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電鍍鋅鎳合金
m.grecc.com.cn 化學鍍鎳--合航集團 2013-03-09 09:29
電鍍鋅鎳合金于20世紀80年代相繼在Et本、聯邦德國、美國等發達國家投入生產并得到廣泛的工業應用，其應用范圍和數量目前仍在迅速擴大中。電鍍鋅鎳合金層是一種優良防護性鍍層，主要用作鋼鐵材料的耐蝕防護，用以取代鎘鍍層和鋅鍍層，適合在惡劣的工業大氣和嚴酷的海洋環境中使用。含鎳質量分數7%～9%的鋅鎳合金耐蝕性是鍍鋅的3倍以上;含鎳量13%左右的鋅鎳合金是鍍鋅層的5倍以上，特別是經過200～300℃加熱后，其鈍化膜仍能保持良好的耐蝕性。鍍層氫脆小，可代替鎘鍍層使用。含Ni為10%～l6%的鋅鎳合金鍍層還有比較小的低氫脆性，鍍層硬度高(180～220HV)、焊接性好等特點。因此鋅鎳合金具有廣泛的應用前景。目前人們對電鍍鋅鎳合金工藝進行了大量研究，工業中也有所使用，但仍有許多問題有待解決。
鋅鎳合金鍍液主要分為兩種類型。一種為弱酸性體系，主要包括氯化銨型、氯化鉀型以及氯化銨和氯化鉀混合型，pH值一般為5.5左右。該鍍液成分簡單，陰極電流效率一般都在95%以上，鍍液穩定，容易操作，獲得的電鍍層中鎳的含量可超過l0%(質量分數)。另一種是堿性鋅酸鹽鍍液，是近幾年來發展起來的，發展速度較快。獲得的電鍍層中鎳的含量一般在5%～l0%(質量分數)。該鍍液的主要優點是：鍍液分散性好，在較寬的電流密度范圍內鍍層合金成分比例較均勻，鍍層厚度也均勻，對設備和工件腐蝕性小，工藝穩定，成本低。它的缺點是電流效率低，鍍層沉積速度慢以及鍍層耐蝕性、光亮性不如酸性氯化物型所獲得的鋅鎳合金鍍層。此外堿性鋅鎳合金電鍍不能用于高碳鋼、鑄鐵零件的表面鍍覆。與電鍍鋅相似，為提高鋅鎳合金鍍層的耐蝕性，增加其裝飾性，改善涂料與基體金屬間的結合力，鋅鎳合金電鍍后也要進行鉻酸鹽鈍化處理，使其表面生成一層穩定性高、組織致密的鈍化膜。鋅鎳合金的鈍化膜有無色、黃色、黑色和土色四種。
(1)堿性電鍍鋅鎳合金鍍液組成及工藝條件
現舉例說明堿性電鍍鋅鎳合金鍍液組成及工藝條件。
氧化鋅8～12g/L，硫酸鎳(NiS04·6H20)10～14g/L，氫氧化鈉100～140g/L，乙二胺20～30mL/L，三乙醇胺30～50mL/L，ZQ(哈爾濱工業大學生產)18～14mL/L。電流密度1～5A/dm2，工作溫度15～35℃，陽極采用鋅和鎳板，鍍層鎳含量約l3%左右。
鍍液中主鹽zn2+：Ni2+比值對鍍層中鎳含量影響很大，其關系見圖4-1。氫氧化鈉為鋅離子的絡合劑，乙二胺、三乙醇胺為鎳離子絡合劑，盡管二者也能與鋅離子絡合，但與鋅離子絡合能力較鎳離子弱，所以其用量對鍍層中鎳含量有影響。專利報道堿性鋅鎳合金光亮劑由三類組成：第一類為有機胺與環氧氯丙烷的縮合物，單獨使用，可使鍍層結晶細致，呈半光亮狀態;第二類為有機醛，如香草醛等，主要起
光亮作用;第三類為碲酸鈉等無機鹽，可使超低電流密度部分共沉積鎳含量提高。
(2)弱酸性電鍍鋅鎳合金鍍液組成及工藝條件
弱酸性電鍍鋅鎳合金在彈簧件、壓鑄件及高強度鋼等部件上應用較多，其組成以氯化鉀型為例加以說明。
氯化鋅70～80g/L，氯化鎳(NiCl2·H20)100～120g/L，氯化銨30～40g/L，氯化鉀190～210g/L，硼酸20～30g/L，721-3(哈爾濱工業大學生產)添加劑12mL/L，SSA85添加劑35mL/L，絡合劑或穩定劑20～35mL/L。pH=4.5～5，DK=1～4A/dm2，溫度25～40℃，陽極采用鋅與鎳分控，鍍層中鎳含量l3%左右。
鍍層中鎳含量與鍍液中Zn2+：Ni2+、絡合劑種類與濃度、添加劑等有密切關系，生產中必須嚴格控制。
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