化學(xué)鍍Ni-Cu-P工藝及性能研究

【簡(jiǎn)介】

化學(xué)鍍Ni-Cu-P工藝及性能研究

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(遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院，遼寧撫順113001)

摘要：三元舍金可以進(jìn)一步提高Ni-P鍍層的性能。在化學(xué)鍍Ni-P基礎(chǔ)鍍液中加入CuS0₄，考察了CuS0₄對(duì)鍍層沉積速率、表面相貌、顯微硬度以及耐蝕性能的影響。結(jié)果表明：CuS0₄提高了Ni-P鍍層的沉積速率，減少了鍍層表面的缺陷，改善了錠層的致密性和光亮度，提高了鍍層的耐蝕性。

關(guān)鍵詞：化學(xué)鍍；硫酸銅；耐蝕性

中圖分類號(hào)：TQ 153    文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A    文章編號(hào)：1000-4742(2011)02-0018-02

O前言

采用化學(xué)鍍技術(shù)制備的Ni-P合金鍍層由于具有硬度高、耐蝕性和耐磨性好等優(yōu)點(diǎn)已應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域^[1-2]。但隨著世界各國(guó)工業(yè)化的不斷深化和發(fā)展，許多設(shè)備的使用環(huán)境也愈發(fā)苛刻，這也對(duì)Ni-P鍍層的表面質(zhì)量提出了更高的要求，而三元甚至多元合金鍍層則是滿足這一要求的有效方法之一^[3]。本文在化學(xué)鍍Ni-P的基礎(chǔ)鍍液中加入了硫酸銅(CuS0₄)，研究了CuS0₄對(duì)Ni-P合金鍍層的沉積速率、表面形貌、顯微硬度及耐蝕性能等方面的影響，以期進(jìn)一步擴(kuò)展鍍鎳層的應(yīng)用范圍。

1  實(shí)驗(yàn)

1.1  實(shí)驗(yàn)材料

采用Q 235鋼進(jìn)行化學(xué)沉積。

1.2工藝流程

打磨試樣→丙酮擦拭除脂→堿洗除油→水洗→質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的稀硫酸活化→水洗→化學(xué)鍍鎳→水洗→吹干→檢測(cè)

1.3化學(xué)鍍鎳工藝規(guī)范

硫酸鎳25 g/L，次磷酸鈉25 g/L，乙酸鈉20 g/L，檸檬酸鈉12 g/L，硫酸銅1.0 g/L，pH值5.0，85℃，1h。采用氨水或稀硫酸調(diào)節(jié)鍍液的pH值。采用上海雷磁公司生產(chǎn)的pHS-25型酸度計(jì)測(cè)定鍍液的pH值。

1.4測(cè)試方法

按照公式V=ΔW×l0⁴/(P·S·t)計(jì)算Ni-P合金鍍層的沉積速率。式中：V為Ni-P合金鍍層的沉積速率，μm·h^-1; ΔW為施鍍前后試樣的質(zhì)量差，g；p為Ni-P鍍層的密度，g·cm^-3，計(jì)算時(shí)取7. 80 g·cm^-3;S為試樣表面積，cm²；t為沉積時(shí)間，h。采用TG 328A型電光分析天平稱量試樣施鍍前后的質(zhì)量(精確到0.1 mg)。

采用Leica金相顯微鏡對(duì)鍍層表面形貌進(jìn)行測(cè)試；采用HXD-1000 TMS型顯微硬度計(jì)對(duì)鍍層硬度進(jìn)行測(cè)試，施加載荷為50 g，作用時(shí)間為10 s，測(cè)試5個(gè)點(diǎn)，然后取其平均值。

將Ni-P和Ni-Cu-P兩種鍍層分別浸泡在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的NaCl溶液中24 h，然后計(jì)算各自的腐蝕速率(g·cm^-2·h^-l)。

2  結(jié)果與討論

2.1 CuS0₄對(duì)Ni-P鍍層沉積速率的影響

表1給出了鍍液中加入1 g/L的CuS0₄后，Ni-P和Ni-Cu-P鍍層的沉積速率和平均沉積速率。由表1可知：Ni-Cu-P鍍層比Ni-P鍍層有著更高的沉積速率，表明鍍液中的CuS0₄可以加速Ni-P鍍層的沉積。這主要是因?yàn)榧尤?SPAN lang=EN-US>CuS0₄后，銅可以與配位劑檸檬酸形成穩(wěn)定的銅檸檬酸鹽配位物及其配位物陰離子，起到緩沖劑的作用，從而提高沉積速率^[4]。

表l   Ni-P和Ni-Cu-P鍍層的沉積速率