電沉積鋅鎳合金鍍液的研究

電沉積鋅鎳合金鍍液的研究

抗侵蝕性和耐堿性（含ni10%15%）約為10.5倍，中性鹽霧試驗(yàn)表明，涂層中的白色銹和紅色銹時(shí)間明顯高于純鉻層。鍍層在較高溫度下(200℃左右)的耐蝕性更優(yōu)于純鋅鍍層,耐熱高達(dá)200～250℃;可焊性和延展性與鋅相當(dāng),對(duì)油漆的結(jié)合力良好,氫脆性接近于零,適合電鍍要求耐疲勞,如彈簧、緊固件和其他結(jié)構(gòu)件或在較高溫度下使用的零件,因而受到人們的歡迎,如今已在汽車、機(jī)械、鋼鐵、電子等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。1精密教學(xué)與制備方法1.1氫脆、無(wú)氫脆鋅鎳合金鍍液配方見(jiàn)表1。該配方鍍液分散性好、無(wú)氫脆性,操作簡(jiǎn)便。適用于電鍍形狀復(fù)雜的零件,尤其適合于電鍍要求耐疲勞,如彈簧、緊固件或在較高溫度下使用的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零件等。1.2硫酸鎳試鍍法將定量的氫氧化鈉倒入一耐熱容器中,加水調(diào)成糊狀,再加入所需的氧化鋅,加入的同時(shí)劇烈攪拌,等氧化鋅和氫氧化鈉充分絡(luò)合后再加1/2體積的水使其溶解,然后靜置冷卻。在另一容器內(nèi)加入所需檸檬酸和酒石酸鉀鈉,加少量水使其溶解,再在攪拌的情況下加入硫酸鎳,待全部溶解后將2種溶液混合并加入電鍍槽中,加水至規(guī)定體積,充分?jǐn)嚢杈鶆?最后加入三乙醇胺、SL—A、SL—B、SL—C,即可試鍍。若所用藥品純度不高,可采用添加CK-778堿性鍍鋅凈化劑、小電流密度電解等方法處理。1.3液體注入的外觀此配方配制的鍍液呈深綠色,略顯膠著。1.4溶液配制鈍化液配方見(jiàn)表2。2工藝酸蝕去銹→水洗→電解去油→水洗→電鍍鋅鎳合金→水洗→鈍化→水洗→吹干→烘干。3金屬絲和錫的結(jié)合液以及中鋅和銅的測(cè)定3.1在磺化中分析鋅、銅、金的分析3.1.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制在8個(gè)50mL比色管中分別加入鎳標(biāo)準(zhǔn)液0mL、1mL、3mL、5mL、7mL、10mL、15mL、20mL,然后各加入標(biāo)準(zhǔn)鍍液2mL、100g/L的過(guò)硫酸銨5mL、鎳顯色劑5mL后,稀釋至刻度搖勻,10min后在波長(zhǎng)530nm處用1cm比色皿,以水作參比測(cè)定吸光度,按鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)-吸光度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。3.1.2ni含量測(cè)定取鍍液10mL稀釋成100mL,取稀釋液2mL置于50mL比色管中,加100g/L的過(guò)硫酸銨5mL,按上述標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制步驟操作,測(cè)定其吸光度,從標(biāo)準(zhǔn)曲線查出Ni含量。3.1.3zn及ni總含量濃度的測(cè)定—鍍液中Zn及Ni總量的測(cè)定取鍍液1～3mL置于錐形瓶中,體積為V鍍,加水50mL,加緩沖液(pH=10)10mL,紫脲酸銨指示劑0.1g,用0.05mol/LEDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴至棕色變紫紅色為終點(diǎn),記錄消耗的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積VEDTA。測(cè)定出Zn及Ni總含量濃度,計(jì)為MZn-Ni。則:MZn-Ni=(0.05×VEDTA)/V鍍3.1.4中韓磁粉中的zn含量的測(cè)定鍍液中Zn及Ni總量減去鍍液中鎳的含量即可得出鍍液中Zn含量。3.2量瓶稀釋至量瓶用1∶5的硫酸溶解已稱重的鋅鎳合金鍍層,將溶解液移入100mL容量瓶中,稀釋至刻度搖勻。取此溶液1～3mL置于50mL比色管中,加100g/L的過(guò)硫酸銨5mL,以下按3.1.1步驟操作,測(cè)定其吸光度,從標(biāo)準(zhǔn)曲線查出Ni含量,從而計(jì)算出鍍層中鋅、鎳的含量。4槽液維護(hù)4.1額外保護(hù)誠(chéng)信和銅為了有效地控制鍍液中的鋅、鎳含量,最好采用鎳板做陽(yáng)極,然后根椐分析結(jié)果補(bǔ)充鋅、鎳以及其他組份。4.2主光亮劑用量添加劑SL—A是走位劑,有細(xì)化結(jié)晶、提高均鍍能力的作用,消耗量約為350mL/kA·h;添加劑SL—B是主光亮劑,消耗量約為100mL/kA·h;添加劑SL—C為次光亮劑,有提高低區(qū)光亮度、提高分散能力的作用,消耗量約為180mL/kA·h。4.3過(guò)濾和攪拌鍍液需定期過(guò)濾,使用時(shí)需攪拌。5涂層性能5.1外觀1)鍍層結(jié)晶細(xì)致、均勻。2)可以彩色、黑色、藍(lán)白色等鈍化,鈍化后的樣件外觀能與純鋅鍍層媲美。5.2耐腐蝕性5.2.1中性鹽霧試驗(yàn)中性鹽霧試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3?？梢?jiàn),鍍層鈍化后,明顯提高了鋅鎳合金耐鹽霧腐蝕能力。5.2.2鍍層的腐蝕對(duì)照見(jiàn)表4。經(jīng)彩色鈍化后,含Ni10%～15%的合金鍍層耐蝕性比鍍鋅層提高4～8倍。鋅鎳合金之所以有優(yōu)良的耐蝕性是因?yàn)楹辖疱儗拥姆€(wěn)定電位介于Zn和基體(鋼鐵)之間,較少的電位差導(dǎo)致鍍層較慢的腐蝕。鋅鎳合金的腐蝕產(chǎn)物主要是ZnCl2·4Zn(OH)2,該產(chǎn)物均勻致密地覆蓋在表面,不易導(dǎo)電,有很好的保護(hù)作用,而鋅鍍層的腐蝕產(chǎn)物主要是ZnO,結(jié)構(gòu)疏松,起不到保護(hù)作用。此外,含Ni13%的鋅鎳合金屬于γ相(金屬間化合物),具有較高的熱力學(xué)穩(wěn)定性,因而耐蝕性較好,而鋅鍍層是η相結(jié)構(gòu)(緊密六方晶系),熱力學(xué)穩(wěn)定性較差。5.2.35%nacl溶液浸泡試驗(yàn)在5%NaCl溶液浸泡試驗(yàn)中,純鋅鍍層15d后有紅銹生成,鋅鎳合金浸泡25d后才有紅銹生成,耐腐蝕能力大大提高。6優(yōu)秀的錫鉻涂層6.1鋅鎳合金鍍層非應(yīng)力鍍層的制備超高強(qiáng)度鋼具有氫脆敏感性,而鍍鋅和鍍鎘層去氫困難,通常鍍前要去應(yīng)力,鍍后需去氫24h,如此尚難保證去氫徹底,而鋅鎳合金鍍層有適度的孔隙,易于除氫,鍍層本身氫脆性也較小,因而在航空航天工業(yè)領(lǐng)域有更廣的應(yīng)用空間。幾種鍍層的氫脆性對(duì)照見(jiàn)表5。6.2電鍍鍍層的制備鋅鎳合金鍍層韌性好,裝配時(shí)可經(jīng)受擠壓變形而不脆裂,具有鎘鍍層的優(yōu)點(diǎn)。普通鍍鋅鋼板點(diǎn)焊困難,不能用于汽車覆蓋件,而鋅鎳合金鋼板有優(yōu)良的可焊性,可廣泛用作汽車覆蓋件,經(jīng)常規(guī)磷化,涂裝后,其耐腐蝕性大大提高。6.3仿銀、拋光堿性鍍鋅層硬度90～120HV,而鋅鎳合金鍍層硬度可達(dá)220～270HV,因此更耐劃傷,白鈍后可以仿銀,光亮鍍層可以拋光仿鉻,也可以直接套鉻。鋅鎳合金的熔點(diǎn)較高(750～800℃),耐熱性好,經(jīng)去氫熱處理后耐蝕性仍然優(yōu)良,適合于發(fā)動(dòng)機(jī)上使用。6.4鍍層沉積及鎳氫化學(xué)1)鍍液穩(wěn)定,可保持長(zhǎng)期使用,大大提高了電鍍?cè)牧系睦寐省Ｅc化學(xué)鍍鎳磷合金(常稱化學(xué)鍍鎳)相比較,此項(xiàng)工藝的原材料成本僅為前者的1/4,生產(chǎn)成本不到前者的1/2。2)鍍層沉積速度快,最高可達(dá)60μm/h,較化學(xué)鍍鎳快數(shù)倍。3)可穩(wěn)定地獲得高磷(10%～11%)高耐蝕鎳磷合金,也可獲得中磷或低磷鎳磷合金。4)鍍液的均鍍能力高達(dá)50%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一般酸性氯化物電鍍工藝。5)電流效率高達(dá)90%。6)合金鍍液電流密度范圍寬,鎳共析率穩(wěn)定,分散能力及深鍍能力優(yōu)異,對(duì)設(shè)備腐蝕性小。7)鍍層鎳含量可穩(wěn)定地控制在10%～13%的范圍內(nèi),溶液中的合金成分便于穩(wěn)定控制,鈍化膜更不容易變色,而且廢水處理簡(jiǎn)單,污染小。8)低電流密度光亮區(qū)范圍寬,可用于形狀較復(fù)雜零部件的掛鍍,也可用于滾鍍。7