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化学镀镍-磷合金是利用自催化还原反应进行的表面处理工艺,历经半个多世纪的研究开发,现已广泛应用于诸多工业领域。化学镀镍-磷合金的核心是镀液配方成分和镀液维护补充,一般的镀液可使用多个周期,延长镀液寿命可有效降低成本和减少排放。因此化学镀镍-磷合金镀液的维护和周期性研究具有十分重要的意义。
本研究发现丁二酸是一种较好的促进剂,在采用乳酸作络合剂的体系中,使用丁二酸,可以获得镀速高达21.5微米/小时的镀液配方。另外还发现乙酸在较低的温度下也有很好的促进效果。
以乳酸作为络合剂的酸性化学镀镍-磷合金镀液中,随着周期试验进行,镀液的镀速下降,而镀层中的磷含量略有上升。不同的乳酸络合效果不同,对镀液镀速和所得镀层都有影响。采用国产乳酸,镀速较高,所得镀层磷含量也相对高一些,但络合效果略差于进口乳酸。镀液的酸碱度对镀液和镀层影响也很大,pH值越高,镀速越大,镀层中的磷含量降低,镀液稳定性变差。
化学镀镍-磷合金镀液使用过程中,由于镀液成分的消耗,必须要对镀液进行补加维护。根据理论计算和对镀液的实际测量,发现以硫酸镍和次磷酸钠质量比1:1.2进行补充是最合理的,可使得镀液中镍离子和次磷酸根离子的含量大体上保持不变。施镀过程中必须补充一定量的乳酸,可以5毫升/升·周期补加。
化学镀镍-磷合金周期试验中,由于镀液中亚磷酸根的聚集,镀液使用一段时间后会产生白色混浊,经分析该沉淀为亚磷酸镍沉淀。对化学镀镍磷过程进行理论计算,建立了数学模型,可以从理论上阐释实验中发生的现象。
本试验对化学镀镍-磷过程进行了综合研究,特别考察了镀液的循环周期性能,在国内首次对化学镀镍-磷合金过程进行了动态数学建模分析,对生产实践具有较好的指导意义。