5 - 30 μm) 金属层，仅在极少数情况下（表面硬化）达到十分之一毫米，则此类工艺称为电镀涂层。

目前电镀应用广泛（镀铜、镀镍、镀铬、镀银、镀金、镀镉、镀锌、镀锡、镀铅）。

镀金、镀银、镀镍和镀铬主要用于装饰目的，同时这些镀层增加了抗腐蚀性。

铜主要用作镍或铬钢产品的中间层。保护金属与产品材料的良好附着力对于涂层的耐久性非常重要。锌合金和铬紧紧附着在钢材上，因此首先将后者软化，然后再涂上一层镍或铬到铜。

由于在某些情况下铬层不能防止腐蚀，因此还使用三层涂层（铜镍铬）。在产品上覆盖一层镍或铬，可在加热至 480 — 500 °C 时保护表面不被氧化。锌涂层广泛用于防腐蚀；在某些情况下，他们求助于镀镉。

镀铬和镀镍也用于提高表面的耐磨性，如印刷工业中的铅板。用镍、铬或铁覆盖一层铅板，可使其使用寿命提高10倍或更多。在这些情况下，应用的薄膜厚度应该更大（30-50 微米或更厚）。

施加层与基体金属的粘合强度不可替代的条件是后者表面的清洁度。因此，在电解之前，要小心地从产品中去除最小的污垢、氧化物和脂肪痕迹。为此，它们通常在碱的热溶液或有机溶剂（煤油、汽油）中脱脂。

为了去除氧化物和杂质，产品在硫酸或盐酸中蚀刻，并通过研磨和抛光获得光滑的表面。如果出于装饰原因需要获得光亮的表面，则在应用后重复最后的操作，因为卫浴产品通常是哑光的。

电解质的主要部分是应用金属的盐类。此外，为了提高电解液的导电性，常在其中引入酸或碱，使电解液呈酸性或碱性。在镀金和镀银过程中，有时在镀铜过程中，氰化物会被引入电解液中，从而使涂层与基体金属铝有更好的附着力。

通常，可溶性阳极以应用于阴极的金属条或棒的形式用于电镀工艺。在这种情况下，金属从阳极转移到阴极。然而，由不溶于给定电解质的金属或合金制成的阳极也被使用，例如，在镀铬中，由铅或铅锑合金制成。在这种情况下，金属在产品上分离是由于电解质和应用金属的盐必须系统地添加到电解质中。

镀锌是在由对所用电解液具有化学耐受性的材料制成的镀槽中进行的。大桶由钢制成，焊接而成，对于酸性溶液，它们从内部用橡胶、硬橡胶、乙烯基塑料绝缘或覆盖耐酸和耐热清漆。

待加工的工件通常安装在槽内的吊架上。对于在低电流密度 (0.01 — 0.1 A / cm2) 下进行的工艺，使用带有固定阴极的固定浴槽。

在高电流密度下（例如在镀铬中）使用连续浴，其中在涂层过程中产品从浴的一个边缘移动到另一边缘。这种浴通常配备有用于将电解液与压缩空气混合并进行过滤的装置。

在高产能下，使用配备多个浴槽的自动机器，其中不仅对产品本身进行涂层，而且还对它们的表面进行预处理（脱脂、蚀刻和漂洗）。在此类机器中，产品在台阶上水平和垂直移动，依次通过所有桶。

与所有电解工艺一样，电镀使用直流电，通常是低电压 (6 - 24 V)。该过程通过改变电流密度来调节，后者的值根据过程从镀金和镀银的百分之几A / dm2到镀铬的十分之一A / cm2变化。

随着电流密度的增加，单位时间内沉积的金属量增加，但当它超过一定值（每个过程都有它自己的值）时，镀层质量急剧恶化。镀锌槽由直流发电机或半导体转换器供电。

对于大多数电镀工艺，电流效率相对较高（从 100% 到 90%），对于一些工艺，例如镀金和某些类型的镀铜，电流效率降低到 70-60%。只有镀铬非常低（12%），因为在这个过程中，大部分消耗的电力都花在了副反应上。

近年来，已经进行了关于在电镀过程中使用交流电的实验。通常，交流分量叠加在直流电流上，交流分量的幅度大约是直流值的 2 倍。在镍、铜和锌涂层的生产中使用交流电可以提高其质量，特别是减少杂质对涂层的污染。

在某些情况下，当浴槽供应 50 赫兹的电流时，铜涂层是可能的。这可以通过电化学电池对交流电进行部分整流来解释，因此在浴电流中出现恒定分量。