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某汽车件锌镍合金电镀、钝化及封闭后的性能
全验平现
某汽车件锌镍合金电镀、钝化及封闭后的性能
闫承昭
(航宇救生装备有限公司,湖北襄阳441022
0前言
0
钢铁零件传统的锌镉镀层已不能满足汽车、航
2锌镍合金电镀
空、航天、船舶等防护性能愈来愈高的要求。电镀锌
Zn2+(以化学溶锌法获取)8~9g/L
镍合金耐蚀性优良、氢脆敏感性低,国内外的应用也
NAOH
120~130g/L
越来越广。某出口汽车零部件要求电镀锌镍合金,镜
镍补充剂 Performa280
12~15mLL
ssssss
厚8~12pm,镀层中镍含量为12%~15%;镀后作除
基础剂 Performa280.5
100 ml/L
氢、三价铬钝化和封闭处理,以满足外观亮灰色、
光亮剂 Performa_280.5
120h无白锈、840h无红锈( ASTM B117-2007规
O
20~25℃
定)要求。国内,电镀锌镍合金起步较晚,规模化生产
0.5~0.8A/dmf
不成熟,本工作采用国外成熟的工艺进行处理,满足
这是法国科文特亚有限公司的工艺,生产时首先
了用户的要求。
要控制好镀液的锌、镍离子浓度,即将Ni2'/(Zn2+
N2)控制为0.16,以确保镀层中的镍含量适当,较好
锌镍合金电镀
的外观和优异的耐蚀性能。镀液中N“浓度越高,镀
层中的i含量越高,但Ni含量太高时,镀层不易钝
基材处理
化,生产成本也相应提高。生产中要勤加少加镍补充
z∽寸
(1)超声波除油采用超声波对18m×50剂,及时分析锌离子的浓度。
mm的30 Crmnsia基材进行清洗,功率为6kW,通过
其次,要控制镀液的温度和pH值,两者对镀层中
超声波的空化溶液的乳化和皂化等共同作用,将焊M含量的影响见图1。
?缝和深孔中的油污快速清洗出,工艺条件
速可洁Ⅱ
约5%(体积分数)
50~60℃
5-10 min
2)电解除油因零件强度高于42HRC,为了避
免氢脆,保证镀层与基体的结合力,采用阳极电解除
2530354045504.504.755.005.255.50
pH值
油,工艺条件如下:
(a)温度
(b)pH值
NAOH
0~50g/L
图1镀液温度和pH值对镀层中Ni含量的影响
Na-PO?12H2O
20~30g/
由图1a可见:随镀液温度的升高,镀层中的Ni
Na2 CO3
含量升高,因为阴极极化降低,金属离子的扩散和迁
Na, Sio.
3~10g/L
移速度提高,增加了金属离子在阴极扩散层中的浓
50~60℃
度,提高了阴极电流效率;温度过高,有机添加剂容易
3~10Adm2
分解,影响配位剂、光亮剂的效果,进而影响Ki的沉
积,使镀层中的含量下降,镀层外观也变得较差。
[收稿日期]2012-03-01
由图1b可见:随镀液pH值的升高,镀层中的Ni
通信作者].闫承昭,电话:19871601329,E-mal:52135含量增加,这是因为pH值由氢氧化钠浓度决定,当其
599@gq.com
在120~130gL时,溶液处于最佳状态,镀层中的Ni
某汽车件锌镍合金电镀、钝化及封闭后的性能
含量也就能在规定的范围内,镀层的耐蚀性更好
钝化后放置1个月,膜层中六价铬含量<0.01
ug/cm2为合格。实践证明,本法符合其要求。
2锌镍合金镀后处理
3锌镍合金镀层中镍含量与后处理及耐蚀性
锌镍合金电镀层容易腐蚀,影响其使用性能,必的关系的控制
须进行后处理。仍采用该公司的除氢、钝化和封闭技
术进行。
锌镍镀层中的含对镀层后处理后的腐蚀性能
(1)除氢为了消除高强度钢零件电镀过程中因至关重要。按 ASTM B117盐水喷雾标准,从钝化膜
酸洗及渗入氢元素造成氢脆断裂,在电镀锌镍合金和封闭后白锈、红锈要求出发:当M含量在12%以下
12h之后,采用热风循环电熱鼓风干燥箱除氢:温度时,镀层发暗,钝化性能较好,但耐蚀性较差;当Ni含
190~210℃,时间为8h
量在12%~13%时,镀层外观、钝化性均适中,耐蚀性
(2)钝化150mL/ L Finidip128钝化液,pH值最好,为同等厚度镀锌层的6倍;当镍含量在13%以
为2.8~3.0;温度25~45℃,时间30~60s。
上时,镀层较白亮,钝化性能较差,且耐蚀性较差。因
(3)封闭780~820mL/ L Finigard105封闭剂,此,要控制好镀层中的i含量。生产过程中,采用
pH值8.8~9.2,温度20~-30℃,时间20~308。
Fischer X射线荧光分析仪5min内即可检测出镀层
帐·性
在生产过程中,采用ISO17075:2007或DIN
中的Mi含量及镀层的厚度。
53314:2006方法对钝化膜中的六价铬进行检测,执行
2年多的批量生产证明,用本工艺生产的产品综
CMW3034镀锌镍层六价铬含量的规定,零件电镀、合性能优良,获得了国外客户的好评。[编校:徐军
(上接第71页)
(上接第75页)
铜表面的Cu2pXPS谱峰向高柬缚能区的位置偏移,
表1实际样品的测定值
形成Cu(I),黄铜表面膜主要由Cu10,CuC,CJ,样吸光度吸光度(实测p(实测RSD
加标n(回
u(I)-BTA和Zn0组成。
品(测(参比鸽)/(m第酸钠)(酸林(收)
波长)波长)L)(g-L-)钠)/%mI,)%
(2)空白海水中浸泡后,黄铜发生了严重的脱锌
10.3240.1189.76835.04
腐蚀,Cu富集在金属表面。添加缓蚀剂后,黄铜的脱
20.3280.1189.94435.86
0.
锌腐蚀得到抑制,且先添加BTA后添加KI的海水中
30.3280.11710.00435.901.2
0.25102.50
浸泡的黄铜表面Zn,Cu含量更接近腐蚀前的黄铜,显
40.3250.1159.95435.72
0.25106,10
示了更好的抗CI侵蚀能力,I起到了补膜的作用。
书u
50.3250.1189.782
3)空白海水中的黄铜表面腐蚀严重;在只添加
BTA海水中浸泡后,黄铜表面有明显的点蚀坑;在同4结论
时加入BTA,KI的海水中浸泡后,黄铜表面无明显腐
蚀;在先加人BTA,1h后加入I的海水中浸泡后,黄
采用双波长K系数法消除镍钨合金镀液中N2
铜表面更为光亮,腐蚀抑制的效果更明显。
的影响,无须掩蔽,解决了镀液中镍和钨离子配位化
合物的吸收光谱重叠、相互干扰的问题,仅需测得试
[参考文献]
液在测量波长和参比波长处的吸光度,即可求得待测
[1]洪全,王艳波,侯保荣,高浓度氯离子环境中铜合金
物浓度。该法精密度高、结果准确,有一定的实际应
缓蚀的电化学研究[J].应用化工,2005,34(10)
用价值。
618~621.
参考文献