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移除书签氯化铵镀锌双称铵盐镀锌，它是氯化物镀锌溶液中应用最早的一个镀种。我国在20世纪70～80年代这种工艺应用面最广，到现在仍然有不少单位在采用。氯化铵镀锌液组成比较简单，主要有三种成分，即氯化锌、氯化铵和硼酸，且基本无毒，镀液分散能力、覆盖能力好，稳定性高，电流效率高(接近100%)，镀层光亮美观，结晶细致。由于镀液中有大量铵离子，污水处理较困难。镀层钝化较容易，但有时钝化膜易变化。
4.1 氯化铵电镀工艺
氯化铵镀锌溶液组成及工艺操作条件见表3。
| 表3 氯化铵镀锌溶液的组成和工艺操作条件 | ||||
|---|---|---|---|---|
| 镀液组成及条件 | 工艺1 | 工艺2 | 工艺3 | 工艺4 |
| 氯化铵(NH4Cl)/(g/L) | 220~280 | 200~300 | 160~240 | 220~280 |
| 氯化锌(ZnCl2)/(g/L) | 30~45 | 35~40 | 45~65 | 40~85 |
| 平平加(g/L) | 6~8 | --- | --- | --- |
| 亚苄基丙酮(g/L) | 0.2~0.5 | --- | --- | --- |
| Ekem-921柔软剂(ml/L) | --- | 20~40 | --- | --- |
| Ekem-921光亮剂(ml/L) | --- | 0.3~1.0 | --- | --- |
| CX-2000A(ml/L) | --- | --- | 1.0~1.5 | --- |
| CX-2000B(ml/L) | --- | --- | 40 | --- |
| 柔软剂(ml/L) | --- | --- | --- | 25~30 |
| 光亮剂(ml/L) | --- | --- | --- | 0.5~1.0 |
| pH值 | 5.5~6.5 | 5.5~6.5 | 5.0~6.5 | 5.5~6.5 |
| 温度(℃) | 5~40 | 15~45 | 10~40 | 5~45 |
| 阴极电流密度(A/dm2) | 0.3~2.0 | 0.2~2.0 | 0.5~4.0 | 0.5~3.0 |
【备注】 工艺1是哈工大工艺；工艺2是厦门宏正化工有限公司工艺；
工艺3是武汉风帆电镀技术有限公司工艺；工艺4是上海永生助剂厂和无锡钱桥助剂厂工艺。
4.2 氯化铵镀锌基本原理及电极反应
在氯化铵镀锌溶液中，锌与氨形成锌氨配位离子，但这种配位离子很不稳定，且受pH值的影响较大。根据氨的浓度和溶液的pH值，锌离子与氨可形成不同配位的配合物：
4.2.1 阴极反应
4.2.2 阳极反应
4.3 镀液的配制方法
(1) 在镀槽中加入计算量的氯化铵，加60℃左右的热水进行溶解，溶解时用木棒或塑料棒不断搅拌。如不是太急需投入生产，也可以用自来水进行溶解，因氯化铵在溶解时是一种吸热反应，这时溶液的温度很低，会影响其溶解速度，让其隔夜自然升温，这样就可以节省热能。自来水的加入量约为槽液体积的3/4。
(2) 氯化锌极易溶解于水，可用自来水或用已溶解的氯化铵溶液来溶解氯化锌。氯化锌溶解时是放热反应，这时应戴好橡胶或塑料手套，并注意不让溶液溅入眼内。氯化锌的质量不像氯化铵那样总是稳定可靠的，它的质量参差不一，并且是差的多，好的少，因此，在采购时要特别注意，要选用质量可靠的，否则麻烦得很。如确实买不到质量好的氯化锌，则最好把它用自来水先单独溶解，浓度可配成300g/L左右，用2～4g/L锌粉先进行处理后再过滤入镀槽。不然的话，等全部配好后再过滤会增加过滤成本。当然也可以在配制后用低电流密度进行电解处理，直到镀层合格为止。
(3) 加入光亮剂
(4) 加水到规定体积，然后挂瓦楞铁板进行电解处理，直至镀层合格，就可以投入正常生产。电解时的阴极电流密度为0.1～0.2A/dm2，电解时间长短主要取决于氯化锌中杂质的含量。
4.4 镀液中各成分的作用
4.4.1 氯化锌
氯化锌是主盐，提供镀液中的锌离子。氯化锌浓度的高低对镀锌层的质量影响很大。氯化锌含量高，电流效率高，沉积速度快，但分散能力会降低；氯化锌浓度过低，电流效率低，镀层沉积速度慢，覆盖能力也会变差。当氯化锌含量低于25g/L时，常会出现镀件凹入处没有镀层沉积的现象。氯化锌含量还与添加剂的质量有关，如仅采用平平加和亚苄基丙酮(或邻氯苯甲醛)作光亮剂，则氯化锌含量不能过高，因这种光亮剂中没有辅助光亮剂，而且作为载体光亮剂的平平加，由于其浊点较低，综合性能也较差，所以采用这种光亮剂的氯化铵镀锌溶液，其溶液组成中的氯化锌不宜过高，一般挂镀时在35~45g/L，滚镀时则在30~35g/L为宜。
4.4.2 氯化铵
氯化铵在镀液中主要起导电作用，同时它又是一种配位剂和阳极去极化剂。氯化铵的导电性在氯化物锌的介质中是最好的，比氯化钾和氯化钠都要好。但氯化铵在温度55℃以上时就易于分解，对电镀设备的腐蚀也最严重。氯化铵镀锌溶液对光亮剂的要求较低，尤其对载体光亮剂的浊点要求不高，如可以用平平加作为载体光亮剂，氯化钾溶液则不能用平平加，因为它的浊点太低。氯化铵在镀液中的浓度可比氯化钾和氯化钠高，最高可达280g/L。氯化铵浓度高，镀液的导电性能就好，槽电压降低，能节约用电，镀液的覆盖能力和分散能力也较好。因此，镀液中氯化铵浓度适当高些是有利的。
4.4.3 碉酸
硼酸是缓冲剂，其主要作用是稳定镀液的pH值。通常镀液的pH值保持在5.0~6.5，pH值超过6.5镀层容易出现条纹。在电镀过程中pH值有升高趋势，需经常用稀盐酸调节。
4.4.4 添加剂
氯化铵镀锌溶液的添加剂是非常重要的组分，若镀液中没有添加剂存在，所得到的镀层只能是海绵状的。氯化铵镀锌溶液最早使用的添加剂是木工胶和硫脲，后来改用聚乙二醇代替明胶，但镀层有脆性，光亮度也不够好。采用平平加和洋茉莉醛作光亮剂后才取得了较为满意的效果，但洋茉莉醛资源少，价格贵，无法进行推广使用。以后又合成了亚苄基丙酮代替洋茉莉醛，才奠定了氯化物镀锌光亮剂的基础。
4.5 镀液的维护
4.5.1 电工艺参数
4.5.1.1 镀液的pH值
铵盐镀锌溶液的pH值通常定在5.5~6.5。在铵盐镀锌溶液的电镀过程中，往往阳极电流效率高于阴极电流效率，这样一部分电流就会消耗在阴极氢气的析出上。随着氢气的析出，镀液中H+便减少了，pH值就会上升，可以用稀盐酸调pH值。
4.5.1.2 工作温度
铵盐镀锌槽液最适宜的温度是15~35℃。温度与添加剂质量有密切关系，其组分中影响最大的是载体光亮剂。如果载体光亮剂是平平加，那么液温度最高可到38℃；若温度再升高，平平加有可能盐析出来。主光亮剂多是芳香酮或芳香醛，它们是不溶于水的，其之所以能溶入溶液中，完全是载体光亮剂的功劳。即使选用了好的光亮剂，氯化铵镀锌溶液的温度也不能超过45℃。
4.5.1.3 阴极电流密度
阴极电流密度与镀液的温度和浓度有密切关系，与阴极是否移动和滚筒的转速也有关，还与添加剂的质量有关。镀液温度高时，电流密度也要大；反之则要小。有阴极移动时，电流密度可大ー些。镀液中锌离子浓度高时，容许电流密度也大。对添加剂而言，载体光亮剂加得多些，容许电流密度也可大些。通常情况下，挂镀的电流密度在0.5~2.5A/dm2，滚镀的则在0.5~0.8A/dm2。
4.5.1.4 阴极移动
挂镀时进行阴极移动对提高镀层的沉积速度和均匀性都是有利的因为阴极移动可弥补锌离子的电迁移和弥补镀液对流和布朗运动的不足，从而能够大大提高电流密度，防止镜层烧焦现象的出现。阴极移动速度一般为10~12次/min，移动距离10~15cm。对于滚镀来说，则与滚筒的转速有关，一般为6~8r/min。转速过快，锌层沉积速度慢，这是因为锌镀层硬度较低和耐磨性较差，使镀层过渡磨损；转速过慢，电流密度开不大。
4.5.2 镀液的维护
控制好所用原材料的质量铵盐镀锌所用原料不多，氯化铵和硼酸一般不会出质量问题，但氯化锌的质量往往靠不住，可先通过赫尔槽试验，如果有问题可先进行处理。
4.5.2.1 杂质的影响及去除方法
(1) 铅杂质
主要来源于锌阳极板，阳极最好用0号锌板。铅杂质可降低电流效率和覆盖能力，甚至于露底。铅杂质可用锌粉处理，最有效的办法是长时间地电解处理，直至镀层正常为止。
(2) 铜杂质
铜杂质可使层发黑。铜杂质的处理方法有两种：一是用锌粉处理；二是用电解法处理。锌粉在使用前最好要进行活化，这样效果较好。
(3) 铁杂质
铵盐镀锌溶液对钢铁的腐蚀严重，所以槽液中的铁杂质是难以避免的。但三价铁对镀锌层质量影响不大，影响较大的是二价铁。二价铁主要是降低电流密度的上限容许值，尤其在滚镀时情况更为突出，在贴近滚筒壁的镀层容易烧焦。铁杂质主要来源于酸洗，用盐酸酸洗后的钢铁件很容易产生绿锈，这层绿锈多是二价铁。解决的办法，只要在酸洗及清洗后，再加一道3%~4%氢氧化钠中和即可。
