环保型镀锌电解液中添加剂性能的比较(9)
在30℃、10min下，研究阴极电流密度对结合力的影响。由实验结果可见阴极电流密度对结合力影响大，2.0 A/dm2～2.4 A/dm2时，结合力最好，无起皮或脱落现象。
根据以上结果，电流密度应控制在2.0 A/dm2为宜。
5.3.2 搅拌对镀层的影响
搅拌是碱性镀锌电解液获得良好镀层的重要条件。搅拌可以使阴极附近溶液不断更新，使放电的金属离子不致贫乏，并使离子扩散速度增加，而相应地提高电流密度。如果不搅拌，采用大的阴极电流密度时，阳极溶解加快，造成阳极钝化。阳极钝化对阴极也有影响，零件表面会有白色粉末生成，造成镀层粗糙，从而导致镀层结合力下降。空气搅拌或阴极移动均可以提高阴极电流密度和锌镀层的光亮度。
搅拌对镀层结合力的影响见表5.5。
表5.5 搅拌对镀层结合力影响
电流密度 2.0A/dm2 2.0A/dm2 2.2A/dm2 2.2A/dm2 2.4 A/dm2 2.4A/dm2
是否搅拌 是 否 是 否 是 否
结合力 √ △ √ √ √ △
划格法测结合力：“√”无镀层起皮或脱落；“△”轻微镀层起皮或脱落；“×”镀层起皮或脱落。
由表5.5可知，在2.0A/dm2、2.2 A/dm2和2.4A/dm2这三个电流密度下，采用空气搅拌所获得的镀层的结合力要优于不采用空气搅拌状态下所获得的镀层，因此，在碱性镀锌工艺中必须采用空气搅拌。
5.3.3 pH对镀层的影响
pH值是碱性镀锌中很重要的工艺参数，为保证得到质量最佳的镀层，就需要严格控制pH值在规范之内。当pH值在工艺范围内，可获得光亮的、致密的镀层。其酸度可用氢氧化钠稀溶液调整，以精密pH试纸来测量。
观察pH值对镀层质量的影响，试验结果见表5.6。
表5.6 不同pH的镀层结合强度
pH 12 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5
镀件弯曲试验 脱皮 部分脱皮 略脱皮 不脱皮 不脱皮 部分脱皮
镀件烘烤试验 起泡 部分起泡 略起泡 略起泡 不起泡 部分起泡
由此可知，碱性镀锌电解液的pH值对镀层略有影响。
根据上面的数据分析, 当镀液pH较低时, 铁件活化后直接放入镀液中也容易发生置换反应, 由于置换反应速度很快, 铁表面瞬间形成孔隙、结合力很差的置换层，其上再电沉积, 无结合强度可言。当镀液pH较高时, 阴极极化作用变弱, 镀层结晶较粗大, 结合力也较差。通过表5.33的镀层结合力也证明了这一点，镀液pH严格控制在14.0, 才能获得结合力好结晶细致的镀层。
5.3.4 温度对镀层质量的影响
镀锌电解液的温度可直接影响工作电流密度的使用范围。温度对锌酸盐电镀锌非常重要，因为它与使用电流密度有关。温度过低，则使用的电流密度范围变窄，电流效率下降，沉积速率慢，镀层易起泡；温度过高，阳极溶解快，Zn2+升高快，镀液分数能力下降，镀层光亮度差，且零件边角毛糙，添加剂消耗快。因此，通过试验观察温度对镀层的影响以确定最适宜的使用温度，试验结果见表5.7
表5.7 温度对镀层结合力的影响
温度 20℃ 25℃ 30℃ 35℃ 40℃