鍍鎳合金內(nèi)容提要

鍍鎳合金是獲得更多品種、更優(yōu)性能且節(jié)約鎳資源的電鍍方法之一。本書(shū)包括鍍層性能、鍍液配制與使用、電鍍工藝原理和影響因素等內(nèi)容。

本書(shū)是《鍍鎳技術(shù)叢書(shū)》之一。

第1章鍍鎳鐵合金

1.1概述

1.1.1鎳鐵合金鍍層的性能與用途

1.1.2鎳鐵合金電鍍的國(guó)外發(fā)展概況

1.1.3鎳鐵合金電鍍的國(guó)內(nèi)發(fā)展概況

1.2鍍鎳鐵合金溶液成分和工藝條件

1.3鍍鎳鐵合金工藝流程

1.4鍍鎳鐵合金溶液配制

1.5鍍鎳溶液的轉(zhuǎn)化

1.6鎳鐵合金鍍液的維護(hù)與控制

1.7鎳鐵鍍液成分和工藝條件的影響

1.7.1硫酸鎳

1.7.2硫酸亞鐵

1.7.3氯化鈉

1.7.4硼酸

1.7.5穩(wěn)定劑

1.7.6工藝條件的影響

1.7.7光亮劑

1.7.8柔軟劑

1.8鎳鐵合金鍍液的性能

1.8.1整平能力

1.8.2極化曲線

1.8.3均鍍能力

1.8.4深鍍能力

1.8.5陰極電流效率

1.8.6鍍層光亮范圍

1.8.7鍍液電導(dǎo)率

1.8.8鍍層沉積速度

1.8.9鍍液中雜質(zhì)離子的影響

1.9鎳鐵合金鍍層性能

1.9.1鍍層附著強(qiáng)度

1.9.2韌性試驗(yàn)

1.9.3鍍層內(nèi)應(yīng)力

1.9.4鍍層顯微硬度

1.9.5鍍層穩(wěn)定電位

1.9.6鍍層顯微結(jié)構(gòu)

1.9.7鍍層耐蝕性

1.10滾鍍鎳鐵合金

1.11稀土元素對(duì)鎳鐵合金的影響

1.12石墨電極在鎳鐵合金電鍍中的應(yīng)用

1.13鍍高鐵鐵鎳合金

1.13.1鍍含鐵65%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的鐵鎳合金鍍層

1.13.2銅基電鍍85%鐵鎳合金鍍液

1.14堿性鎳鐵合金鍍液

1.14.1三乙醇胺堿性鍍液

1.14.2檸檬酸銨EDTA堿性鍍液

1.15氨基磺酸鹽電鍍鎳鐵合金

1.16美國(guó)專(zhuān)利：葡萄糖酸鈉鍍鎳鐵合金鍍液

1.17故障排除

1.17.1常見(jiàn)故障及排除方法

1.17.2故障預(yù)防和鍍液處理

1.18鍍鎳鐵合金經(jīng)濟(jì)效益

1.19鎳鐵合金鍍液與鍍層分析方法

1.19.1鍍液組分分析方法

1.19.2鍍層鎳鐵分析方法

1.20鍍鎳鐵磷合金

1.20.1鎳鐵磷合金鍍層性狀

1.20.2氯化物鍍鎳鐵磷合金

1.20.3硫酸鹽鍍鎳鐵磷合金

1.21鍍鎳鐵鉬合金

1.21.1硫酸鹽鍍鎳鐵鉬合金溶液組成及工藝條件

1.21.2氨基磺酸鹽鍍鎳鐵鉬合金

1.22硫酸鹽鍍鎳鐵錳合金鍍液

……

第2章鍍雙層或鍍多層鎳鐵合金

第3章鍍鎳磷合金和鎳硼合金

第4章鍍鎳鈷金及鎳鉆系列三元合金

第5章鍍鎳鎢和鎳鎢系列三元合金

第6章鍍鎳鉻合金和鎳鉻系列三元合金

第7章鍍鎳銅合金

第8章鍍鋅鎳合金

第9章電鍍鎳錫合金

第10章鍍鎳鉬合金

第11章鍍鎳鈀合金

第12章電鍍鎳銦合金

第13章鍍鎳銻合金

第14章鍍鎳鈰硫非晶態(tài)三元合金

第15章鎳與貴金屬的合金鍍層 2100433B

本書(shū)內(nèi)容豐富翔實(shí)，適合于電鍍工藝技術(shù)人員閱讀，也可供材料、電化學(xué)等專(zhuān)業(yè)科技人員參考。

勃倫納方法·電鍍鎳一磷合金，此法與化學(xué)鍍法不同之點(diǎn)是：亞磷酸僅作為鍍層中磷的來(lái)源，金屬鎳是靠鎳離子在陰極上得到電子還原而生成。 1 勃倫納方法的優(yōu)點(diǎn) ①在低溫下合金析出的速度較大。 ②鍍液穩(wěn)定性好，金屬鎳離子的還原與亞磷酸無(wú)關(guān)，僅提供磷的消耗。 ③鍍液成分簡(jiǎn)單，使用壽命較長(zhǎng)。 ④鍍層平滑，光澤性良好，耐磨、耐蝕好。 ⑤可控制鍍液中亞磷酸添加量，調(diào)節(jié)鍍層中的磷含量。 ⑥沉積速度快，可沉積較厚的鍍層。

2 勃倫納工藝存在的問(wèn)題 ①pH低、Cl-含量高，導(dǎo)致鎳陽(yáng)極溶解速度大，造成鍍液中鎳濃度迅速上升。 ②若采用不溶性陽(yáng)極，則Cl-析出形成Cl2氣，將氧化亞磷酸，使鍍液中亞磷酸迅速下降； ③陰極反應(yīng)有鎳和氫還原，pH不斷上升，pH3.5以上出現(xiàn)亞磷酸鎳沉積。 ④鍍液分散能力和深鍍能力較差。

（1）化學(xué)鍍鎳磷合金在石化工業(yè)中：冷換設(shè)備、盤(pán)管、采注管線、控制閥泵、吸入活塞桿等。

（2）化學(xué)鍍鎳磷合金在汽車(chē)和造船工業(yè)中：發(fā)動(dòng)機(jī)軸、防滑活塞、空氣調(diào)節(jié)器元件、交流發(fā)電機(jī)和散熱片、油箱、燃料噴射器傳動(dòng)推力熱圈等。

（3）化學(xué)鍍鎳磷合金在輕紡工業(yè)中：塑料模具、刻花滾筒、導(dǎo)布輥、導(dǎo)紙輥、貯槽橫機(jī)、導(dǎo)軌、針筒、烘缸、織物刀刃、塑料切粒刀等。

（4）化學(xué)鍍鎳磷合金在飼料食品工業(yè)中：烤鍋、軸承、罐頭生產(chǎn)線設(shè)備、滑輪、切片裝置、分類(lèi)機(jī)、攪拌器等。 2100433B

鍍鎳液的類(lèi)型主要有硫酸鹽型、氯化物型、氨基磺酸鹽型、檸檬酸鹽型、氟硼酸鹽型等。其中以硫酸鹽型（低氯化物）即稱(chēng)之謂Watts（瓦特）鍍鎳液在工業(yè)上的應(yīng)用最為普遍。幾種不同鍍鎳溶液中所獲得的鍍鎳層的物理性質(zhì)，如表2-3-45所列。氨基磺酸鹽型、氟硼酸鹽型適用于鍍厚鎳或電鑄。檸檬酸鹽型適用于在鋅壓鑄件上直接鍍鎳。這幾種鍍液的成本比較高。

◆ 普通鍍鎳(暗鍍)

1.普通電鍍又稱(chēng)暗鎳工藝﹐根據(jù)鍍液的性能和用途﹐普通鍍鎳可以分為低濃度的預(yù)液﹐普通鍍液﹐瓦特液和滾鍍液等。

預(yù)鍍液﹕經(jīng)預(yù)鍍可保證層與銅鐵基體和隨后的鍍銅層結(jié)合力良好。

普通液﹕該鍍液的導(dǎo)電性好﹐可在較低溫度下電鍍﹐節(jié)省能源﹐使用比較方便。

瓦特液﹕滿(mǎn)足小零件的電鍍﹐但鍍液必須要有良好的導(dǎo)電性和覆蓋能力。

2.鍍液配制方法

根據(jù)容積計(jì)算好所需要的化學(xué)藥品﹐分別用熱水溶解﹐混合在一個(gè)容器中﹐加蒸餾水稀釋到需體積﹐靜置到所需體積﹐靜置澄清﹐用虹汲法或過(guò)濾法把鍍液引入鍍槽﹐再加入已經(jīng)溶解的十二基硫酸鈉溶液﹐攪拌均勻﹐取樣分析﹐經(jīng)調(diào)整試鍍合格后﹐即可生產(chǎn)。

3.鍍鎳用陽(yáng)極

鎳陽(yáng)極材料的純度是電鍍中最重要的條件﹐鎳的含量>99%﹐不純的陽(yáng)極導(dǎo)致鍍液污染﹐使鍍層的物理性能變壞。在鍍鎳中比較適宜的鎳陽(yáng)極有以下幾種﹕1.含碳鎳陽(yáng)極﹐2.含氧鎳陽(yáng)極﹐3.含硫鎳陽(yáng)極。

◆ 光亮鎳

鍍光亮鎳有很多優(yōu)點(diǎn)﹐不僅可以省去繁重的拋光工序﹐改善操作條件﹐節(jié)約電鍍和拋光材料﹐還能提高鍍層的硬度﹐便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)﹐但是光亮鍍鎳層中含硫﹐內(nèi)應(yīng)力和脆性較大﹐耐蝕性不如鍍暗鎳層﹐為了克服這些缺點(diǎn)﹐可采用多層鍍鎳工藝﹐使鍍層的機(jī)械性能和耐蝕性得到顯著的改善。

◆ 高硫鎳

高硫鎳一般含量為0.12~~0.25%。這種鎳具有比銅﹐銅錫合﹐暗鎳﹐光亮鎳﹐半光亮鎳﹐鉻等都高的電化學(xué)活性。高硫鎳鍍層主要用于鋼﹐鋅合金基體的防保-裝飾性組合鍍層的中間層﹐其原理是上層光亮鎳比下層半亮鎳含硫量高﹐因而使兩層間的電位差到100~~140mV﹐這樣使雙層鎳由單層鎳的縱向腐蝕轉(zhuǎn)變?yōu)闄M向腐蝕﹐構(gòu)成對(duì)鋼鐵基體的電化學(xué)保護(hù)作用。

◆ 鎳封

鎳封是在一般光亮鎳液中加入直徑在0.01~~1um之間的不溶性固體微粒(Sio2等)﹐在適當(dāng)?shù)墓渤练e促進(jìn)劑幫助下﹐使這些微粒與鎳共沉積而形成復(fù)合鍍鎳層。當(dāng)在這種復(fù)合鍍鎳層表上沉積鉻層時(shí)﹐由于復(fù)合鍍鎳層表面上的固體微粒不導(dǎo)電﹐鉻不能沉積在微粒表面上﹐因而在整個(gè)鍍鉻層上的形成大量微孔﹐即形成微孔鉻層。表面存大的大量微孔﹐可在很大程度上消除普通鉻層中存的巨大內(nèi)應(yīng)力﹐因而減少了鍍層的應(yīng)力腐蝕﹐尤為重要的是鉻層上的大量微孔﹐將鉻層下面的鎳層大面積地暴露出來(lái)﹐在腐蝕介質(zhì)的作用下﹐鉻與鎳組成腐蝕電池﹐鉻層為陰極﹐微孔處暴露的鎳層為陽(yáng)極而遭腐蝕﹐從而改變了大陰極小陽(yáng)極的腐蝕模式﹐使得腐蝕電流幾乎被分散到整個(gè)鍍鎳層上﹐從而防止了產(chǎn)生大而深的直貫基體金屬的少量腐蝕溝紋和凹坑﹐并使鍍層的腐蝕速度減小﹐且向橫向發(fā)展﹐因而保護(hù)了基體金屬﹐顯著的提高了鍍層的耐腐蝕性能。

◆ 緞面鎳

緞面鎳又叫緞狀鎳。緞面鎳與鎳封工藝沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別。它具綢緞狀的外觀﹐鍍絡(luò)后不會(huì)像光亮鎳鍍層鍍鉻那樣有閃光﹐因而人眼注視后不會(huì)覺(jué)得疲勞﹐可以作為避免光線反射的防眩鍍層。這類(lèi)鍍層在汽車(chē)反光鏡﹐車(chē)輛內(nèi)部注視零件﹐醫(yī)療手術(shù)器械﹐機(jī)床零件﹐眼鏡鏡框等表面已得到廣泛應(yīng)用。

◆ 高應(yīng)力鎳

在特定的鍍鎳液中加入適量的添加劑﹐能獲得應(yīng)力較大的容易龜裂成微裂紋的鎳層﹐這種鎳層﹐叫做高應(yīng)力鎳。

高應(yīng)力鎳是在光亮鎳的表面上再鍍一層1um左右的鎳層。由于高應(yīng)力鎳的內(nèi)應(yīng)力大﹐所以在它的表面按常規(guī)再鍍0.2~~0.3um的普通鉻層后﹐在鉻層與高應(yīng)力鎳應(yīng)力的相互作用處﹐高應(yīng)力鎳層即產(chǎn)生大量微裂紋﹐并導(dǎo)致鉻層表面也形成均勻的微裂紋。與鎳封一樣﹐鉻層成為微間斷鉻﹐只是由高應(yīng)力得到的是微間斷鉻﹐在腐蝕介質(zhì)的作用下﹐這些裂紋部位殂成無(wú)數(shù)個(gè)微電池﹐使腐蝕電流分散在微裂紋處﹐從而使整個(gè)鍍層的耐蝕性能得到明顯的提高。

◆ 鍍多層鎳

鍍多層鎳是在同一基體上﹐選用不同的鍍液成分及工藝條件﹐獲得二層或三層的鍍鎳層﹐目的是在不增加鎳層厚度或減低鎳層的基礎(chǔ)上﹐增加鎳層的耐蝕能力。在生產(chǎn)上應(yīng)用較多的多層鎳/鉻組合層休系有

雙層鎳 半光亮鎳/光亮鎳/鉻

三層鎳 半光亮鎳/高硫鎳/光亮鎳/鉻

半光亮鎳/光亮鎳/鎳封/鉻(微孔鉻)

半光亮鎳/光亮鎳/高應(yīng)力鎳/鉻(微裂紋鉻)

◆ 氨基磺酸鹽鍍鎳

氨基磺酸鹽鍍鎳的主要優(yōu)點(diǎn)是所得到的電鍍層應(yīng)力低﹐鍍液沉積速度快﹐但價(jià)格較貴﹐用于電鑄和印刷電路板鍍金前鍍鎳。

◆ 檸檬酸鹽鍍鎳

檸檬酸鹽鍍鎳工藝主要用于鋅壓鑄件的電鍍。主要的維護(hù)措施是﹕控制硫酸鎳與檸檬酸鹽之比在1﹕1.1~~1.2﹐溫度不可過(guò)高﹐以防止檸檬酸鹽分解﹐嚴(yán)格控制﹐pH值﹐零件入槽進(jìn)采用沖擊電流(2~3A/dm2)以保證結(jié)合力良好。檸檬酸鹽鍍鎳應(yīng)用還不廣，成功生產(chǎn)的廠家不多。