镀锌层的电化学腐蚀

镀锌板表面有水存积的时候，由于水中溶解一定量的氧，二氧化 碳及二氧化硫等腐蚀性介质，便形成了电解液。其化学反应不可 避免的发生了。其反应式如下：
阳极反应：Zn-2e→Zn2+ 阴极反应：O2+2H2O+4e→4OH－

在阳极反应过程中，锌被溶解。在阴极发生的反应称为氧的去极 化反应。因在电解液中溶解有一定量的氧，特别在电解液和空气 接触的界面处，此反应进行得更为激烈，常称为界面腐蚀，反应 结果产生的锈蚀产物为：
主要几种电镀锌种类

1、碱性氰化物镀锌（结晶细，光泽好，均镀及深镀能力好，温
度范围宽。电流效率低，易渗氢。适合复杂件电镀及镀厚锌，三价铬蓝 白色钝化不易变色，但是对三价铬黑色钝化效果不佳。）

2、碱性锌酸盐镀锌（结晶细，光泽好，均镀及深镀能力差。电流效率
低，易渗氢。镀层厚时有脆性。三价铬蓝白钝化膜易变色。对三价铬彩色、黑色 钝化有良好的效果）

为什么会腐蚀？

其根本原因还是金属自身的原因，任何金属最 稳定的状态就是它原来在自然界中所处的状况， 所以一旦条件适合，它们便恢复到原先的矿物 状态，生成氧化物、硫化物、碳酸盐等，这就 是金属的腐蚀现象。
金属的腐蚀机理
金属的腐蚀按反应机理的不同分为： （1）物理腐蚀：单纯的物理溶解所引起的破坏 （2）化学腐蚀 （3）电化学腐蚀


电镀锌常见质量缺陷以及原因



4.缺陷名称：黑点 缺陷表现：黑色点状物或块状斑点 发生原因： 不纯物析出同大气中的水分、二氧化碳等反应，或是运 输、搬运过程中摩擦产生。 5.缺陷名称：偏黄色 缺陷表现：在零件边缘、多孔地方、夹缝处出现偏黄色 发生原因：A、钝化不良 。 B、清洗不彻底 C、镀种选择错误。 D、镀种错误 6.缺陷名称：手指印 缺陷表现：零件表面出现手印 发生原因：在钝化后所有工序出现未戴手套接触产品或戴不干净手 套接触产品
电镀锌零件操作、风地方存放,避免露水侵蚀或湿气渗透
度和温度） （控制相对湿
2、确认在存放时没有破坏包装纸（赃物、污水等不可残留电镀层表面） 3、尽可能缩短存放时间,在腐蚀前保护它的表面。
锌在密封不通风或潮湿的环境下，与非金属材料的挥发物（醛、 氨等）接触时，锌易遭到腐蚀产生疏松的白色产物（俗称“白 霜”）。与胶木、油漆、木材的挥发气体接触时，锌有生长白色 细丝状单结晶的倾向。（俗称“长毛”）
上游电镀有限公司
电镀锌基础知识培训以及注意事项
董涛 2013-4-6
化学元素周期表
锌概述
锌是一种化学元素，它的化学符号是Zn，它 的原子序数是30，是一种浅灰色的过渡金属。 外观呈现银白色，是现代工业生产中相当重要 的一个金属。 锌易溶于酸，也能溶于碱，故称它为两性金属。


为什么钢材表面要镀锌？
电镀锌常见质量缺陷以及原因



7.缺陷名称：白斑 缺陷表现：零件表面出现面积较大白色点状、块状斑点 发生原因： 零件在未电镀前发生了生锈现象对基材造成了腐蚀，电镀 后就会出现白斑现象 。 8.缺陷名称：电镀气泡 缺陷表现：零件表面出现片状 发生原因：前处理不彻底，产品表面存在油污或水锈。 9.缺陷名称：氧化 缺陷表现：零件表面产生白锈 发生原因： A、保管过程中，吸收空气中水分，发生化学腐蚀
大气对锌腐蚀情况的影响



在干燥状态时，由于锌的性能较活泼，也能生成ZnO，在潮 湿的大气中，镀锌层表面存在水膜，也会发生有氧参与的电 化学腐蚀。于是锌的表面会生成由ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3 组成的锈层（白锈）。 由于ZnO的体积比金属锌的体积大0.44倍，所以锈层的初期 比较致密，而且在潮湿情况下生成的Zn(OH)2、ZnCO3组成 的锈层粘附性较好，所以锌比钢铁的耐大气腐蚀性能好。 在空气受到污染且锌在露天的情况下，由于空气中SO2、 NO2以及Cl-的存在都会加剧锌的腐蚀。所以镀锌板在不同环 境中使用时，其使用寿命和耐蚀性有较大的差别。

电镀锌原理

在盛有镀锌液的镀槽中，经过清理 和特殊预处理的待镀件作为阴极， 用镀覆金属制成阳极，两极分别与 直流电源的正极和负极联接。通电 后，镀锌液中的金属离子，在电位 差的作用下移动到阴极上形成镀层。 阳极的金属形成金属离子进入镀锌 液，以保持被镀覆的金属离子的浓 度。镀锌时，阳极材料的质量、镀 锌液的成分、温度、电流密度、通 电时间、搅拌强度、析出的杂质、 电源波形等都会影响镀层的质量， 需要适时进行控制。
2Zn+O2 → 2ZnO 5ZnO+2CO2+3H2O → 2ZnCO3 · 3Zn(OH)2
B、生产操作过程中，含酸性或碱性的液体溅在产品表面。
电镀锌零件操作、存放注意事项
操作注意事项
1、由于锌是两性金属，所以无论在什么时候触摸电镀锌零件时，都 要注意防护措施，如戴手套等，不可以直接接触产品表面。 2、锌层的使用温度不得大于230℃，高于此温度后锌结晶组织变形， 发脆，耐蚀能力下降。而且高温烘烤对钝化膜也会形成破坏作用， 所以在除氢时，温度一般不得高于220 ℃。 3、操作时注意汗液、唾液等不可以溅在镀锌层表面（衣着，控制温度等）
环境差异对锌腐蚀情况的影响



海洋气候： 潮湿，富含盐类，给金属电化学腐蚀提供充足的电解质。 工业区： 大气中富含SO2、NO2、CO2，造成酸性环境。 一般说来，温度升高腐蚀加速。当然也有例外，如钢铁件在沸腾海水中 因氧的溶解度随温度升高而下降，其腐蚀速率反而比热海水的腐蚀速率 低。 高的相对湿度加上大气污染的影响(如SO2，Cl-)会使腐蚀进一步加剧。 与此相反，如果仅有大气污染而相对湿度低，则腐蚀未必严重。 上海属于亚热带海洋性季风气候，年平均相对湿度75%左右，年平均温 度17.2C0，大气中SO2 含量为0.1309 mg /m3，降水中CL为14488-mg/l， 空气中Cl- 0.1381 mg/100cm2.d，相对潮湿
镀锌层的化学腐蚀
2Zn+O2=2ZnO Zn+H2O=ZnO+H2↑ Zn+CO2=ZnO+CO↑ 上述三式在高温下反应剧烈，会生成致密的氧化锌薄膜，而在室 温下进行的非常缓慢。ZnO膜每100小时增加厚度约1埃。膜厚在 200埃以下时肉眼是察觉不到的。它的生长起始于锌的结晶体， 而且和它下面金属结合很牢固。随着ZnO薄膜的增加，达到300400埃时，人们肉眼才看到。由于ZnO比锌的体积大44-59％。特 别在膜厚度较大时，在内部或外部应力的作用下容易产生破裂， 这时保护作用也即失去。

3、铵盐镀锌（结晶细，光泽好，均镀及深镀能力好，电流效率高，沉积
速度快，温度范围小，易腐蚀设备。）
4、钾盐镀锌（色泽光亮鲜艳，深镀能力好，均镀能力差，镀层易产生脆
性。）
5、硫酸盐镀锌（结晶粗，电流效率高，沉积速度快，均镀能力差。适用
于简单件。）
电镀锌性能特点

1、 锌镀层较厚，结晶细致、均匀且无孔隙 ，抗腐蚀性良好； 2、电镀所得锌层较纯，在酸、碱等雾气中 腐蚀相对较慢，能有效保护钢基体； 3、锌镀层经铬酸盐钝化后形成白色、彩色、 军绿色等，美观大方，具有一定的装饰 性； 4、由于锌镀层具有良好的延展性，因此可 进行冷冲、轧制、折弯等各种成型而不 损坏镀层。
锌的防腐蚀原理概述

锌为两性金属。其标准电位为-0.76V。比铁的电位（+0.77V）负， 因此形成铁-锌原电池时，锌层为阳极，它会自身溶解，对保护 钢铁基体。所以锌镀层对钢铁即有机械保护作用，也有电化学保 护作用。但锌在海洋性气候下为阴极性镀层，会加速基体的腐蚀。 锌是一种活泼金属,锌在空气中暴露的最初同氧气发生反应,生成 氧化锌.同时,同二氧化碳反应生成薄的碳酸锌薄膜,这种薄膜致密 性很好,把内部组织同外部环境隔离开来。 2Zn+O2+CO2+H2O=Zn(OH)2CO3
Zn2++OH－→Zn(OH)2→ZnO·H2O
化学腐蚀与电化学腐蚀的区别

（1）化学腐蚀是一种单纯的化学反应，反应过程无电流产生； 电化学腐蚀反应过程有电流产生。 （2）化学腐蚀在表面进行，对钢铁内部影响不大；电化学腐蚀 在钢铁表面和内部都能进行，是导致钢铁被透彻腐蚀的主要原因。 （3）电化学腐蚀与化学腐蚀在机理上的主要区别在于电化学腐 蚀时，金属与介质的相互作用被分为两个独立的共轭反应：阳极 （放出电子的电极）过程是金属原子以离子形式进入溶液；阴极 （得到电子的电极）过程是从阳极过来的电子，被电解质溶液中 能够吸收电子的氧化性物质接受而发生还原反应。
镀锌工艺流程
化学除油 水洗 水洗 电解除油 热水洗 水洗 活化
钝化
出光
水洗
水洗
镀锌
中和
水洗
流动水洗
纯水洗
纯水洗
热纯水洗
吹干
烘干
检验
入库
包装
电镀锌常见质量缺陷以及原因

1.缺陷名称：镀锌层脱 缺陷表现：镀锌层出现片状脱落 发生原因：A、前处理不良 。B、内应力太大 2.缺陷名称：漏镀 缺陷表现：无电镀层覆盖 发生原因：A、前处理不良 。B、不通电。 C、基材缺陷。 D、镀种错误 3.缺陷名称：材质气泡 缺陷表现：产品上出现线状气泡，电镀层去除后气泡还是存在。 发生原因：钢材在辊轧时孔隙率较高，不够致密，电镀时产生 的氢气渗透进孔隙中，在烘烤时氢气往 外渗透时将 钢材顶起的气泡。

（1）防止基材金属腐蚀
（2）增加金属外表美观
金属的腐蚀及危害

1）金属腐蚀的定义
当金属和周围介质接触时，由于发生化学和电化学 作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀。



（2）金属腐蚀的危害
金属腐蚀后失去了金属的特性，在外形、色泽以及 机械性能等方面都将发生变化，造成设备破坏、管道 泄漏、产品污染，酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资 源和能源的严重浪费，使国民经济受到巨大的损失。 钢铁产品的1/10消耗于腐蚀。被腐蚀报废的金属制 品的制造价值往往要比金属本身的价值高很多。