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關 鍵 詞：化學鍍，硫酸銅，耐蝕性 作 者：張云霞 內 容： 化學鍍Ni-Cu-P工藝及性能研究 張云霞 (遼寧石油化工大學繼續教育學院，遼寧撫順113001) 摘要：三元舍金可以進一步提高Ni-P鍍層的性能。在化學鍍Ni-P基礎鍍液中加入CuS04，考察了CuS04對鍍層沉積速率、表面相貌、顯微硬度以及耐蝕性能的影響。結果表明：CuS04提高了Ni-P鍍層的沉積速率，減少了鍍層表面的缺陷，改善了錠層的致密性和光亮度，提高了鍍層的耐蝕性。 關鍵詞：化學鍍；硫酸銅；耐蝕性 中圖分類號：TQ 153 文獻標識碼：A 文章編號：1000-4742(2011)02-0018-02 O前言 采用化學鍍技術制備的Ni-P合金鍍層由于具有硬度高、耐蝕性和耐磨性好等優點已應用于多個領域[1-2]。但隨著世界各國工業化的不斷深化和發展，許多設備的使用環境也愈發苛刻，這也對Ni-P鍍層的表面質量提出了更高的要求，而三元甚至多元合金鍍層則是滿足這一要求的有效方法之一[3]。本文在化學鍍Ni-P的基礎鍍液中加入了硫酸銅(CuS04)，研究了CuS04對Ni-P合金鍍層的沉積速率、表面形貌、顯微硬度及耐蝕性能等方面的影響，以期進一步擴展鍍鎳層的應用范圍。 1 實驗 1.1 實驗材料 采用Q 235鋼進行化學沉積。 1.2工藝流程 打磨試樣→丙酮擦拭除脂→堿洗除油→水洗→質量分數為10%的稀硫酸活化→水洗→化學鍍鎳→水洗→吹干→檢測 1.3化學鍍鎳工藝規范 硫酸鎳25 g/L，次磷酸鈉25 g/L，乙酸鈉20 g/L，檸檬酸鈉12 g/L，硫酸銅1.0 g/L，pH值5.0，85℃，1h。采用氨水或稀硫酸調節鍍液的pH值。采用上海雷磁公司生產的pHS-25型酸度計測定鍍液的pH值。 1.4測試方法 按照公式V=ΔW×l04/(P·S·t)計算Ni-P合金鍍層的沉積速率。式中：V為Ni-P合金鍍層的沉積速率，μm·h-1;ΔW為施鍍前后試樣的質量差，g；p為Ni-P鍍層的密度，g·cm-3，計算時取7. 80 g·cm-3;S為試樣表面積，cm2；t為沉積時間，h。采用TG 328A型電光分析天平稱量試樣施鍍前后的質量(精確到0.1 mg)。 采用Leica金相顯微鏡對鍍層表面形貌進行測試；采用HXD-1000 TMS型顯微硬度計對鍍層硬度進行測試，施加載荷為50 g，作用時間為10 s，測試5個點，然后取其平均值。 將Ni-P和Ni-Cu-P兩種鍍層分別浸泡在質量分數為3.5%的NaCl溶液中24 h，然后計算各自的腐蝕速率(g·cm-2·h-l)。 2 結果與討論 2.1 CuS04對Ni-P鍍層沉積速率的影響 表1給出了鍍液中加入1 g/L的CuS04后，Ni-P和Ni-Cu-P鍍層的沉積速率和平均沉積速率。由表1可知：Ni-Cu-P鍍層比Ni-P鍍層有著更高的沉積速率，表明鍍液中的CuS04可以加速Ni-P鍍層的沉積。這主要是因為加入CuS04后，銅可以與配位劑檸檬酸形成穩定的銅檸檬酸鹽配位物及其配位物陰離子，起到緩沖劑的作用，從而提高沉積速率[4]。 表l Ni-P和Ni-Cu-P鍍層的沉積速率
2.2 CuS04對Ni-P鍍層表面形貌的影響 圖1為Ni-P和Ni-Cu-P合金鍍層的表面形貌。由圖1可知：鍍液中加入CuS04后，鍍層表面的胞狀物明顯變得細小，分布更趨均勻，沒有氣孔、胞狀物團聚等缺陷，鍍層更為平整，致密性得到改善。肉眼觀察兩個鍍層的表面，發現Ni-Cu-P鍍層更加光亮。
圖1 Ni-P和Ni-Cu-P鍍層的表面形貌 2.3 CuS04對Ni-P鍍層顯微硬度的影響 表2給出了鍍液中加入1 g/L的CuS04后，Ni-P和Ni-Cu-P兩種化學鍍層各自的顯微硬度和平均顯微硬度。由表2可知：兩種鍍層的顯微硬度相差不大，表明加入CuS04后并沒有降低鍍層的顯微硬度。 2.4 CuS04對Ni-P鍍層耐蝕性的影響 圖2為Ni-P和Ni-Cu-P兩種合金鍍層在質量分數為3.5%的NaCl溶液中的腐蝕速率圖。由圖2可知：Ni-Cu-P鍍層的耐蝕性好于Ni-P鍍層的。這主要是因為Ni-Cu-P鍍層的表面致密性更高，致密的鍍層減少了腐蝕介質滲入到基體的通道，延緩了腐蝕介質與基體的接觸時間，從而有利于提高鍍層的耐蝕性能。 表2 Ni-P和Ni-Cu-P鍍層的顯微硬度
圖2 Ni-P和Ni-Cu-P鍍層的腐蝕速率 3 結論 當在化學鍍Ni-P基礎鍍液中加入1．O g/L的CuS04后，鍍層的沉積速率得到提高；鍍層表面的胞狀物更加細小，表面氣孔、漏鍍等缺陷數量明顯減少，鍍層的致密性和光亮度得到提高；鍍層的顯微硬度變化不大，耐蝕性能得到改善。 參考文獻： [1]姜曉霞，沈偉，化學鍍理論與實踐[Ml.北京：國防工業出版社，2000:181-194． [2] Veera B G,Palaniappa M, Jayalakshmi M, et al. ElectroleSs Ni-P coated on graphite as catalyst for the electro-oxidation of dextrose in alkali solution [J]. Journal of Solid Skte Electrochemistry, 2007, 11(12):1 705-1 712. [3] Younan M M, Aly I H M, Nageeb M T.Effect.of heat treatment on electroless ternary nickel-cobalt-phosphorous alloy[J]. Journal of Applied Electrochemistry, 2002, 32.(2).439-446. [4]黃燕濱，趙藝偉，劉波，等．化學鍍Ni-Cu-P合金鍍層耐蝕性研究[J].電鍍與精飾，2007，29（3）：7-10. 注：本站部分資料需要安裝PDF閱讀器才能查看，如果你不能瀏覽文章全文，請檢查你是否已安裝PDF閱讀器！ |
