71 Vol 47 No5 May 2014
. hlalteiat tection
新型碱性
锌镍合金电镀工艺
熊刚,陈威,郭远新
(武汉艾特普雷金属表面处理材料有限公司,湖北武汉430090)
前言
将其调成糊状,搅拌加入100~140g/L氢氧化钠,搅拌
在恶劣的工况条件下,汽车、船舶、机械、电子等设
至固体全部溶解;加水至设定体积的80%,待液温降至
室温后加入1.5~2.0g/LATK-78或1.0~1.5g/L
备的镀锌层已不能满足高耐蚀性能的要求,锌
镍合金镀层作为锌系合金层具有优异的综合性能,其应用范
锌粉,搅拌1.5~2.0h过滤除渣。在另一小槽中量取
80mL/LAT1008C和20mL/LAT1008Ni,混合均匀后
对于非铸铁件,碱性锌酸盐体系是首选。在强破溶搅拌加人到8-14L氧化锌和100~140gy几L氢氧化
钠的溶液中,加水至规定体积后加入10mL/L
液中,适当的配位剂可以使镍离子稳定存在,并参与电
A1008A,5mL/LAT1008B。
极反应,从而得到镍含量相对稳定的
锌镍合金镀层。
但是,现有的
锌镍合金电镀工艺存在镀层镍含量稳定
2测试表征
性差、钝化处理难度大、添加剂种类过多、镀液维护难
分别采用 FISCHERSCOPEX- RAY XDVG-SDD型
等问题。为了解决这些问题,开发了Am1008新型碱性X射线荧光光谱仪、721A型分光光度计和FA1004分
锌酸盐体系
电镀锌镍合金工艺,具有较好的应用效果。析天平对
锌镍合金镀层中的镍含量和厚度进行称量和
比色,镀层厚度也可采用KJ-3000库伦测厚仪进行测
试验
量。
1.1镀液组成、配制及工艺参数
2结果与讨论
(1)Am1008新型碱性锌镍合金镀液组成102.1镀液成分对餽层中镍含量的影响
ml/L AT1008A.5 ML/L.20 ml/L AT1008NI
(1)氧化锌和氢氧化钠氧化锌和氢氧化钠浓度
80mI/LAT1008C,100~140g/L氢氧化钠,8~14g/L
变化对镀层中镍含量的影响见图1。由图1可知:氧化
氧化锌;强碱性,温度10~40℃,时间为10min,电流
为0.5~2.0A。其中,AT008Ni为镍离子浓缩液,含
锌浓度对镀层中镍含量的影响较大,氧化锌浓度过高,
会影响镀液中
锌离子与镍离子的含量比,氧化锌浓度
0.1g/mL镍离子和少量辅助配位剂,其镍离子来源于
应保持在11~13g/L;氢氧化钠浓度发生变化,镀层中
硫酸镍;AT1008C为配位剂,碱性锌镍合金镀液中碱浓
镍含量变化较小,当氢氧化钠浓度在110~130g/L,镬
度较高,镍不能以简单离子形式存在,必须加入镍的配
层中的镍含量为12%~14%。
位剂,形成镍的配位离子,这种配位剂主要为有机羧酸
盐、胺类化合物及其衍生物;AT00A添加剂为低碳链
p(氧化锌)/(g?L)
10
12
14
16
有机胺缩合物,能使镀层结晶细化致密;AT1008B光亮
16
氧化锌
剂为芳香族季铵盐,可使镀层平滑光亮,能满足工业零
部件的需求,同时使镀液在正常条件下于较宽电流密
12
度范围内可得到性能优异的镀层。
10
氢氧化钠
(2)AT1008新型碱性锌镍合金镀液的配制将
10120130140
8-14g/L氧化锌置于洗浄的镀槽中,用1/4体积的水
P(氢氧化钠)/(g?I.)
收稿日期]2014-01-20
图1镀液中氧化锌和氡氧化钠浓度对镀层中镍含量的影响
通信作者]熊刚(1963-),研究员级高工,主要从事电
2)AT008C和AT0O8NiAT1008C和 AT1008Ni
镀方面的研究工作,电话:139019213,的浓度对镀层中镍含量的影响见图2。由图2可知:
E-mail:xgofwh@163.com
AT1008C的浓度对镀层中镍含量的影响较小,当其为
第47卷第5期:2014年5
60~100mLL时,镀层中镍含量在13%左右;随着镀
由图4可知:在温度恒定的情况下,电流密度的变
液中i*浓度的增加,镀层中镍含量也随之上升,因而化对镀层中镍含量的影响不大;镀液温度在30°C以下
AT1008i浓度控制在15~20mIL/L为宜。
时,镀层中镍含量变化很小,基本在12%~14%;温度
(AT1008Ni)/(mL?L-)
超过30℃后,镀层中镍含量明显下降。因此,温度保
持在15~25℃最合适。
AT100&Ni
4锌嵲合金镀层的力学性能
16
、14
以优选的镀液配方及镀覆工艺参数,用08F钢板
傲阴极,以2.0A电流镀40min,镀层厚度达12-~15
AT1008C
um,用锐利的刀具在镀层上划1mmx1mm方格,镀层
80
100
(AT1008C)/(mL?IL-)
无脱落现象;弯折直至断裂,无粉末状镬层脱落;加热
图2AT1008C和AT1008Ni浓度对镀层中镍含量的影响
至150℃,并保温1h,取出后用10℃冷水骤冷,试样
无起泡脱皮等现象。这表明该工艺得到的镀层与基体
2.2工艺条件对锌镲合金镬层的影响
间结合力良好,且镀层脆性小,延展性好。
在267mL赫尔槽中,不同温度下以0.5~2.0A电
流镀10min镀层的外观见图3。由图3可见:镀液在低
结论
温、低电流下性能较好,即使是0.5A,试样也全面光
AT1008碱性锌镍合金电镀工艺是一种操作性强
亮;温度低时,镀液中金属离子的迁移速度低,高电流的合金电镀工艺,在指定的溶液组成和操作工艺条件
密度区容易产生烧焦现象;当温度接近30℃时,低电范围内,可以得到镍含量稳定在13%左右的锌镍合金
流密度区出现不良镀层,主要表现为光亮度下降并出镀层。镀层中的镍含量受镀液中的镍离子浓度影响较
现雾状外观;温度接近40℃时,低电流密度区镀层会大,受其他成分影响较小。使用碱性非氰化物镀液,对
出现条纹,高电流密度区镀层外观也受到不良影响。设备腐蚀性小,有较好的分散能力和均匀的金属分布
因此,镀液温度应保持在15~25℃,阴极电流密度0.1能力,镀液电流密度范围宽,槽液维护简单,可操作性
~6.0A/dm2
强。锌镍合金镀层的结合力和性能优异,具有较高的
实际应用价值。
编校;王宇
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2014中国电镀行业“吉和昌”杯高尔夫邀请赛
3??
2014中国电镀行业“吉和昌”杯高尔夫邀请
赛,将于8月在武汉举か。受中国表面工程协会
8/0
电镀分会委托,武汉吉和昌化工科技有限公司负
责该项行业赛事的具体事宜。请行业内高球的爱
图3赫尔槽试样的外观
好者,关注吉和昌的官方微信,了解该赛事的具体t
日ー灰白半光亮一条纹目一烧焦
报名及参赛事宜,“挥越巅峰,共镀未来”。
2.3温度和电流密度对镀层中镍含量的影响
武汉吉和昌:吉和昌化工( Tadechem Chemicals)+
是宋文超先生和戴荣明先生于2000年创办的高科
图4为以上工艺条件对镀层中