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摘要：本文通过分析镀锌后锌层起泡的机理，找出引起锌层起泡的相关因素，通过排查找出引起锌层起泡的因素，进一步通过试验验证了锌层起泡的原因为镀锌操作中除油槽和镀锌槽工艺执行不到位、操作温度低会造成镀锌后锌层起泡
关键词：镀锌；锌层起泡；除油；温度
化学锌酸盐碱性镀锌工艺是因其操作简单而被人们普遍采用的一镀锌工艺，但其在镀锌后容易出现锌层起泡等影响镀层防腐蚀性的现象，造成镀锌良品率低，返工率高，使镀锌成本加大。因此，如何找到在生产过程引起镀锌后锌层起泡的原因，进一步制定措施预防并减少镀锌后锌层起泡，为生产操作的关键。
一、镀锌后锌层起泡机理分析
锌酸盐碱性镀锌工艺要求镀液温度为（20-35）℃，如果镀液温度不均匀、局部温度低于工艺要求，镀液中的添加剂容易吸附在零件表面，难以脱附，导致镀层夹杂较多，内应力增大，镀层于基体之间结合力变差，造成锌层起泡；同时，因工件表面为机加面，油污容易附着，镀锌前除油不彻底时，锌层于基体之间因杂质结合力变差，引起工件锌层起泡。镀锌过程是一个放热过程，随着镀锌数量和工作时间的增加，镀锌温度也会随之升高，达到工艺要求，因此，由镀液局部温度低而导致的起泡产品发生主要集中在镀锌后一周内。
二、镀锌起泡故障因素分析
1、工件材料强度高
如果工件材料强度过高，内应力较大导致锌层与基体结合力变差，引起锌层起泡
2、工件表面粗糙度低
如果工件表面粗糙度低，造成锌层与基体结合力变差，引起锌层起泡
3、除油溶液工艺执行不到位，除油不彻底
若除油溶液浓度不合格，不在工艺范围内、除油溶液温度低、除油时间短等原因造成除油不彻底，造成锌层与基体之间结合力变差，引起锌层起泡。
4、添加剂加入量多
锌酸盐碱性电镀机理特性决定，添加剂是镀锌溶液的重要组成部分，作用是为了改善电镀溶液性能和镀层质量，扩大阴极电流密度范围，改善镀液的分散能力和深镀能力，使镀层结晶细致、光亮。在镀锌过程中，添加剂在镀液中产生有机分解物，如果加入量过多，外观非常光亮，但会使镀层夹杂有机物也增多，内应力增大，导致锌层与基体结合力变差，引起锌层起泡。
5、重金属杂质多
镀液维护不当，导致镀液中重金属杂质（如铁、铬、铜、铅、镍离子）含量过高，使锌层中夹杂过多的杂质，镀层与基体结合不良而引起锌层起泡。
6、镀锌过程中工艺执行不到位
镀液温度低，添加剂吸附在零件表面的量就多，镀层夹杂更多，内应力增大，导致锌层与基体结合力变差，引起锌层起泡；镀锌采用辅助阳极，如电流密度大、电镀时间长，窦慧师镀层夹杂更多的有机物，引起锌层起泡
7、挂具包覆层破损
挂具包覆层破损，收到电解质的腐蚀，腐蚀产物就流到工件表面，导致在挂具破损位置附近，锌层产生带状秘籍小泡。
8、除氢不到位
镀锌时工件挂在阴极，阴极除沉积锌以外，还析出部分氢，另外镀件在酸洗时也会有氢气产生，大部分以氢气泡的形式逸出，少部分以原子状态进入镀锌层和基体金属晶格中，造成晶格歪扭，使镀件内应力增大，产生氢脆及锌层起泡。
通过对以上9种原因进行排查，排查结果如下1：
由以上排查可以得出：除油工艺和镀锌工艺执行不到位会造成镀锌后工件锌层起泡。为了进一步验证，我们做相关试验进行试验验证，验证情况如下表2：
锌层起泡原因试验验证情况
由以上试验可以看出，一是由于镀锌时镀液温度不均匀、局部温度达不到工艺要求，再加之现有镀槽容积较大，生产前镀液需加热时间较长，存在镀液温度不均匀、局部位温度达不到工艺要求就进行生产的情况。
二是执行工艺不严格，镀锌前除油时间短、除油温度低。生产中部分工件镀锌前除油时间短造成除油不彻底，工件表面残留微量油污，造成后续镀锌时锌层附着到残存的油污上，引起锌层起泡。
三、结论
采用锌酸盐碱性镀锌工艺进行镀锌生产是一个看似简单单不容易控制的工艺，生产操作过程中任何一个工艺参数的变化都会造成镀锌后锌层不合格，尤其是在镀锌槽镀液温度不均匀、温度低和除油槽温度低、除油时间短的情况下，极易造成镀锌后工件出现批量锌层起泡的现象，因此在采用此工艺生产时，一定要严格控制镀锌槽和除油槽的温度和工艺时间，并且加强其他工艺参数的监督，就会防止镀锌后锌层出现起泡的现象。
参考文献：
【1】谢无极.电镀故障手册.北京：化学工业出版社，2013.
【2】曾华梁等.电镀技术问题对策.北京：机械工业出版社，2006.
论文作者:张兆科,王少军
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/22
标签：镀锌论文; 工件论文; 工艺论文; 温度论文; 基体论文; 镀层论文; 溶液论文; 《基层建设》2018年第6期论文;