電沉積Zn-Ni合金添加劑的研制及電鍍工藝研究.pdf

1、科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步和現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展,使得人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高,也促使了材料表面處理技術(shù)的革新與發(fā)展。合金電鍍是現(xiàn)階段表面處理技術(shù)中最為切實(shí)可行的技術(shù)之一。以往人們僅依靠電鍍單一金屬鍍層作為防護(hù)性表面處理,但因其在耐腐蝕性、機(jī)械性和電性能上的不足,已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足當(dāng)前工業(yè)對(duì)金屬鍍層的需求。而不同組分的金屬合金鍍層,比單一金屬電沉積層在化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性等方面,擁有著更優(yōu)良的特有表面特性?？偟膩?lái)說(shuō),用電沉積法所得合金鍍層與用熱熔

2、法所得的合金鍍層相比,在結(jié)晶顆粒、耐腐蝕性、硬度、韌性等方面有很大優(yōu)勢(shì)。使得電沉積合金常被用作在裝飾、防護(hù)、及有特殊要求的材料上,同時(shí)在國(guó)防技術(shù)、航空航天、汽車(chē)工藝及家電等各領(lǐng)域都得到了極為廣泛的應(yīng)用。
　　電沉積Zn-Ni合金鍍層因在耐蝕性、氫脆性、成形性和焊接性上的優(yōu)良性能,而受到電鍍工作者們的廣泛親睞。上世紀(jì)八、九十年代后,不斷有關(guān)于 Zn-Ni合金電鍍的文獻(xiàn)材料的出版,照映出電沉積Zn-Ni合金研究的活躍。Zn-Ni合金電

3、鍍液總體分為堿性和酸性?xún)纱箢?lèi)。酸性體系現(xiàn)階段主要向弱酸型發(fā)展,主要有氯化銨型和氯化鉀型,其酸性鍍液的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在:電流效率高,電沉積速度快,廢液易處理;不足之處是:對(duì)設(shè)備的腐蝕程度大,鍍液分散能力差。堿性體系在最近幾年有較快發(fā)展,其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在:能在電流密度較寬的范圍內(nèi)電沉積出合金顆粒均勻細(xì)致,鍍層厚度均勻的合金鍍層,鍍液分散能力好,對(duì)設(shè)備和工件的腐蝕較小,工藝操作容易,成本也比酸性體系低,鍍層容易鈍化處理;不足之處是:陰極電流效率

4、較低,廢水處理起來(lái)也較困難。本實(shí)驗(yàn)研究的是堿性鋅酸鹽體系電沉積Zn-Ni合金電鍍工藝。
　　選擇合適的添加劑,是獲得堿性鍍液中電沉積出性能良好的Zn-Ni合金鍍層的關(guān)鍵。為獲得令人滿(mǎn)意的Zn-Ni合金電沉積層,我們研制出集光亮、分散和穩(wěn)定性能于一體的多功能鍍鋅鎳合金添加劑。結(jié)果表明:在適合的電沉積工藝操作條件下,可電沉積出含鎳量為13％(質(zhì)量含量)左右的合金鍍層。鍍層結(jié)晶均勻、細(xì)致、平整,經(jīng)鈍化后耐腐蝕性能好;鍍液穩(wěn)定透明,便于維

5、護(hù),污水處理方便。
　　本工作的研究?jī)?nèi)容為:
　　電沉積Zn-Ni合金添加劑的研制本工作是在自制SD-1多功能鍍鋅添加劑的基礎(chǔ)上進(jìn)行改性,研制了一種適合堿性鋅酸鹽體系鍍Zn-Ni合金的添加劑。通過(guò)元素分析對(duì)添加劑的元素及含量進(jìn)行表征,表明添加劑中含C、H、N等元素。
　　電鍍工藝研究采用267 ml輕研-1型Hull槽試驗(yàn),以確定電沉積Zn-Ni合金添加劑的用量、陰極電流密度、電鍍時(shí)間和操作溫度范圍等工藝條件。通過(guò)10