无氰碱性镀锌工艺参数和镀层性能研究

摘要

[目的]研究添加剂、电流密度、温度和锌离子浓度对无氰镀锌工艺性能的影响，为工业化生产提供关键参数优化依据。[方法]以30CrMnSiA钢为基材，采用无氰碱性锌酸盐体系电镀锌。通过阴极极化曲线分析添加剂NCZ对锌电沉积行为的影响，并测试其镀液分散能力。以沉积速率、镀液分散能力和镀层结合力为评价指标，通过正交试验优化了电流密度、温度和锌离子浓度这几个关键工艺参数。对比了无氰镀锌和氰化物镀锌样品的氢脆性和疲劳性能。最后通过塔菲尔曲线测试检测了无氰镀锌层的耐蚀性。[结果]添加剂NCZ能够提高镀液的分散能力，其较佳用量为20～30 mL/L。无氰镀锌的较优工艺参数为：电流密度3 A/dm²，温度30℃,Zn²⁺质量浓度9 g/L。无氰镀锌和氰化物镀锌对基材氢脆性能和疲劳性能的影响相近，但前者的疲劳极限必后者高5.8%。三价铬钝化处理能够显著提高无氰镀锌层的耐蚀性。[结论]本研究的无氰镀锌工艺具备工业化应用潜力，为电镀行业的绿色转型提供了可靠的技术方案。

关键词

无氰镀锌 / 氰化物镀锌 / 分散能力 / 氢脆性 / 疲劳性能 / 耐蚀性