研究了通過(guò)電鍍的方法在鋼基體上獲得鎳鎢合金鍍層的方法,通過(guò)鍍層成分和鍍層形貌研究了硫酸鎳濃度對(duì)鎳鎢合金鍍層電鍍質(zhì)量的影響.結(jié)果表明當(dāng)硫酸鎳濃度為40g/L時(shí),鍍層形貌最好,電鍍質(zhì)量最高.

電鍍合金是利用電化學(xué)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(guò)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(xué)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(dú)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(guò)誘導(dǎo)共沉積的形式沉積出鎳鎢合金.當(dāng)鍍層中鎢含量達(dá)44%時(shí),鍍層結(jié)構(gòu)由晶態(tài)轉(zhuǎn)為非晶態(tài).

作者在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)硫酸鎳濃度的高低對(duì)電鍍鎳鎢合金工藝的不同影響,并對(duì)各種硫酸鎳濃度的鍍層鎳鎢含量、鍍層形貌進(jìn)行了初步的研究.

1　實(shí)驗(yàn)材料及方法

1·1　實(shí)驗(yàn)藥品和儀器

實(shí)驗(yàn)藥品及材料:硫酸鎳(分析純)、鎢酸鈉、檸檬酸、鎳板、鋼片.

實(shí)驗(yàn)儀器:EDAX能譜儀、JSM-5610LV掃描電鏡、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、電子天平、恒溫水浴、直流穩(wěn)壓電源、剪刀、游標(biāo)卡尺、溫度計(jì)、酸度計(jì)、玻璃棒、燒杯穩(wěn)壓穩(wěn)流電源、電子天平、游標(biāo)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(shí)間1h[3].

1·3　電鍍工藝流程

電鍍流程:預(yù)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(yù)磨.先用粗砂紙去除基體表面覆蓋物,再用細(xì)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(dòng)物油堿洗的目的是除去這些油污,本實(shí)驗(yàn)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(zhì)[5].

1·4　實(shí)驗(yàn)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(cè)各濃度值的鍍層的鎳鎢含量與鍍層表面的SEM圖.

2　實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2·1　硫酸鎳濃度對(duì)鍍層中鎳鎢含量的影響鍍層中的鎳鎢含量通過(guò)能譜儀(EDAX,JSM5610LV)進(jìn)行測(cè)定,由此得出硫酸鎳濃度對(duì)鍍層中鎳鎢含量的影響,見(jiàn)圖1.

加,鍍層中鎢的含量逐漸下降,當(dāng)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(yōu)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(shuō)鍍層的質(zhì)量是應(yīng)該下降的,綜合各方面因素當(dāng)硫酸鎳濃度為40g/L時(shí)為最佳濃度.

2·2　硫酸鎳濃度對(duì)鍍層表面形貌的影響通過(guò)掃描電鏡得到鍍層表面的形貌圖,見(jiàn)圖2.由以上SEM圖可以看出,各鍍層表面均沒(méi)有剝落現(xiàn)象,這表明薄膜與基體結(jié)合良好.而圖2(c)的表面更均勻、致密、晶粒更小,說(shuō)明硫酸鎳濃度為40g/L時(shí)鍍層質(zhì)量更好.

3　結(jié)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(dú)從其水溶液中沉積出來(lái),可以通過(guò)鎳的誘導(dǎo)作用與鎳共同沉積,形成具有良好性能Ni-W合金鍍層.

2)當(dāng)硫酸鎳濃度為說(shuō)40g/L時(shí)鍍層顆粒均勻,致密,形貌最好.

參考文獻(xiàn)

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

[2]　張忠誠(chéng).電鍍實(shí)用技術(shù)500問(wèn)[M].北京:化學(xué)工業(yè)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(duì)鎂合金化學(xué)鍍Ni-P合金的影響[J].表面技術(shù),2007,(1):65-67.

   

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