慧聰表面處理網訊：電鍍實用技術指導手冊目錄
第一章．前言
第二章．氯化鉀鍍鋅簡介
第三章．鋅酸鹽鍍鋅簡介
第四章．鍍鋅三價鉻鈍化劑簡介
第五章．實驗室的建立
第六章．鍍鋅槽液的化學分析
第七章．常見故障及解決方法（上）
第八章．日常維護
第九章．案例分析
第十章．吉之美鍍鋅及鈍化產品簡介
以下為正文
第七章 常見故障及解決方法（下）
鹼性鍍鋅問題及處理方法
一．低電流密度區出現黑色或灰色鍍層
1．原因分析
鉛離子汙染：當鍍鋅液中鉛離子的含量超過15mg／L時，鍍液的分散能力下降，鍍層經稀硝酸出光後會出現黑色或灰色條紋。鉛離子主要是由劣質鋅陽極帶人的，為防止鉛的汙染，鋅陽極需用0#鋅。
鐵離子汙染：鍍液中鐵離子含量高達50mg／L，如鐵離子含量進一步提高，鍍液就會出現膠體絮狀物，鍍層鈍化後會出現紫藍色，而且鍍層容易出現氣泡。鐵離子主要是由劣質氫氧化鈉或工件帶人。因此，要選用白色片鹼，帶赤色的氫氧化鈉絕對不可用，工件進入鍍槽前應徹底清洗。為調解陰、陽極面積比例，應當使用鎳板或鍍鎳鐵板作為陽極。
銅離子汙染：鍍液中銅離子含量高達20mg／L時，得到的鍍鋅層粗糙，光亮度降低，且光亮電流密度範圍隨銅離子含量的增加而逐漸縮小。銅離子主要是由掛勾和洗刷導電銅槓時帶入的。
鋅粉處理：取l～3g／L鋅粉，在劇烈攪拌下緩慢加入鍍液中，使之與重金屬離子發生置換反應，加完後繼續攪拌20min，靜止2h後進行過濾，靜置時間不宜過長，否則失去處理意義。
低電流電解處理：取鍍鎳鐵板數塊作陰極(面積宜大些)，以0．1～0．2A／dm2的電流密度進行電解處理，處理時間視試鍍後情況而定。使用過的鍍鎳鐵板表面的黑色鍍層必須在酸中退除，然後方可作陽極使用。該方法的優點是：操作簡便，不損耗鍍液。
二．鑄鐵零件較難沉積上鍍鋅層
1．原因分析
鑄鐵是含碳量高達2％(質量分數)以上的鐵碳合金，材料中的碳只有少量與鐵形成固溶體，大多以石墨或滲碳體的形式存在，由於石墨會降低氫的析出電位，從而阻礙了鋅的沉積，另一方面鑄鐵件表面粗糙，含大量縮孔、氣孔和砂眼，孔隙率也高，有些工件表面未經加工，覆蓋有氧化皮，或經過酸洗而造成過腐蝕，則導致析氫更嚴重，從而造成鋅離子的陰極還原沉積更困難。
2．解決方法
一般採用兩步法電鍍，即先在氯化鉀鍍鋅溶液中電鍍5-10分鐘，待析出的氫氣泡大大減少後，再轉入鋅酸鹽鍍鋅溶液中加厚。
三．鍍層呈海綿狀
1．原因分析
當鋅酸鹽鍍鋅液中添加劑含量不足時，有可能造成鍍鋅層結晶粗糙，因為鋅酸鹽鍍鋅的添加劑多屬表面活性劑，在電沉積過程中，添加劑在很寬的電位範圍內吸附，從而減緩鍍液中鋅離子的放電步驟，提高了陰極極化，使鍍鋅層結晶細緻、光亮。
2．解決方法
鍍液中添加劑含量一般是根據生產過程中鍍層的質量，憑經驗或者霍爾槽試驗添加。添加劑不宜過量加入，否則會出現鍍層發花，鈍化膜發霧，鍍層起泡，脆性增大，鍍層易變色，結合力降低等故障。
四．鍍層結合力差
1．原因分析
出現鍍層結合力差的原因可能有很多，而且可能是一種情況影響的結果，也可能是多種情況交互在一起引起的。
1）添加劑添加過量：一般情況下鋅酸鹽鍍鋅層的光亮度稍遜於氯化鉀鍍鋅層，有時為了獲得更光亮的鍍層，就靠多加光亮劑來彌補，結果鍍層不但達不到預想的光亮度。而且造成鍍層的結合力受到嚴重影響。
2）工件鍍前在鍍槽中停留時間過長：有人認為鋅酸鹽鍍鋅溶液是鹼性的，把經過前處理的工件掛在鍍槽中，待聚夠一槽後再送電施鍍，這樣工件易產生表面鈍化，從而影響到鍍層的結合力。
3）鍍層過厚：對於鍍鋅來說，鍍層過厚，鍍層的內應力和脆性增大，工件邊緣部位的鍍層出現氣泡，脫皮。所以一般鍍層厚度宜控制在20μm以內。
4）鍍液表面浮有油汙：工件入槽後被鍍液表面的油汙和光亮劑分解物組成的汙物所包圍。從而引起鍍層脫皮。
5）工件除油不徹底：有人認為鋅酸鹽鍍鋅是鹼性的，必定有除油能力，前處理可以馬虎一點。鍍液雖是鹼性的，但當有油汙的工件入槽後，在其與鹼性物質起作用之前，鋅離子即搶先放電析出，鋅層沉積在薄層油膜上，結合力降低。
2．解決方法
針對上述原因分析，對於鍍層結合力的故障就可以採取相應措施，例如控制鍍液中添加劑、光亮劑含量；控制工件在鍍槽中不能停留過久；加強零件的鍍前處理，保持清潔乾淨的零件表面；同時注意鍍液表面的潔淨，隨時吸除鍍液表面的油汙等。
五．沉積速度慢
1．原因分析
出現鍍鋅層沉積速度慢的原因也有很多，如果考慮到實際操作上的各種因素，其原因可能有：前處理不徹底，工件表面覆蓋有氧化膜，影響了鋅離子的正常沉積；零件導電不良，電流在導線上有消耗，分配到工件表面的電流過小；高碳鋼、鑄鐵等零件表面含碳量高，降低氫的析出電位，使得工件表面析氫加速，造成電流效率降低；零件綁紮過密，鍍鋅時工件局部遭到屏蔽而導致鍍層過薄；鍍液的溫度偏低，不允許使用正常的電流密度，影響了沉積速度；鍍液中氫氧化鈉含量偏高，電流效率相應降低；鍍液中添加劑含量偏低，影響了鍍液的分散能力，造成零件表面鍍層局部顯得過薄；電流密度偏低影響沉積速度等。
2．解決方法
解決上述故障的方法，就是針對性的採取一些措施，如加強鍍前處理，保證零件表面的氧化皮去除乾淨；注意電鍍掛具的導電和槽內分布，保證零件的電流線的分布均勻；保持鍍液成分、溫度和電流密度處於規範和標準範圍內。這樣就達到鍍鋅層沉積的正常速度。
六．鍍液中鋅含量過快積累和陽極鈍化
1．故障原因
這種故障產生的原因主要是陽極的問題，而造成陽極快速溶解的原因有：鍍液中氫氧化鈉含量偏高時，鋅陽極化學溶解速度加快，造成鍍液中鋅離子增加很多，因為鋅酸鹽鍍鋅的陰極電流效率是比較低的，鋅的實際消耗少於鋅陽極的溶解；實際上是鋅陽極這種自然溶解而破壞了鍍液中氫氧化鈉和鋅含量的正常比例。在有些情況下，鋅陽極表面出現了陽極鈍化現象，雖然鋅陽極鈍化能增加陰極極化，提高分散能力，但陽極鈍化影響了鋅離子的溶解，使得鍍液中的鋅離子得不到補充，電鍍沉積速度受到了嚴重影響。引起鋅陽極鈍化的原因有：鍍液中氫氧化物濃度過低，陽極面積過小，陽極面積與陰極面積之比應不小於1．5：1否則較易發生鈍化。
2．解決方法
分析鍍液成分，調整鍍液中氫氧化鈉的濃度到正常；另外通過控制鋅陽極和不溶性鎳陽極的比例；在停鍍時將鋅陽極從槽中取出等措施消除鍍液中鋅離子增加的問題。同時也能解決鋅陽極的鈍化問題。或採用溶鋅槽方法，通過調節溶鋅槽內鋅板的數量來控制鋅離子濃度，鍍槽中陽極全部採用鐵板或鍍鎳鐵板。
七．鍍鋅層出現粗糙或粗糙發暗
1．原因分析
按正常情況下鋅與氫氧化鈉的比例為l：(8～12)，過高或過低即會出現上述故障。即鍍鋅層粗糙是氧化鋅比例偏低而氫氧化鈉比例偏高造成的，這種比例失調還會出現電鍍沉積速度緩慢、允許電流密度上限降低、工件表面析氫加重等故障。反過來，氧化鋅比例偏高而氫氧化鈉比例偏低也會造成鍍鋅層的粗糙與發暗，這時還會出現工件邊緣部位有氣泡，沉積速度緩慢，分散能力和深鍍能力降低，電流升不上去，鍍層結合力差等問題。
2．解決方法
調整上述兩種情況的故障，一般在日常維護中既要控制好氧化鋅與氫氧化鈉的比例，又要考慮到氧化鋅與氫氧化鈉的實際含量，即使氧化鋅的比例偏低，也不直接添加氧化鋅，而是調節鋅陽極的面積，暫停使用不溶性陽極，溶液中鋅含量就會很快上去。當氧化鋅含量高了，可以以鍍鎳鐵板代替鋅陽極板，添加氫氧化鈉至l20g／L，這一故障即能很快獲得解決。
八．鍍層鈍化膜質量故障(發花、變色、變暗等)
目前鍍鋅進行鈍化處理的工藝主要低鉻彩色鈍化和三價鉻鈍化，在鈍化後有時放置一夜或幾天時間，鈍化膜的表面就會出現雨點狀白點，大小不一，鈍化膜也變暗變淡，光亮度下降。
1．原因分析
實際上發生這種故障的原因更複雜，可能有鍍液的問題；前處理不良的問題；基材有麻點，鍍後出光等清洗不良的問題；鈍化液成分比例失調的問題；鈍化膜老化時間不夠的問題；環境的問題，空氣中水蒸氣、酸霧嚴重使得鈍化膜色澤變化和腐蝕等。
2．解決方法
針對上述可能的原因，逐條採取措施。調整鍍液成分到工藝規範，並且對鍍液進行鋅粉處理，再進行電解處理；加強除油、活化等前處理工序；加強鍍後清洗和出光工序；嚴格控制鈍化溶液成分和鈍化工藝參數，控制好鈍化膜的色彩；加強鈍化後老化工藝的控制；改善工作環境，鍍後零件儘快入庫等。尤其要注意的是鈍化後的老化問題，因為熱水槽老化溫度過高(>70℃)，就會使得鈍化膜中的六價鉻溶解，形成耐蝕性很差的多孔鈍化膜。就容易出現鍍鋅層鈍化膜表面的雨點狀白點，鈍化膜變暗變淡，光亮度下降的故障。嚴格控制鈍化老化工序(60℃)，這種故障就可以消除，生產恢復到正常。其他環節也會出現鈍化質量的故障的問題，如某廠採用DE鹼性鋅酸鹽鍍鋅液，低鉻鈍化的滾鍍鋅工藝生產線，出現了鈍化膜發花，表面有許多大塊不規則灰黑色斑塊的故障。經分析是由於鍍鋅後的清洗槽中白色絮狀沉澱較多，出光槽溶液呈黃棕色，pH值接近4，這些都可能帶來電鍍故障，由於清洗不乾淨和出光液pH高，造成電鍍零件表面鹼性鍍液的清洗不夠，出光液的出光作用下降，導致鈍化膜發花等故障。通過增加一道熱水洗，將出光液pH調至l左右後，故障排除，生產恢復到正常。
九．鋅酸鹽鍍鋅層起泡
首先我們從零件的製備加工檢查，沒有發現出現起泡的可疑環節，所以重點考慮電鍍各個工序的影響。零件表面的油汙，一般是經化學除油、電解除油清除乾淨。但若操作不當或者除油液成分失調，可能會有少量油珠殘留在零件表面，這就可能引起鍍鋅層的起泡。零件若酸洗除鏽時間過長，可能由於過腐蝕也會引起鍍層的起泡。此外，鍍前活化不充分，沒有活化，零件表面形成了一層薄氧化膜，也會導致鍍層結合力變差而起泡。因此，鹼性鋅酸鹽鍍鋅前處理要嚴格控制。前處理流程為：化學除油→熱水洗→冷水洗→酸洗除鏽→2次流動水洗→電解除油→熱水洗→流水洗→鍍前活化→2次流動水洗→鍍鋅。
除油液要定期加料；酸洗液、鍍前活化液要定期更換，而且要嚴防銅雜質帶入。
(1)電鍍工序中引起鍍層起泡的可能因素。
掛具選擇不當會引起鋅鍍層起泡，這一點往往易被人們忽略。一般是用焊錫或銅將掛鈎與杆子焊接在一起，再浸塑、浸漆，或用聚氯乙烯薄膜包紮。若包紮破損，焊接處易受電解質腐蝕，腐蝕產物附著在零件表面、零件自上而下便產生帶狀密集小泡，因此，應經常檢查掛具焊接處是否破損以防止掛具腐蝕而引起鍍層起泡。
鍍液操作或維護不當導致鋅鍍層起泡。鍍液中添加劑含量過高，易夾雜在鍍層中使得內應力驟增，導致鍍層起泡；鍍液中重金屬雜質，如鉛、銅等含量過高，使鋅層中夾雜過多的鉛、銅等雜質，鍍層與基體結合不良而起泡；光亮劑加入過多，鍍層的光亮性雖好，但脆性增大，導致鍍層起泡，此外，操作條件控制不當如溫度太低，電流密度太大，也會導致鍍層夾雜有機雜質，引起起泡。
鍍後鈍化工序的影響。鍍後出光、鈍化操作不當，清洗不徹底，出光液、鈍化液殘留在鍍層內，烘烤老化也容易引起鍍鋅層起泡。
(2)採取措施，嚴格控制鍍鋅工序消除起泡故障。
①生產廠首先把好了原材料關，選用性能優良的鋅酸鹽鍍鋅原料和添加劑，並且在添加劑加入鍍槽前，先進行霍爾槽實驗。
②加強鍍鋅槽液的維護，嚴格控制添加劑及光亮劑的補充量，以"少加勤加"為原則，或者根據霍爾槽試驗計量補加。
③將掉入鍍槽內的零件及時撈出，銅掛鈎一律不能浸入鍍液中。
④檢查鋅陽極的純度，採用0號鋅，不用1號和2號鋅。
⑤嚴格按鋅酸鹽電鍍鋅工藝規程，控制電流密度和溫度，冬季適當加溫至15℃以上，並儘可能減少添加劑及光亮劑的用量。⑥嚴格控制零件鍍鋅層厚度，尤其是零件邊角的厚度太厚，特別容易發生鍍層起泡。
⑦定期對鍍液中有機物和重金屬雜質進行大處理(先加入鋅粉1～2g／L，充分攪拌30min，靜置，在兩小時內過濾至備用槽，再加入活性炭2～5g／L，充分攪拌30min～60min，靜置4小時後過濾乾淨，調整鍍液成分，即可試鍍)，保證鍍鋅溶液處在一個好的工作狀態。
⑧加強鍍後處理工序，加強各道工序的漂洗，經常更換浸泡用熱水，可大大減少因後處理不當而產生的起泡現象。
⑨嚴格控制老化溫度，避免鍍鋅層與基體因熱脹冷縮差異太大而起泡。
有些情況下，不一定是電鍍工序過程出現了鍍層起泡的現象，電鍍生產的周圍環境也可能引起電鍍層的起泡。如某廠鹼性鋅酸鹽鍍鋅每年4月份～5月份總是發生鍍鋅層嚴重起泡的故障，而且開始找不出原因，只得每年停產一個多月。後來通過觀察分析發現，當鍍液表面浮有一些微小的絲狀物時，鍍層起泡就嚴重，而當時的季節正是廠區周圍梧桐樹的開花期，其花瓣呈微小絲狀的物質飄蕩，或多或少落人的鍍鋅槽。當採取措施阻擋了花瓣微小絲狀物的影響後，這種鍍鋅層起泡的故障就消除了。這說明出現電鍍故障，有時候除了電鍍工藝生產之外，還要從周圍的環境可能的影響考慮。
十．鍍層有條紋和氣流狀
1.原因分析
（1）陰極電流效率低鋅酸鹽鍍鋅液，當陰極電流密度在1A/dm2、溫度在20℃左右時，陰極電流效率約為85%左右；當陰極電流密度在2A/dm2時，同等溫度下，陰極電流效率低於80%，若繼續增大陰極電流密度，則陰極電流效率將進一步降低。由於陰極電流效率低，陰極大量析氫，致使鍍層產生氣流、條紋。若鍍液的溫度低，陰極電流效率會更低，該現象將更加明顯
2.處理方法：
a．合理設定電流密度，參考值如下：
溫度陰極電流密度
20℃以下0．8A/dm2
20℃以上1．5A/dm2
30℃左右1．5～2A/dm2
b．控制鍍液在15℃以上；
c．適量加入表面活性劑，加速氫氣析出。
十一.鋅酸鹽滾鍍鋅，滾筒突然發生爆炸
1.原因分析
（1）陰極大量析氫鋅酸鹽滾鍍鋅的陰極電流效率較低，一般在70%～80%，電鍍過程中產生許多氫氣，而這些氫氣又不能及時通過滾筒眼子排出，所以電鍍一定時間後，滾筒內產生大量氫氣聚積。如果滾筒不是全浸式的，則筒內同時有空氣存在。此外，如果陽極面積小，陽極電流密度大，使陽極發生鈍態，產生大量氧氣。氫氣、氧氣和空氣的混合，並成一定的體積比（爆炸極限），使滾筒爆炸具備了必要的條件。鋅酸鹽鍍鋅液的溶液電阻較大，當滾，所以希望現場工作人員及技術人員要加強工藝管理，認真維護好鍍液，定期進行淨化處理以保證生產的正常進行。當然以上所述只是常見的一些，具體還得根據現場情況靈活處理，有時也得根據具體工件要求在工藝參數上做些調整，以上僅供大家參考。
鍍時間一長，鍍液溫度升至40℃以上。溫度高，在滾鍍中摩擦易產生火花，火花是引起爆炸的必要條件。如果上述兩個條件同時具備，即發生爆炸。
2.處理方法：
a．採用全浸式的滾筒電鍍；
b．若使用半浸式滾筒電鍍，每隔30min停止電鍍一會，讓滾筒聚積的氣體散發出去，然後再繼續電鍍
十二.鋅酸鹽鍍鋅液中鋅濃度快速下降
1.原因分析：
①鹼含量不足，因而鋅酸鹽的水解作用加強，氫氧化鋅沉澱；
②陽極鈍化與陽極電流效率過低。
2.處理方法：
①向電解液中加入鹼，並使氧化鋅含量增加到配方中規定濃度；
②清理陽極並增大其面積。
總結：實踐證明，電鍍鋅絕大多數的故障是工藝配方，鍍液中雜質影響及前處理或清洗不良所造成的，而由於光亮劑所造成的比例很小
鍍鋅層三價鉻鈍化故障及其處理方法
一．藍白鈍化故障現象及解決方法：
1.產品色淺，未產生蔚藍、發紫黑色
1）PH過高，補適量的鈍化原液調整PH到工藝範圍，儘量不要使用硝酸調PH
2)溫度低（冬季時），提高室溫或槽溫使之達到20℃以上
3)鈍化時間不夠，延長鈍化時間
4)攪拌不良，檢查槽液的流動情況，要求工件附近槽液有足夠的流
2.顏色太深，外觀偏黃
1）pH過低，升高pH值（加適量鹼）
2）鈍化時間過長，減少工件浸入時間
3）槽液Cr3+濃度過高，衝淡槽液
3.顏色不均勻，出現陰陽面
1）攪拌不良，改善攪拌
4.孔位發白或發焦
1）PH過低，調高PH到工藝範圍
5.工件發蒙，無光澤
1）PH過低，調整PH到工藝範圍
2）Cr3+濃度不正確，核准Cr3+濃度
3）工件電鍍不良，更換工件重做並改善電鍍
4）雜質過多，排出部分舊槽液，補充新鮮槽液
6.膜層發花，發霧
1）PH過高或過低，調整PH到工藝範圍
2）槽液中鐵離子含量過高，更換鈍化液
3）鍍層太薄，控制鍍層厚度在8μm以上
4）鍍鋅件在空氣中存放時間過長，鍍鋅清洗後需及時鈍化，即後處理
5）鈍化後清洗太差，改善鈍化後清洗操作
6）槽液中Zn2+和Cr3+含量過高，更換鈍化液
7）槽液溫度過低，提高室溫或槽溫使之達到20℃以上
8）鍍層本身有霧，改善鍍層質量
二．彩色鈍化故障現象及解決方法：
1.彩色鈍化膜耐蝕性能差
1）膜層緻密性差，升高pH值(加適量鹼)
2）鈍化溫度過高，降低鈍化溫度或時間
3）鈍化膜中夾雜有機雜質多，控制有機光亮劑用量，減少有機物在鍍層的夾雜
2.彩色膜層不均勻
1）鈍化後清洗不乾淨，加強鈍化後的清洗操作
2）PH過高，調整PH,儘量使用鈍化原液調整
3.鈍化膜色彩偏淡
1）鈍化時間不夠，延長鈍化時間
2）槽液Cr3+濃度偏低，核准Cr3+濃度
3）鍍鋅層本身質量問題，改善鍍層質量
4）pH值過高，降低pH值
責任編輯：鄭必佳