研究了通過電鍍的方法在鋼基體上獲得鎳鎢合金鍍層的方法,通過鍍層成分和鍍層形貌研究了硫酸鎳濃度對鎳鎢合金鍍層電鍍質量的影響.結果表明當硫酸鎳濃度為40g/L時,鍍層形貌最好,電鍍質量最高.

電鍍合金是利用電化學的方法使兩種或兩種以上的金屬(也包括非金屬)共沉積的過程.合金鍍層是指含有兩種或兩種以上金屬的鍍層,為了得到合金鍍層,可以采用熱溶法、真空鍍法、離子鍍法、化學鍍法、電鍍法等[1].本文主要采用電鍍的方法獲得鎳鎢合金鍍層.鎳鎢合金鍍層硬度高、耐腐蝕、耐高溫、耐磨,可以作為代鉻鍍層使用.水溶液里不能單獨電沉積鎢.電鍍鎳鎢合金是在含有鎳離子和鎢酸鹽的溶液里通過誘導共沉積的形式沉積出鎳鎢合金.當鍍層中鎢含量達44%時,鍍層結構由晶態轉為非晶態.

作者在大量實驗的基礎上,發現硫酸鎳濃度的高低對電鍍鎳鎢合金工藝的不同影響,并對各種硫酸鎳濃度的鍍層鎳鎢含量、鍍層形貌進行了初步的研究.

1　實驗材料及方法

1·1　實驗藥品和儀器

實驗藥品及材料:硫酸鎳(分析純)、鎢酸鈉、檸檬酸、鎳板、鋼片.

實驗儀器:EDAX能譜儀、JSM-5610LV掃描電鏡、電熱恒溫鼓風干燥箱、電子天平、恒溫水浴、直流穩壓電源、剪刀、游標卡尺、溫度計、酸度計、玻璃棒、燒杯穩壓穩流電源、電子天平、游標卡尺、pH試紙、漏斗、容量瓶、玻璃棒、燒杯.

1·2　鍍液組成與工藝條件

鍍液配方:硫酸鎳20~60g/L;鎢酸鈉20g/L;檸檬酸80g/L.

工藝條件:pH6·5;溫度60℃;陰極電流密度5A/dm2;電鍍時間1h[3].

1·3　電鍍工藝流程

電鍍流程:預磨→水洗→堿洗→熱水洗(85℃)→冷水洗→酸洗(20%H2SO4)→水洗→稱重→電鍍[4]1)預磨.先用粗砂紙去除基體表面覆蓋物,再用細砂紙打磨,直到基體表面光亮平滑為止.2)堿洗.金屬制品表面附有植物油或動物油堿洗的目的是除去這些油污,本實驗用NaOHNa2CO3,Na3PO4除油.

3)酸洗.除去表面的氧化物,嵌入表面的污垢及附著在表面的金屬雜質[5].

1·4　實驗分組

硫酸鎳濃度在20~60g/L之間變換,分別取20,30,40,50,60分別檢測各濃度值的鍍層的鎳鎢含量與鍍層表面的SEM圖.

2　實驗結果與討論

2·1　硫酸鎳濃度對鍍層中鎳鎢含量的影響鍍層中的鎳鎢含量通過能譜儀(EDAX,JSM5610LV)進行測定,由此得出硫酸鎳濃度對鍍層中鎳鎢含量的影響,見圖1.

加,鍍層中鎢的含量逐漸下降,當硫酸鎳的濃度從20g/L增加60g/L,鍍層中鎢的含量從34·57%下降到28·50%.由于Ni-W合金鍍層的優異性能很大一部分是由于鍍層中鎢的存在.因此從理論上說鍍層的質量是應該下降的,綜合各方面因素當硫酸鎳濃度為40g/L時為最佳濃度.

2·2　硫酸鎳濃度對鍍層表面形貌的影響通過掃描電鏡得到鍍層表面的形貌圖,見圖2.由以上SEM圖可以看出,各鍍層表面均沒有剝落現象,這表明薄膜與基體結合良好.而圖2(c)的表面更均勻、致密、晶粒更小,說明硫酸鎳濃度為40g/L時鍍層質量更好.

3　結論

1)利用電沉積的方法在鋼基體上獲得Ni-W合金鍍層.鎢不能單獨從其水溶液中沉積出來,可以通過鎳的誘導作用與鎳共同沉積,形成具有良好性能Ni-W合金鍍層.

2)當硫酸鎳濃度為說40g/L時鍍層顆粒均勻,致密,形貌最好.

參考文獻

[1]　安茂忠.電鍍理論與技術[M].哈爾濱:哈爾濱工業出版社,2004:178.

[2]　張忠誠.電鍍實用技術500問[M].北京:化學工業出版社,2007:113.

[3]　吳海玲.鎳鎢合金電鍍工藝[J].電鍍與涂飾,1998,17(3):22.

[4]　楊防祖,曹剛敏,鄭雪清.鎳鎢合金電沉積的電流效率和鍍層顯微硬度[J].電鍍與涂飾,1999,18(3):4.

[5]　徐加有.pH值對鎂合金化學鍍Ni-P合金的影響[J].表面技術,2007,(1):65-67.

   

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