齿轮电镀锌-铁合金及其黑色钝化工艺 长期以来，齿轮生产是在冷热加工完成后，表面经过浸油，或磷化处理，或发黑处理等后处理工序。这些工序虽然对齿轮有一定的防锈效果，但对于防腐要求更高的使用情况，尤其是对于出口齿轮，往往需经过长时间的海上运输，恶劣的腐蚀环境使上述表面处理工艺不能满足要求。
为了克服以上问题，我们发明了在齿轮上电镀锌或锌基合金，然后进行黑色钝化处理，既保证了齿轮的黑色外观，又有极高的防腐效果。经过此工艺处理的齿轮，即使经过长时间的海上运输，恶劣的腐蚀环境，也可以满足要求。
本发明包括在汽车齿轮或其它齿轮上电镀锌-铁合金及黑色钝化处理工艺。
本发明的工艺路线为：1．电镀二层铁的Zn-Fe合金及黑色钝化工艺：
机械加工好的齿轮→前处理→电镀锌→铁合金→清洗→退火处理(150度保温1-2小时)→预处理→电镀锌→铁合金→清洗→黑色钝化→成品
该镀铁工艺分两步进行，第一步是在第一次电镀Zn-Fe合金后镀件在一定温度下进行退火处理(150度保温1-2小时)，以消除镀层的内应力和因电镀过程析氢引起的氢脆，第二步是在除氢处理后继续电镀Zn-Fe合金。
镀层的外观：镀层表面平整光亮，除边角外目视无毛刺，无起瘤、烧焦现象。2．电镀一层铁的Zn-Fe合金工艺：
机械加工好的齿轮→前处理→电镀锌→铁合金→清洗→黑色钝化→成品
本发明的碱性锌酸盐溶液电镀锌-铁合金工艺，用氧化锌作主盐，氢氧化钠作锌离子的络合剂，铁盐采用硫酸亚铁、氯化亚铁、硫酸铁等，络合剂用羧酸盐、多乙烯多胺等，如酒石酸钾钠、EDTA、乙二胺、三乙醇胺、葡萄糖酸盐、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺等。镀液的添加剂由胺类化合物缩合而成。
本发明的中性氧化物溶液电镀锌-铁合金工艺，导电盐采用氯化钠或氯化钾，主盐用氯化锌或硫酸锌，铁盐用氯化亚铁或硫酸亚铁，络合剂用酒石酸钾钠、EDTA、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠等，并加入一定量还原剂作铁稳定剂。添加剂由载体、光亮剂、辅助光亮剂等组成。
本发明的酸性硫酸盐溶液电镀锌-铁合金工艺，ZnSO4·7H2O和FeSO4·7H2O是镀液的主盐，其含量的多少对镀液的稳定性和镀层质量有很大地影响。在保证镀层质量的前提下，尽量采用高含量，以便提高许用电流密度，提高生产率。但含量过高，阴极极化作用减小，镀层结晶粗糙；含量过低，许用电流密度降低，镀层呈暗灰色，Fe2+在溶液中以络离子的形式存在，若含量过高会发生水解生成Fe(OH)2沉淀，也会被氧化成Fe3+，影响镀液的稳定性。另外，Zn2+/Fe2+的比例，将直接影响镀层的质量，其摩尔比在8-12之间时，可得到含铁量在0.4-0.7％(重量百分比)之间的较好镀层。
下面结合实施例来说明：实施例一：
汽车齿轮在表1溶液中电镀锌-铁合金，然后黑色钝化，镀层黑色铮亮。
表1 碱性锌酸盐电镀锌-铁合金电镀液配比及电镀工艺条件
组成及工艺参数 工艺范围
锌盐 22-25g/L
硫酸亚铁 1-5g/L
三乙醇胺 1.5-7g/L
氢氧化钠 100-120g/L
添加剂 4-6ml/L
Dk 3-5A/dm2
温度 20-25℃实施例二：
齿轮在表2溶液中电镀锌-铁合金，然后进行黑色钝化，镀层黑色铮亮，并且具有憎有性。
表2 中性氯化物溶液电镀锌-铁合金电镀液配比及电镀工艺条件
组成及工艺参数 工艺范围
氯化锌 80-100g/L
氯化钾 180-220g/L
硫酸亚铁 8-12g/L
抗坏血酸 1.0-1.5g/L
聚乙二醇 1.0-1.5g/L
硫脲 0.5-1.0g/L
添加剂 10-20ml/L
PH 3.5-5.5
Dk 1-3A/dm2
温度 10-40℃
SK∶Sa 1.0∶1.5-2.0实例三：
表3 酸性硫酸盐溶液电镀锌-铁合金电镀液配比及电镀工艺条件
组成及工艺参数 工艺范围
ZnSO4·7H2O 110-130g/L
FeSO4·7H2O 9.5-14.2g/L
Na3Cit 30-45g/L
光亮剂TF 14-18ml/L
(NH4)2SO4 80-100g/L
抗坏血酸 0.1-0.2g/L
Dk 2-5A/dm2
T 10-30
PH 2.2-3.5
阳极 0#锌板
尽管光亮剂TF的含量少，但对镀层质量有很大的影响。含量低时，镀层发暗呈现出灰紫色，结晶粗大不致密；含量高时添加剂会发生分解，有些会夹杂在镀层中，使镀层发脆、起泡，影响镀层的质量，通常用量为12-18ml/l范围之内。用TF作为光亮齐，可在硫酸盐体系中得到含铁量低、光亮致密的Zn-Fe合金镀层。实施例四：
齿轮先用表1工艺电镀锌-铁(＜1％)合金镀层10-15μm，镀后经一定温度除氢处理，然后再经活化后用表2工艺电镀锌-铁合金5μm，再黑色钝化，工件表面黑色铮亮，并具有憎水性。镀层耐蚀及极性。镀后样品浸5％NaCl溶液中作变色试验，2000h镀层表面未变色，出现白锈的时间大于2000h，按GB6458-86作中性盐雾试验，试验7周(168h)，钝化膜未变色，也无白锈出现。