一、电镀锌工艺原理与核心特性
阴极（工件）：螺栓作为阴极接入直流电源负极，表面发生还原反应，锌离子在电场作用下还原为金属锌并沉积（反应式：Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn）。
阳极（可溶性电极）：锌板作为阳极接入电源正极，发生氧化反应溶解并补充电解液中的锌离子（反应式：Zn - 2e⁻ → Zn²⁺）。
电解液体系：以氯化锌（ZnCl₂）或硫酸锌（ZnSO₄）为主要成分，辅以导电盐、光亮剂和 pH 缓冲剂，确保锌离子稳定迁移与均匀沉积。
二、标准化处理工艺流程
1. 前处理（决定镀层质量的关键）
除油脱脂：采用碱性脱脂剂（NaOH + 表面活性剂）超声波清洗，去除矿物油、切削液残留，避免油污阻碍锌离子吸附。
酸洗活化（中高碳钢必需）：
8.8 级螺栓（中碳钢）需浸入 15%-20% 盐酸溶液（50-60℃）溶解氧化皮，反应式：Fe₃O₄ + 8HCl → 2FeCl₃ + FeCl₂ + 4H₂O。酸洗后用 5% 碳酸钠溶液中和，经三级逆流漂洗至中性（pH=6.5-7.5）。弱腐蚀处理：镀前用 5% 稀硫酸短暂浸蚀（3-5 秒），去除表面钝化膜，确保活性基底。
2. 电镀锌沉积
镀液参数：电流密度 1-3A/dm²，温度 25-35℃，pH 值 4.5-5.5（酸性环境抑制析氢），电镀时间根据目标厚度（如 8μm 需 30 分钟）通过安培小时计**控制。
镀层特性：锌层均匀致密，可覆盖浅划痕等微观缺陷，但无法修复深凹痕或锈坑（需先机械打磨）。
3. 后处理强化
钝化工艺：
蓝白钝化（三价铬体系）：盐雾测试 48-72 小时，表面蓝白色光泽，环保性优；
彩钝化（六价铬体系，逐步淘汰）：盐雾测试＞100 小时，表面五彩斑斓，耐蚀性强；
无铬钝化（钛盐 / 钼酸盐）：盐雾测试 36-48 小时，银白色，符合 RoHS 标准。
封闭处理：螺纹部分涂覆水溶性封闭剂，填补镀层孔隙，提升耐湿热性能（尤其适用于电子设备）。
三、与其他表面处理工艺的对比
| 工艺 | 适用材料 | 镀层类型 | 厚度 | 盐雾测试 | 典型应用 |
|---|---|---|---|---|---|
| 电镀锌 | 钢铁件 | 金属锌层 | 5-15μm | 48-100 小时 | 精密螺栓、电子配件 |
| 热浸镀锌 | 钢铁件 | 锌铁合金层 | 50-80μm | ＞500 小时 | 户外钢结构、桥梁螺栓 |
| 阳极氧化 | 铝及铝合金 | 氧化铝膜 | 5-25μm | 200-500 小时 | 铝制紧固件、航空零件 |
| 达克罗 | 钢铁 / 铝基合金 | 无铬锌基涂层 | 6-8μm | ＞1000 小时 | 高耐蚀汽车螺栓 |
四、工业应用与质量控制
1. 适用场景
优势场景：一般大气环境（湿度＜85% RH）、室内装配、对外观和扭矩精度要求高的场合（如家具、电子设备、汽车内饰件）。
限制场景：高盐雾（海洋环境）、强酸碱、长期浸泡或超高强度工况（需改用热镀锌或达克罗）。
2. 检测标准
镀层厚度：采用 X 射线荧光光谱仪（XRF）检测，符合 GB/T 9799-2011《钢铁上电镀锌层》。
附着力：按 ISO 2819 进行铜加速乙酸盐雾试验（CASS 试验），镀层无鼓泡、剥落。
外观：6000K 标准光源下目视，允许轻微均匀色差，不得漏镀、黑斑或树枝状结晶。
3. 失效预警
氢脆风险：基材硬度＞32HRC 时，镀后需 200℃去氢处理 4 小时，避免应力集中导致断裂。
环境适应性：高湿度含硫环境（如工业大气）建议选用锌镍合金镀层，耐蚀性提升 3 倍以上。
