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从经济性和易操作性上考虑，锌合金镀层及其钝化膜处理工艺仍然为增强铁基体耐蚀性的最佳选择，此外本课题对最终外观要求为黑色。所以本课题的目标是获得钢铁基体上高耐蚀性的锌合金镀层及其黑色钝化工艺。碱性电镀锌镍合金以其分散能力好，较高的均镀能力，相对于酸性电镀锌镍合金较好的耐蚀性等优点，有着极大地商业市场。本课题优选镀液组成，以镀层镍含量、镀层厚度、电流效率三个性能指标为参考，并从镀液易维护性出发，获得了易维护的碱性电镀锌镍合金工艺，当镀液为ZnO14g·L-1，NaOH120g·L-1，有机胺A40mL·L-1，三乙醇胺16mL·L-1，NiSO4·6H2O14g·L-1，光亮剂8mL·L-1，Dk2.5A·dm-2，温度20℃（室温）时，可获得镍含量为13mass%的锌镍合金镀层。然后系统地研究了各个工艺条件如各组分浓度，阴极电流密度，温度对镀层性能的影响，得知为了获得镍含量在13mass%左右的光亮锌镍合金镀层，且有一定的厚度和电流效率，在电镀过程中需维持各组分浓度及工艺条件在：NiSO4·6H2O12~40g·L-1，ZnO10~20g·L-1，三乙醇胺0~20mL·L-1，Dk2~3A·dm-2，温度20~35℃，光亮剂4~10mL·L-1。以此为基础，设计了相应的镀液维护方案：使用不锈钢不溶性阳极，采取镀液溶解ZnSO4·7H2O的方式补加Zn2+，采取有机胺A络合NiSO4·6H2O后补加到镀液中的方式补加Ni2+，由于此方法引入了大量SO42-，长时间生产后采取冷冻方式以除去镀液中的Na2SO4。虽然锌合金镀层增强了铁基体的耐蚀性，但一般使用中还会在锌合金镀层上再罩一层钝化膜，不仅极大的提升了锌合金的耐蚀性，还具有装饰作用，本课题要求在锌合金镀层上有黑色的钝化膜层。传统上采用六价铬黑色钝化工艺处理锌及锌合金表面获得黑色的高耐蚀性膜层。但六价铬有毒，具有致癌性，而三价铬黑色钝化工艺路线是极具前景的替代路线。本课题采用硫酸铜点滴，Tafel、 EIS电化学测试、SEM、NSS实验等研究方法，通过初选和正交试验，获得了锌镍合金镀层三价铬黑色钝化工艺，所得膜层均匀黑亮，结合力良好，具体为：醋酸铬12g·L-1，氯化铬8g·L-1，有机羧酸B32g·L-1，硝酸钠20g·L-1，氯化钴4g·L-1，氯化镍2g·L-1，pH1.8，温度室温（20±5℃），浸渍时间60s。但由于膜层表面泥裂纹的结构缺陷，其耐蚀性较差，中性盐雾试验(NSS)出白锈时间仅24h。为提高膜层耐蚀性，采用硫酸铜点滴，Tafel、 EIS电化学测试研究了添加剂对膜层耐蚀性的影响，其中氯化铈、氯化锌、纳米SiO2、钼酸钠、硅酸钠的添加和镀层镍含量的增加均一定程度上提升了钝化膜的耐蚀性，而尤以纳米SiO2的提升幅度最大，中性盐雾试验出白锈时间最高能达到48h。但钝化膜层的泥裂纹缺陷并未有明显的改善，需要再加一层封闭层以提升钝化膜的耐蚀性。