無(wú)氰堿性鋅鎳合金電鍍工藝

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1、無(wú)氰堿性鋅鎳合金電鍍工藝張光前曾鑫杭州東方表面技術(shù)有限公司，杭州311122摘要研究了以有機(jī)聚合物為絡(luò)合劑、以ZN-1為添加劑的無(wú)氰堿性鋅一鎳合金電鍍工藝，探討了絡(luò)合劑質(zhì)量濃度、溫度、鎳的質(zhì)量濃度以及陰極電流密度等因素對(duì)鍍層中Ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響。綜合考察了合金鍍層的組成、各組分作用、鍍層外觀及鍍液的穩(wěn)定性，通過中性鹽霧試驗(yàn)考察了鋅鎳合金的耐蝕性。關(guān)鍵詞電鍍鋅鎳合金有機(jī)聚合物絡(luò)合劑l引言鋅鎳合金鍍層一般指鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-20％的Zn-Ni合金鍍層。電鍍鋅．鎳合金鍍層具有比鋅鍍層更好的耐蝕性、結(jié)合力、可焊性，其耐蝕性和耐磨性優(yōu)于普通鍍鋅層3～

2、6倍，特別是在惡劣的工業(yè)大氣及嚴(yán)酷的海洋環(huán)境中有著優(yōu)良的抗蝕性能。因此，鋅鎳合金工藝早已成為研究的熱點(diǎn)，是近十年來(lái)發(fā)展最為迅速的鍍種之一，并已在汽車配件、煤礦機(jī)械、·船舶水利工程等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用“。31。杭州東方表面技術(shù)有限公司早在幾年前就推出了含鎳量為11-17％的高鎳鋅鎳合金電鍍工藝，該工藝操作方便，溶液穩(wěn)定，防腐性能優(yōu)越，得到了用戶的廣泛認(rèn)可。但近年來(lái)金屬鎳和鋅的價(jià)格猛漲，電鍍生產(chǎn)成本大大增加，使得低成本的鋅鎳合金工藝的需求越來(lái)越多，市場(chǎng)的需求就是我們努力的方向，在此基礎(chǔ)上研發(fā)了含鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6％-10％的低成本鋅鎳合金工藝。2．工

3、藝探討堿性無(wú)氰鋅鎳合金電鍍工藝是在堿性無(wú)氰鍍鋅工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，該工藝的關(guān)鍵是鎳絡(luò)合劑及添加劑的選擇和優(yōu)化。對(duì)于絡(luò)合劑的選擇，進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，試用了乙醇胺、三乙醇胺、多胺等有機(jī)胺，檸檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、EDIA等有機(jī)羧酸以及各種有機(jī)縮聚合物等。以上絡(luò)合劑均存在各式各樣的缺點(diǎn)，不是鎳的絡(luò)合存在問題，就是鍍液性能有缺陷，經(jīng)過大量的篩選工作，最終通過反應(yīng)制備得到有機(jī)聚合物絡(luò)合劑ZN．1Mu，該絡(luò)合劑既能牢固的絡(luò)合鎳離子，其使鍍層中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在6％-10％，同時(shí)又能大大提高鍍液的耐高溫性能和深鍍能力。3．試驗(yàn)3．1實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)各高頻

4、開關(guān)電源、赫爾槽試驗(yàn)儀、721型分光光度計(jì)3．2鍍液及鍍丘；的分析方法‘4l采用過硫酸銨作氧化劑，在堿性介質(zhì)中，鎳與丁二酮肟生成紅色絡(luò)含物借此比色，求出鎳含；

5、t；J

6、JEDTA滴定法確定鋅、鎳總最，減去鎳含量從中得到鋅含量。1744．試驗(yàn)結(jié)果及討論4．1電鍍液的基本組成及工藝條件氧化鋅氫氧化鈉開缸劑ZN．1MuNiS0?！?H20添加劑ZN．1A光亮劑ZN．1BQJK攪拌SK：SA陬j極材料試驗(yàn)值最佳值lO一15g／L100-150g／L55—65ml／L6—109／L6．16rnl／L0—4mFL15-35℃1-4A／drn2陰極移動(dòng)1：

7、1,5．2鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)6．10％12扎1309／L60ml／L8g／i．12m兒2ml，L20—30℃2A／din‘陰極移動(dòng)l：1．5．2鎳板、鐵板8％42添加劑質(zhì)量濃度的確定通過赫爾槽試驗(yàn)，確定添加劑用量，分別在250ml赫爾槽中加入0、1、2、4、6、8ml／LZN-IA。試驗(yàn)電流為lA’時(shí)間5min。試驗(yàn)結(jié)果表明：1)加入量為0時(shí)，赫爾槽試片遠(yuǎn)端約有2．5鋤寬呈灰白的鍍層，高電流密度區(qū)略粗糙。其他區(qū)域結(jié)晶細(xì)致，但光亮度不佳。2)加入lml／L的ZN．IA時(shí)，整個(gè)試片結(jié)晶細(xì)致，光亮度亦有所提高。但在35"C時(shí)，遠(yuǎn)陰極處有2cm漏鍍。3)進(jìn)一

8、步試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：隨著ZN．1A用量的增加，25℃時(shí)加入超過lml／L整個(gè)試片鍍層結(jié)晶細(xì)致，但35℃時(shí)不甚理想。繼續(xù)加入ZN．1A漏鍍現(xiàn)象逐漸好轉(zhuǎn)，鍍液的耐高溫性能逐步提高，直至16ml／L時(shí)漏鍍現(xiàn)象消失。計(jì)算得該工藝可用的電流密度為l～6A坩m2【51。4．3鍍層中Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響因素4．3．1溫度對(duì)鍍層鎳含量的影響圖1為鍍層中Ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與鍍液溫度的關(guān)系。從圖中可以看出，隨著溫度的提高鍍層中的鎳也相175應(yīng)提高。lO．19．99．79．5《9·3^．9．I芝8·9o8．7每8．58．38．I7．97．71520Q／'c253035圖1w(N

9、i)-與Q的關(guān)系曲線通過霍爾槽試驗(yàn)得出：絡(luò)合劑ZN．IMu與ZN．IA配合使用，可以使本工藝在較寬的溫度范圍內(nèi)(15--．35"C)使用。溫度的提高可以增大電流密度，但由于析氫嚴(yán)重，鍍液的蒸發(fā)量大，反而造成陰極電流效率降低，鍍層應(yīng)力增加。4．3．2NiS04·6H20的影響毛ENaOH1309／L，zn2+lOg／L條件下測(cè)試了鍍液中Nis0，·6H20質(zhì)量濃度對(duì)鍍層鎳含量的影響，結(jié)果如圖2。6789NiS04·6H20用量(g／L)圖2W(Ni)與NiSO?！?H20用量的關(guān)系曲線由上圖得出：在鍍液dPZn2+不變的條件下，隨著鍍液中鎳離子

10、濃度的升高，鍍層中的鎳含量亦隨之提高，鍍液中的鎳濃度最好控制在6．109／LZf司。4．3．3絡(luò)合劑ZN．IMu的影響176lO98765432lO9876通過合成