等線鍍鎘層綜合應用性能較為突出，因而在眾多工程領域具有良好應用。然而，電鍍鎘工藝本身會對人體健康及環境造成較大危害。因此，需要尋求新的替代工藝。經驗證，在眾多電鍍工藝中，電鍍鋅鎳合金鍍層是最適合替代電鍍鎘的。

    金屬鍍層的電化學沉積法具有眾多優勢。首先，成本較低。其次，可以通過調整電鍍工藝參數來控制鍍層的膜厚。再者，與物理沉積方式相比，電鍍工藝也可以提高沉積速率。然而，一些復雜幾何結構的產品電鍍時會影響電鍍層分布的效果。當電鍍尺寸較大的產品時，通過測試產品表面鍍層的膜厚情況，往往會發現電流密度、鍍層厚度分布不均勻及合金鍍層中鎳金屬含量差異較大等嚴重問題 （圖1）

圖1  飛機起落架部件的3D幾何形狀比較電鍍時間對膜厚分布的影響

    要解決這些問題不能單純地只靠改變電鍍參數（例如電鍍時間）：

    電鍍層過厚（紅色區域）和電鍍層較薄（藍色區域），即使是不同尺寸大小的產品，問題同樣存在。

    從圖2的柱狀圖中我們可以看到產品需要電鍍面區域、不同膜厚分布占的百分比，以及鋅鎳合金鍍層中鎳金屬的含量（紅色—超出標準區域，綠色—在標準范圍之內）

圖2 需要電鍍面區域膜厚及鎳金屬含量的百分比

    電鍍鎘或者電鍍鋅鎳合金工藝中產生的電鍍層過厚或過薄的比例其實是可以通過使用相同結構的輔助工具來優化并控制的。也就是說，之前用于電鍍鎘的電鍍輔助工具也可以在電鍍鋅鎳合金工藝中使用。

    這個項目是要設計一些合適的輔助工具，它在飛機起落架部件電鍍鎘和電鍍鋅鎳合金工藝過程中均可使用。這些電鍍輔助工具的設計與優化是通過計算機仿真技術來達到的。在這種計算機輔助設計的優化下，我們有幾重目標：滿足膜厚要求（鎘：min=10um，max=25um），盡可能地優化總的電鍍時間，盡可能地讓電鍍輔助工具更加簡單、實用。這都可以通過一種基于計算機模擬膜厚的技術實現，即Elysca PlatingManager電鍍仿真軟件。

    這些輔助工具主要是依賴兩組活性部件：一，用于縮小產品膜厚過厚區域的絕緣屏蔽體，二，根據產品的實際情況而設計的輔助象形陽極（除了主要陽極之外的）（圖3）

圖3 該項目的輔助工具：電流遮蔽和輔助象形陽極（除了主陽極之外的）

    同樣的電鍍輔助工具也可用在電鍍鋅鎳合金工藝中（鋅鎳合金膜厚標準：min = 7 ?um, max = 15 um）。在這種情況下，合金中鎳金屬的含量需要嚴格控制，因為電鍍鋅鎳合金是一種異常共沉積現象。在電鍍輔助工具的幫助下，鋅鎳合金鍍層的膜厚和鎳含量（12%--15%）都會控制在給定范圍之內。但是，如果鎳金屬含量超出規定范圍，這時我們既要考慮到電鍍鋅鎳合金的工藝參數的變化，也要考慮輔助工具相對與之前電鍍鎘時的一些區別，并加以優化。以上這些通過使用Elsyca PlatingManager電鍍仿真軟件可以快速實現。

    參考文獻

    1.Characterization of a Zinc/Nickel plating bath, Paulo Vieira, Bart Van Den Bossche, Alan Rose, Plating&Surface Finishing, December 2009

    2.Elsyca PlatingManager: http://www.elsycaplatingmanager.com/

    3.www.elsyca.com <http://www.elsyca.com> / info@elsyca.com <mailto:info@elsyca.com>