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《電鍍化學(xué)鍍雙層鎳的研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、電鍍/化學(xué)鍍雙層鐮的研究鄭龍1,熊英1,程濤2(1.重慶虎溪電機(jī)工業(yè)有限公司,重慶401331;2.駐重慶地區(qū)軍事代表室,重慶400050)[摘要]在45#鋼表面先電鍍高硫銀,再化學(xué)鍍Ni-P合金鍍層獲得電鍍/化學(xué)鍍雙層銀,并制備了單一化學(xué)鍍Ni?P合金層進(jìn)行對(duì)比。采用中性鹽水、酸性鹽水和濃鹽酸浸泡實(shí)驗(yàn)考查了鍍層的耐蝕性能,采川熱震實(shí)驗(yàn)和蝕刀實(shí)驗(yàn)考査了鍍層的結(jié)合強(qiáng)度,并分析了鍍層的表面形貌和便度。結(jié)果表明:電鍍/化學(xué)鍍雙層鎳在較薄時(shí)就具有與單層Ni-P合金鍍鐮層相當(dāng)?shù)哪臀g性能,且與鋼基體結(jié)合良好。[關(guān)鍵詞]電鍍銀;化學(xué)鍍Ni-P合金;雙層銀;耐蝕性;結(jié)合強(qiáng)度沖圖分類號(hào)JTQI53」[
2、文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼1A[文章編#]1001-3660(2010)06-0016-02隨著化學(xué)鍍線關(guān)鍵技術(shù)的突破,化學(xué)鍍非晶態(tài)Ni-P合金在國(guó)內(nèi)外許多行業(yè)普遍使川,特別是在石油與天然氣行業(yè)的廣泛運(yùn)用收到了良好的效果?;瘜W(xué)鍍Ni-P合金對(duì)鋼鐵材料只有在鍍銀層絕對(duì)完好(即無空隙)的情況下才能起到保護(hù)作用,倘若存在孔隙籌缺陷,鍍鐮層與缺陷屮的基體就會(huì)形成腐蝕電池而使得棊體被腐蝕,此時(shí)鍍欽層對(duì)棊體不但沒令保護(hù)作用仮而會(huì)加速其腐蝕?;谏鲜鲈颍墨I(xiàn)報(bào)道的化學(xué)鍍Ni-P合金鍍層一般厚為30?75pm[l],其口的是減少孔隙等缺陷,但無疑增加了生產(chǎn)成木。雖有文獻(xiàn)報(bào)道采用雙層化學(xué)鍍隸來降低厚度,但其生產(chǎn)成木
3、與單層Ni?P鍍碌層兒乎沒有區(qū)別[2]。筆者提出先電鍍銀層,再化學(xué)鍍Ni-P合金層的方法,其H的是充分利用電鍍鐮層和化學(xué)鍍Ni-P合金層的優(yōu)點(diǎn),獲得較薄□.性能好的鍍銀層,以降低生產(chǎn)成木。文中將從其耐蝕性、物理特性等方面進(jìn)行探討。1?電鍍/化學(xué)鍍雙層銀的沉積機(jī)理化學(xué)鍍Ni?P合金沉積過程是一個(gè)異相向催化反應(yīng)過程,過程機(jī)理十分復(fù)雜,目前尚不清楚全部細(xì)節(jié)。比較普遍承認(rèn)的反應(yīng)機(jī)理是由G.Guzteit在前人實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上提出的氫口由基機(jī)理,可描述為:首先,還原劑H2PO2在催化或加熱的條件下化學(xué)吸附在Ni的表面上,P—H鍵斷裂生成氫自由基;Z肩,Ni2+被還原成Ni,氫自由基和H2PO2相互
4、作用而析出P,同時(shí)放出氫氣[3]。沉積的銀膜具有自催化性,可使反應(yīng)繼續(xù)卞去,即Ni沉積在鍍件表血發(fā)生自催化。反應(yīng)過程的基本步驟為仮應(yīng)物(Ni2+,H2PO2等)向工件表而擴(kuò)散->反應(yīng)物在催化表而上吸附—在催化表而匕發(fā)生化學(xué)反應(yīng)—副產(chǎn)物(H+,H2,H2PO3等)從表面層脫附一>副產(chǎn)物擴(kuò)散離開表面。2?實(shí)驗(yàn)2.1鍍銀工藝文屮涉及的是電鍍高硫鍵/化學(xué)鍍鍵(高磷)。所川基材為若干100minx50mmx1mm的45#鋼,頂端打孔。電鍍/化學(xué)鍍雙層鐮樣品的制備工藝流程為:除油->水洗-酸洗->水洗T?活化T水洗—電鍍鐮—水洗—活化T水洗—化學(xué)鍍N1P—水洗T干燥—封閉。為作比較,實(shí)驗(yàn)屮還制備
5、了單一化學(xué)鍍Ni-P層。電鍍碌(髙硫)配方為:硫酸蘇9()~11()g/L,檸檬酸90?110g/L,硼酸30?40g/L,市售添加劑5-8g/L0電鍍時(shí),控制pH值為5.0?6.0,溫度為40~55°C。化學(xué)鍍Ni?P合金鍍液采用市售成品,由1份主鹽HA劑、1份還原劑HB、2份熬憎水配制而成,鍍層磷含量為7%?13%(文屮的百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))。化學(xué)鍍時(shí),控制pH值4.0-4.&溫度82~88°C。2.2性能檢測(cè)1)用DMI5000電了掃描顯微鏡放人1()()0倍觀察樣品的形貌。2)用5%NaCl中性溶液、pH=3的5%NaCl酸性溶液(用醋酸調(diào)整)和37.5%濃鹽酸對(duì)樣品進(jìn)行浸泡
6、,記錄開始出現(xiàn)銹點(diǎn)的吋間,以分析鍍層的耐蝕性。3)參照GB/T13913—1992,采川熱震實(shí)驗(yàn)和鋰刀實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)雙層鐮鍍層的結(jié)合強(qiáng)度。熱震實(shí)驗(yàn)是將試片加熱至(300±I0)°C保溫1h,之后在室溫下于自來水中淬火冷卻。鋰刀實(shí)驗(yàn)中鋰鍍層時(shí),鋰刀與鍍層呈45。,鋰去鍍層,霸出呈體金展/鍍層的界而。4)按GB/T13913—1992標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)鍍層%更度。3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析3.1形貌觀察與分析圖la為遼接化學(xué)鍍Ni?P合金層的形貌,鍍層厚30pm;圖lb為電鍍/化洋鍍雙層銀形貌,電鍍銀層厚5pm,化學(xué)鍍Ni-P合金層厚8pm。n化學(xué)謖W-P合金層b電鮒化學(xué)艘xa海慚1鍍層形貌Fig.1Surfac
7、emorphologyofplatings從圖1可見,化學(xué)鍍Ni-PA金層的表面形貌為典型的“菜花狀”,表面致密H無缺陷,電鍍/化學(xué)鍍雙層銀則更加平整、致密。兩種鍍銀層都是山細(xì)小的球形顆粒密集而成,顆粒之間存在縫隙。電鍍/化學(xué)鍍雙層銖的表而質(zhì)量耍比化學(xué)鍍Ni-P合金層好,是因?yàn)樵诰哂凶源呋钚缘腘i表面進(jìn)行化學(xué)鍍Ni-P合金,更利于Ni-P介金的形核,因此鍍層更加致密、細(xì)?。?]。3.2耐蝕性分析電鍍/化學(xué)鍍雙層銀在屮性鹽水、酸性鹽水和濃鹽酸屮浸泡的結(jié)果見