镀锌工艺中电流密度与温度的关系
电镀工艺中认真执行工艺条件是保证镀层质量的先决条件，稍有疏忽即有可能发生质量故障，如溶液温度和电流密度的掌握都是十分重要的。同时还要懂得其中一项工艺条件的变化，另一项也需相应予以调整的技能。具体举例如下。
根据电解液的温度，调节好相适应的电流密度，温度稍高时要适当提高电流密度，温度稍低时则相反。电流密度偏低，工件深凹部位的电流密度会远远低于工艺要求，此时，这一部位的镀层会出现乌暗、灰黑色，这是镀层中含有过多的重金属杂质之故，甚至出现无锌层沉积；电流密度偏高虽有助于提高电解液的分散能力，但电流效率降低，工件的尖端部位容易镀焦，否则还需采取阴极屏蔽措施。
电解液的温度偏低时虽对电解液的分散能力没有太大影响，但允许的电流密度很低，沉积速度缓慢，否则需要大大的增加电镀时间；电解液的温度偏高时电解液的分散能力会明显下降。
由于操作者对溶液温度和电流密度这两项工艺条件的重视不够，及对二者之间一项条件的变化另一项需采取相应的措施以得到适当弥补的技巧未能熟练掌握，结果造成多次返修，既影响了产品质量，又拖延了生产周期。后经技术上的指点，这一问题终于得到了解决。
锌阳极易钝化
锌阳极钝化后溶液中锌离子得不到补充，沉积速度将会受到严重影响，允许的电流密度上限降低。
引起锌阳极钝化的原因主要有以下两种。
(1)溶液中氢氧化物浓度过低。其解决方法可根据分析予以调整，否则有可能因此而引起一系列质量问题。
(2)阳极面积过小。其解决方法为保持阳极面积与阴极面积之比不小于2：1。但又必须与镀镍铁板相搭配，否则又可能会因阳极面积过大而加快锌离子的积累。
电镀锌
影响镀锌层沉积速度的十二种要素
(1)前处理不彻底。工件表面有氧化膜，影响锌的正常沉积。
(2)导电不良。电流在导线上消耗，分配到工件表面的电流过小。
(3)工件含碳量高。高碳钢、铸铁件等会降低氢的析出电位，工件表面析氢加速，电流效率降低。
(4)工件绑扎过密。镀锌时工件局部遭到屏蔽而导致镀层过薄。
(5)镀液温度偏低。当镀液温度偏低时配送的电流密度相应降低，镀层的沉积速度也必然降低。
(6)镀液中氢氧化钠含量偏高。氢氧化钠含量偏高时电流效率相应降低。
(7)镀液中添加剂含量偏低。添加剂含量偏低会影响分散能力，镀层局部显得过薄。
(8)受镀件面积估算不足，施镀时配送的电流密度显得过小。
(9)工件悬挂方法不当，与锌阳极间距过大，应调整位置。
(10)工件过腐蚀。降低氢的析出电位，工件表面析氢加速电流效率降低，从而影响锌的沉积速度。应在酸洗溶液中加入适量的缓蚀剂，局部处氧化皮过厚先用机械法除去，酸洗过程中多作检查。
(11)阳极钝化。有效面积减少，影响电流的正常分布。
(12)氢氧化钠含量偏低。若氢氧化钠含量偏低时，电流密度提不高，阳极钝化
镀锌溶液中锌离子过快积累
锌酸盐镀锌溶液中锌的含量要严格控制好，当锌的含量超过工艺配方允许值时，对镀层质量有明显的影响，首先是工件的边缘部位易出现小气泡，同时镀层粗糙发暗，溶液的分散能力也会明显降低。锌的积累通常由以下几方面因素引起的。
(1)镀液中氢氧化钠含量偏高。当镀液中氢氧化钠含量偏高时，锌阳极化学溶解速度加快，阴极电流效率降低，锌的实际消耗减少。此时虽然氢氧化钠与锌离子的比例可以趋于平衡，但实际锌的含量仍会有上升。
(2)锌阳极在镀液中自然溶解。停镀时锌阳极未从槽中取出，锌阳极产生自然溶解而破坏镀液中氢氧化钠和锌含量的正常比例。
(3)同时使用锌阳极和不溶性阳极。两种不同性质阳极同时使用时，由于二者在镀液中的电位差异较大，镀镍板实际上起不到多大作用，且由于锌的电位比镍负，锌成为阳极，从而加速了锌的溶解。
(4)锌阳极面积过大。平时应以镀镍铁板为主。只有在批量加工时才增加锌阳极面积。
镀锌溶液中锌离子浓度过高时除可稀释溶液之外，还可添加适量氢氧化钠予以平衡。
常见锌镀层结合力差的六种可能原因
引起锌酸盐镀锌层结合力差的因素很多，其中以下六种情况尤为多见。
(1)光亮剂添加过量。锌酸盐镀锌层的光亮度稍逊于氯化钾镀锌层，有人认为可以用添加光亮剂来弥补，结果不但达不到预想目的，镀层的结合力还受到严重影响。
这一现象多发生在溶液严重老化阶段。这时镀液中有机物质过多，属于镀层中晶格严重扭曲之故。在这种情况必然会引起内应力增加，从而导致脆性增大，出现脱皮。为避免这种现象的出现，首先要合理控制光亮剂的用量，并适时地用活性炭进行吸附处理。
解决方法：稀释、用活性炭处理，调整溶液成分，平时要少加、勤加。
(2)工件镀前在镀槽中停留时间太长。有人认为锌酸盐镀锌溶液是碱性的，把经过前处理的工件挂在镀槽中，待聚够一槽后再配电施镀，结果工件发生钝化，影响到镀层的结合力。
解决方法：工件在槽内不要过长时间停留，以免引起钝化。
(3)镀层过厚。镀层内应力和脆性增大，工件边缘部位的镀层易起泡和脱落。
解决方法：镀层厚度要控制在20μm以内。
(4)镀液表面浮有油污。工件人槽后被镀液表面的油污和光亮剂分解物组成的污物所包围。从而引起镀层脱皮。
解决方法：这层浮油应随时用厚层手纸吸除，工件入槽后先在镀液中抖动几下，使吸附在工件表面的油污脱离下来。
(5)工件除油不彻底。有人认为锌酸盐镀锌溶液是碱性的，必定有除油能力，前处理可以马虎一点。其实镀液虽是碱性的，但当有油
污的工件人槽后，在其与碱性物质起作用之前，锌离子即抢先放电析出，锌层沉积在薄层油膜上，结合力显然会降低。
解决方法：加强前处理工序。
(6)工艺条件控制不当。工艺条件偏差过大，尤其是溶液温度要求为室温。室温通常是指18～25℃，但有人又认为既不加温又不降低即指的是室温，冬季室内温度低于10℃时仍认为是室温，结果由于电流密度没有按温度的变化而变化而导致影响镀层的结合力。
解决方法：根据溶液温度范围的变化来调节电流密度，当溶液温度过低时需要适当加温。
镀锌层出现海绵状
(1)原因分析：镀液中添加剂含量不足，锌酸盐镀锌的添加剂多属表面活化剂，电沉积过程中，添加剂在宽阔的电位范围内产生吸附，从而减缓锌离子的放电步骤，提高阴极极化，使OH一在电极过程中的活化作用获得控制，使镀层结晶细微、光亮。
(2)改善措施：添加剂目前尚未见有分析方法，一般根据镀层质量凭经验添加。但又不宜添加过量，否则必然会出现镀层发花、钝化膜发雾、镀层起泡、脆性增大、容易变色、结合力降低等故障。
根据笔者经验，在满负荷生产条件下，DPE-3的加入量约在1mL／(L·日)较为合适，但又要根据配送的电流密度，冬、夏季的温度差异，材料的实际浓度及其他实际情况酌情增、减。
铸铁件镀锌后泛“霜”
(1)原因分析：由于铸铁件表面遍布缩孔、砂眼，孔隙中极易积聚溶液，且较难洗脱，往往库存期间(甚至在现场)表面出现“霜”、变色，严重影响镀层质量。
(2)改善措施：为防止上述现象的发生，可采用在冷、热水中反复浸泡的方法，即利用热胀冷缩原理把孔隙中的溶液排挤出来，方法简便且效果良好。
若设计者同意，经过上述工艺处理之后即在烘箱内干燥，并浸一层水溶性清漆，则效果会更好。
铸铁件表面难以沉上锌
铸铁是含碳量高达2％(质量分数)以上的铁碳合金，材料中的碳只有少量与铁形成固溶体，大多以石墨或渗碳体的形式存在，由于石墨会降低氢的析出电位，从而阻碍了锌的沉积。同时由于材料表面过于粗糙，遍布砂眼和缩孔，组分中含有磷、硫、硅、石墨和钛等多种元素，从而出现电镀过程中氢的过电位过低现象，极易引起析氢，给金属沉积带来困难；而酸洗时又会增加氢原子的吸附量，吸附的氢源子中除了部分结合成氢气散发到空气中，还会有相当部分氢原子向铸铁的基体中扩散，造成较多的氢气压力，不但会影响铸铁件本身的力学性能，在电镀过程中还会引起大量析氢，不但严重地影响镀层的结合牢度，还会引起电流效率急剧下降，进一步增加电镀的困难程度。
铸铁件电镀经工艺上作某些改进后所获的镀层质量从外表看都能得到满意的效果，但由于其本身材料所具有的特殊性，镀层对基材的妨护性远远达不到要求。为此，提出以下建议，供结构设计师和机械、电镀工艺师参考。
(1)镀件的结构设计尽量少采用铸造成型加工工艺，尤其是在恶劣环境条件下的使用件。
(2)非用铸造成型不可的，建议采用铝压铸或铜合金铸造。
(3)采用其他涂覆工艺代替电镀，如喷漆、喷塑。
(4)工件成型后镀前可增加喷砂工序。
(5)使用氯化钾镀锌代替锌酸盐镀锌工艺。
这一难题笔者采取下列四点措施。
①擦刷除油代替电解除油。由于铸铁件遍布缩孔、气孔和砂眼沮组分中含有多种杂质，故不适宜采用电解除油。否则会因严重渗氢或铸铁件本身的氧化给电镀时增加难度。采用化学除油后再用棉纱蘸石灰水擦刷相结合的除油方法代替电解除油较为理想，经擦刷后再在清水中用鬃刷刷一遍，能使进入砂眼等处的污物冲刷干净。
②喷砂代替酸洗。应用喷砂代替酸洗可以避免酸洗时渗氢，减凝氢气压力，以防影响铸件本身的力学性能，有利于提高电流效率，
有助于金属沉积和增强镀层的结合力。
③调整活化溶液的工艺配方。调整活化溶液的工艺配方是为适应铸铁件本身特性的需要。实验证明，铸铁件的镀前活化采用此工艺配方具有较强的活化能力。
配方与工艺条件为
盐酸50mL／L，氢氟酸50mL／L，室温，时间0．5～1min。
④初施镀时采用冲击电流。镀件入槽后采用高于正常电流3～5倍的电流密度冲击镀，经1～2min后可使铸件表面率先形成一层薄薄的镀层，然后在此镀层上采用略高于正常的电流密度即能沉积出正常镀层，此法效果显著。
⑤预镀一层酸性锌，然后在此酸性锌层上用锌酸盐镀锌加厚。在不具备上述条件下，采用此工艺同样是一种好办法。
低电流密度区镀层呈灰黑色
低电流密度区镀层呈灰黑色是较为多见的故障现象。
(1)原因分析。低电流密度区引起镀层呈灰黑色的因素很多，较为常见的有以下几种可能。
①被铅离子污染。镀液中铅离子的含量过高，超过l5mg／L，此时，镀液分散能力下降，镀层经稀硝酸出光后会出现黄色条纹。
铅离子主要是由劣质锌阳极带入的，为防止铅的污染，锌阳极需用o#锌或l#锌。
②被铁离子污染。镀液中铁离子含量过高，达50mg／L，如铁离子含量进一步提高，镕液会出现胶体絮状物，钝化后会出现紫蓝色，镀层容易出现气泡。
铁离子主要是由劣质氢氧化钠或工件带入。因此，氢氧化钠要选用白色片碱。带赤色的氢氧化钠绝对不可用，工件进入镀槽前应彻底清洗。如使用铁板作阳极，则阳极溶解而积累铁离子，应使用镍板或镀镍铁板作为阳极。(难道镍板不会溶解吗？用久镀槽药水会变绿色？)
③被铜离子污染。镀液中铜离子含量过高，达20mg／L，此时，镀层粗糙，光亮度降低，且光亮电流密度范围随铜离子含量的增加而逐渐缩小。
铜离子主要是由挂钩和洗刷铜杠时带入的。
当这些杂质离子在电解液中超过各自允许值之后，会在低电流密度区，即工件的深凹部位出现乌暗、灰黑、浸亮、钝化处理都难以改观。
(2)解决方法
①硫化钠处理。取0．1～0．5g／L化学纯硫化钠，溶于20倍以上的冷水中，在剧烈搅拌下，缓慢加入镀液中，加完后继续搅拌20min，使之与镀液中的重金属离子充分反应，生成硫化物沉淀。
②锌粉处理。取1～3g／L锌粉，在剧烈搅拌下缓慢加入镀液中，使之与重金属离子发生置换反应，加完后继续搅拌20min，静止2h后进行过滤，静置时间不宜过长，否则失去处理意义。
③低电流电解处理。取镀镍铁板数块作阴极(面积宜大些)，以0．1～0．2A／dm2的电流密度进行电解处理，处理时间视试镀后情况而定。使用过的镀镍铁板表面的黑色镀层必须在酸中退除，然后方可作阳极使用。该方法的优点是：操作简便，不损耗镀液。
采用电解处理具有较好的治理效果，这是因为重金属杂质电位较正，在阴极电流密度很小时会析出，在一定电流密度范围内，镀层中重金属杂质的百分含量是随着阴极电流密度的降低而升高的，即阴极电流密度较小时锌本身沉积减少，故既不影响生产(可以停产时处理)，又不会像其他化学方法处理时损耗溶液，是值得推广的治理方法。
④CK一778碱性镀锌溶液净化处理。取2～3g／L CK一778碱性镀；锌溶液净化剂，用与锌粉同样方法进行处理，但不必过滤。净化剂加完后在继续搅拌和静置过程中镀液中会出现漂浮物，可边搅拌边用布网捞去，处理完后再用低电流稍加处理，并添加三分之一原配方量的添加剂和光亮剂。
采用以上①、②、③方法时，需先将槽底的沉淀吸出来，并都需控制用量，缓缓加入，充分搅拌，事后适量添加光亮剂和添加剂，并小电流处理1～2h，否则效果欠佳，甚至会发生副作用。
镀锌工艺介绍
镀锌工艺的种类
1、氰化镀锌：分高氰镀锌、中氰镀锌、低氰镀锌；
2、酸性镀锌：硫酸盐镀锌、弱酸性氯化钾镀锌、氨三乙酸－氯化铵镀锌；
3、碱性无氰锌酸盐镀锌。
镀锌钝化的种类
1、镀锌白色钝化；
2、镀锌蓝白色钝化；
3、镀锌彩色钝化；
4、镀锌军绿色钝化；
5、镀锌黑色钝化。
按照钝化液中的成分又分：三价铬钝化和六价铬钝化。
各种镀锌工艺的优缺点
1、氰化镀锌
优点：镀层结晶细致，镀液的分散能力和覆盖能力较好，对钢铁设备无腐蚀作用。
缺点：镀液含有剧毒氰化物，排放的废水和废气对环境有危害。
2、硫酸盐镀锌
优点：成本低，镀液稳定，电流效率高，允许的阴极电流密度上限值很高，沉积速度快。
缺点：均镀能力和深镀能力较差，镀层结晶较粗，只适用于镀外形简单的零件。镀液对钢铁设备有腐蚀作用。
3、弱酸性氯化钾镀锌
优点：无氰，镀液成分简单、稳定，投产成本不高，电流效率高，节约电能，沉积速度快，生产效率高，适用于铸铁零件、高碳钢零件镀锌。镀层光亮、细致，整平性好。
缺点：镀液对钢铁设备有腐蚀作用。如果后处理不好，彩色钝化膜的抗盐雾性能比碱性镀锌差。
4、氨三乙酸－氯化铵镀锌
优点：由于氨三乙酸对锌的络合能力较强，显著增加了锌沉积时的阴极极化作用，镀液的分散能力和覆盖能力较好，镀层比较光亮。
缺点：镀液对钢铁设备有腐蚀严重。
5、碱性锌酸盐镀锌
优点：无氰，对钢铁设备无腐蚀，钝化膜在湿热的大气中不容易变色发黑。
缺点：在镀层的结合力和脆性方面于氰化镀锌相比有一定的差距。
镀锌工艺流程
零件上挂—有机溶剂除油—热水洗—化学除油（或电解除油）—水洗—除锈—水洗—酸活化—水洗—电镀—水洗—出光—水洗—钝化—水洗—烘干
