酸性锌镍合金工艺(氯化钾型)

酸性锌镍合金工艺 (氯化钾型)


简介
ZINCROLYTE? KCL-Ni IV是一种弱酸性锌镍合金工艺，镀层镍含量为10% -16%
工艺特别适用于:
电镀铸铁工件，例如汽车工业中的刹车卡钳
电镀螺钉、螺母和螺杆等紧固件。
耐腐蚀性非常高，比传统镀锌层的耐腐蚀性能更优越，在整个电流密度范围内，镍含量非常均一 (镍含量浮动约±1%) 。
ZINCROLYTE KCL-Ni IV工艺不含氨，上镀及起动快速，结合力良好、硬度高、耐磨性优异，镀层合金比例均匀且不含节结。
IMDS系统：使用ZINCROLYTE KCL-Ni IV获得的锌镀层中所含的物质与IMDS系统中代码为51317748的物质一致。
RoHS符合性：ZINCTOLYTE KCL-Ni IV工艺中所使用的添加剂完全符合RoSH条例，不含铅、镉、汞、六价铬、PBB和PBDE。

所需产品
产品 代码 外观 比重
ZINCTOLYTE KCL-Ni Extender MV 422210 液体 1.01
ZINCTOLYTE KCL-Ni Extender A 固体液体 -1.085
ZINCTOLYTE KCL-Ni Carrier B 液体 1.045
ZINCTOLYTE KCL-Ni Brightener 液体 0.91
ZINCTOLYTE KCL-Ni L 液体 1.04
ZINCTOLYTE KCL-Ni ADDITIVE OF 412768 液体 1.092
ENTHOBRITE CLZ Extender CP 液体 1.02



添加剂功能
ZINCTOLYTE KCL-Ni Extender MV稳定溶液中的镍盐，并在宽广的电流密度范围下提供均一的镍含量。
ZINCTOLYTE KCL-Ni Extender AK辅助盐，改善低区覆盖能力，使外观更白。
ZINCROLYTE KCL-Ni CARRIER B走位剂，配合光亮剂BRIGHTENER一起使用。
ZINCROLYTE KCL-Ni BRIGHTENER光亮剂，使镀层的光亮度更均匀。
ZINCROLYTE KCL-Ni L改善覆盖能力，并稳定低电流密度区的镀层合金成份。
ZINCROLYTE KCL-Ni ADDITIVE OF辅助光亮剂，善覆盖能力和均匀的光亮度。
ENTHOBRITE CLZ EXTENDER CP 用来升高浊点，只在需要时使用。

设备要求
ZINCROLYTE KCL-Ni IV可以采用适合酸性镀锌的相同电镀设备。但是，锌阳极和镍阳极需要单独的整流 (两组整流设备) 。
电镀铸铁件时，阳极和阴极间要有充足的宽度或距离，建议为30 – 40 cm，要求镀槽足够的宽度。
备注: 镀液应常维持在操作温度，闲置时，建议不断循环避免结晶。
镀槽
槽料可用聚丙烯或聚乙烯内衬不锈钢。
加热和冷却装置
正常操作温度为35 – 37 ℃，为了保持一致的锌镍层含量，准确控制操作温度十分重要，需要加热和冷却。建议采用准确度为±1 ℃的温控调节装置。
特氟隆、石墨或石英是作为加热及冷却装置的合适材料。钛的使用可能受限 (视乎钛料的质量) ，需要偶尔对加热器及冷却装置进行清洗，以去除可能形成的淤泥。
搅拌
工件周围要有均匀的搅拌。挂镀应用，建议采用阴极摇摆及温和的空气搅拌。也可采用中等喷速的喷射装置，但要根据实际情况进行调整。
过滤
需要连续过滤，每小时至少过滤2次。建议采用滤孔为30 ?m的聚丙烯滤芯。
pH值控制
控制在54.80 – 5.23的范围内。建议使用自动pH调整装置。pH值在操作过程中会升高，需要使用稀盐酸调低；升高可使用稀释氢氧化钾溶液 (调整时，需良好的搅拌) 。
通风
建议使用
整流
锌阳极及镍阳极需要使用单独的整流器。通过镍阳极，大约提供总电流的15 – 20%。在整个电流范围内，整流器的波纹率应小于5%。
阳极
电镀液操作使用锌阳极 (99.99%纯锌) 和电解镍阳极；可使用聚丙烯阳极袋。为了方便清洗阳极，可将阳极放入PP塑料篮内，然後再放进阳极袋内。
建议采用钛钩住锌阳极棒，不能使用钛篮装锌球，锌阳极应按照维护计划定期用强力清洗剂清洗；镍阳极可采用平板或钛篮中装镍球。
在4天以内的停工期，锌阳极可以留在电镀液内。更长的停工期，需把锌阳极移走或将溶液抽取到储备槽中。
为避免铜离子对镀液的污染，镀液不能接触铜导电棒。建议铜棒上用PVC (挂具胶) 包围外露面积或镀镍 (>50 ?m) 防止与电镀液接触，用PVC包围时需露空挂钩位置。

挂镀及滚镀工作液组成
单位 佳值 范围
锌离子 g/L 30 27 – 37
镍离子 g/L 25 23 – 31
总氯离子 g/L 17565 1650 – 22020
硼酸 g/L 3020 2517 – 235
ZINCROLYTE KCL-Ni Extender MV ml/L 40 30 – 70
ZINCROLYTE KCL-Ni EXTENDER AK mlg/L 760 650 – 970
ZINCROLYTE KCL-Ni CARRIER B ml/L 25 20 – 30
ZINCROLYTE KCL-Ni BRIGHTENER ml/L 0.1-0.5 0.1 – 0.8
ZINCROLYTE KCL-Ni L ml/L 3 1 – 6
ZINCROLYTE KCL-Ni ADDITIVE OF ml/L 20 15 – 30
ENTHOBRITE CLZ EXTENDER CP
(有需要时才加入) ml/L 0 – 5


操作条件
单位 佳值 范围
温度 ℃ 33 30 – 38
pH (操作温度下量度) 5.03 4.8 – 5.24
阴极电流密度 (挂镀) A/dm2 2 1 – 3
阴极电流密度 (滚镀) A/dm2 0.75 0.2 – 1.5
阳极电流密度 A/dm2 0.5 – 1
镀速 0.5 ?m/min (阴极电流密度 2 A/dm2)

开缸步骤
每100升新ZINCROLYTE? KCL-Ni IV工作液所需化学品：
单位 挂镀/滚镀
氯化锌 kg 6.3
氯化镍?6H2O kg 10.0
氯化钾 kg 2223.5
硼酸 kg 32.00
ZINCROLYTE KCL-Ni Extender MV L 4.0
ZINCROLYTE KCL-Ni EXTENDER AK LKG 76.0
ZINCROLYTE KCL-Ni CARRIER B L 2.5
ZINCROLYTE KCL-Ni BRIGHTENER L 0.01*
ZINCROLYTE KCL-Ni ADDITIVE OF L 2
ZINCROLYTE KCL-Ni L L 0.3
* 新开缸时，用开缸量下限添加。有需要时再逐步提升。
- 加入60升自来水或去离子水于电镀槽中 (无阳极) ，加热到60 ℃；
- 加入所需量的硼酸和氯化锌，并搅拌溶解；
- 加入所需量的氯化镍，并搅拌溶解；
- 加入需量一半的氯化钾，并搅拌溶解，温度将会下降；
- 继续搅拌至完全溶解；
- 按照以下顺序加入：
760 mlg/L (= 6 7 LKG/100L) ZINCROLYTE KCL-Ni EXTENDER AK
25 ml/L (=2.5 L/100L) ZINCROLYTE KCL-Ni CARRIER B
20 ml/L (=4.2 L/100L) ZINCROLYTE KCL-Ni ADDITIVE OF
40 ml/L (=4 L/100L) ZINCROLYTE KCL-Ni Extender MV
3ml/L (=0.3L/100L) ZINCROLYTE KCL-Ni L
- 加入剩余量的氯化钾，并搅拌溶解；
- 加水调整到100升，搅拌直到完全溶解；
- 放置阳极；
- 开始过滤循环；
- 检查pH和温度；
- 在0.1 – 0.3 A/dm2下电解大约1Ahr/L；
- 添加0.1-0.3 ml/l (每次0.1ml/l添加) ZINCROLYTE KCL-Ni BRIGHTENER
- 槽液准备完毕。
注意：镀液需要时间启动，经过几天生产后将会达到佳性能。
维护及补充
ZINCROLYTE KCL-Ni BRIGHTENER光亮剂提供光亮度；每次多加入0.2ml/l，可使用霍尔槽实验估计添加剂的效果，不能超过2ml/l，过量会降低镍的含量，并对光亮度有反效果。
其它添加剂的消耗主要是带出消耗，根据具体带出量而有所调整。
每10000安培小时的补充量建议如下：
单位 挂镀及滚镀
ZINCROLYTE KCL-Ni Extender MV L 0.5 – 1.0
ZINCROLYTE KCL-Ni EXTENDER AK LKG 分析后补充0.5-1.2
ZINCROLYTE KCL-Ni CARRIER B L 0.5 – 0.9
ZINCROLYTE KCL-Ni BRIGHTENER L 1.0 – 1.5
ZINCROLYTE KCL-Ni ADDITIVE OF L 0.4 – 0.7
ZINCROLYTE KCL-Ni L L 0.1 – 0.3
另外，在需要时加入：
ENTHOBRITE CLZ EXTENDER CP L 0.2 – 0.4
由于个别生产线的不同，消耗率也会有所差异，以上之消耗量仅作初步的参考。
分析方法可向本司营业代表查询。

注意： BRIGHTENER以及CARRIER B可混合使用同一个添加泵。

霍尔槽测试条件
搅拌：磁力搅拌转速约300 rpm，使用25 – 30 mm的磁子。
阳极：镍
参数：1A，10分钟，pH值45.80 – 5.23。
温度：30 – 35 ℃，必须与实际生产工作温度一致。

工艺流程
1. 前处理
2. ZINCROLYTE KCL-Ni IV酸性锌镍电镀
3. 水洗2 – 3次 (逆流过水)
4. PERMA PASS? 钝化
5. 水洗2 – 3次 (逆流过水)
6. ENSEAL?封闭 (选择性)
7. 滴干 (仅在使用封闭后)
8. 根据所用的钝化或封闭工艺，在大约60 – 120 ℃烘烤

前处理
前处理需小心谨慎。零件必须除油，并经过适当的活化处理。建议采用电镀镍和酸性锌的常用技术，包括除油、酸活化和电解除油，然后在锌镍电镀前用稀盐酸活化。
水洗
注意以下几点事项：
1. 电镀及钝化之间的水洗时间越短越好；长时间的水洗将使锌镍层钝化，透明钝化膜会有污点或出现褐色区域。
2. 不能使用循环再生水。
3. 水洗槽用空气搅拌。
4. 电镀后的次水洗保持微酸性(pH=5.0 – 6.5)，使用稀盐酸调整。

钝化
锌镍层的三价铬钝化 (有关资料，请参照相应钝化产品技术说明书)：
PERMA PASS? Ultra III：透明或钢铁色
PERMA PASS? Ultra IV：透明或微彩
PERMA PASS? 3098 HC：透明或五彩
PERMA PASS? 7200：黑色

后处理
专用的ENSEAL? 封闭产品可提供额外的防腐蚀保护，更能耐高温或提供扭矩张力控制，有关资料，请参考相应的技术说明书。

闲置时间
注意：长时间闲置时 (超过4天) ，锌阳极需要从工作槽中取出，亦可将电镀液转移到另一个存储槽。由于温度下降时会出现结晶，应保持镀液温度高于25 ℃。在假期或长时间闲置前，停止过滤/循环后，需即時清洗管道及过滤組件以避免结晶堵塞及损坏过滤/循环装置。