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科学技术的巨大进步和现代工业的飞速发展,使得人们对产品质量的要求越来越高,也促使了材料表面处理技术的革新与发展。合金电镀是现阶段表面处理技术中最为切实可行的技术之一。以往人们仅依靠电镀单一金属镀层作为防护性表面处理,但因其在耐腐蚀性、机械性和电性能上的不足,已经远不能满足当前工业对金属镀层的需求。而不同组分的金属合金镀层,比单一金属电沉积层在化学稳定性、耐腐蚀性等方面,拥有着更优良的特有表面特性。总的来说,用电沉积法所得合金镀层与用热熔法所得的合金镀层相比,在结晶颗粒、耐腐蚀性、硬度、韧性等方面有很大优势。使得电沉积合金常被用作在装饰、防护、及有特殊要求的材料上,同时在国防技术、航空航天、汽车工艺及家电等各领域都得到了极为广泛的应用。 电沉积Zn-Ni合金镀层因在耐蚀性、氢脆性、成形性和焊接性上的优良性能,而受到电镀工作者们的广泛亲睐。上世纪八、九十年代后,不断有关于 Zn-Ni合金电镀的文献材料的出版,照映出电沉积Zn-Ni合金研究的活跃。Zn-Ni合金电镀液总体分为碱性和酸性两大类。酸性体系现阶段主要向弱酸型发展,主要有氯化铵型和氯化钾型,其酸性镀液的优点主要表现在:电流效率高,电沉积速度快,废液易处理;不足之处是:对设备的腐蚀程度大,镀液分散能力差。碱性体系在最近几年有较快发展,其优点主要表现在:能在电流密度较宽的范围内电沉积出合金颗粒均匀细致,镀层厚度均匀的合金镀层,镀液分散能力好,对设备和工件的腐蚀较小,工艺操作容易,成本也比酸性体系低,镀层容易钝化处理;不足之处是:阴极电流效率较低,废水处理起来也较困难。本实验研究的是碱性锌酸盐体系电沉积Zn-Ni合金电镀工艺。 选择合适的添加剂,是获得碱性镀液中电沉积出性能良好的Zn-Ni合金镀层的关键。为获得令人满意的Zn-Ni合金电沉积层,我们研制出集光亮、分散和稳定性能于一体的多功能镀锌镍合金添加剂。结果表明:在适合的电沉积工艺操作条件下,可电沉积出含镍量为13%(质量含量)左右的合金镀层。镀层结晶均匀、细致、平整,经钝化后耐腐蚀性能好;镀液稳定透明,便于维护,污水处理方便。 本工作的研究内容为: 电沉积Zn-Ni合金添加剂的研制本工作是在自制SD-1多功能镀锌添加剂的基础上进行改性,研制了一种适合碱性锌酸盐体系镀Zn-Ni合金的添加剂。通过元素分析对添加剂的元素及含量进行表征,表明添加剂中含C、H、N等元素。 电镀工艺研究采用267 ml轻研-1型Hull槽试验,以确定电沉积Zn-Ni合金添加剂的用量、阴极电流密度、电镀时间和操作温度范围等工艺条件。通过1000ml小槽试验,确定了锌酸盐Zn-Ni合金在实际生产应用中的最优镀液配方。 镀层性能的测试依据中华人民共和国国家推荐标准 GB/T15675Zn-Ni合金镀层的标准,分别对镀层的含镍量、微观组构、厚度、结合力做了相应的测试。 镀层钝化研究以铬酸钾为主盐,浓硫酸为活化剂,对电沉积出的Zn-Ni合金进行彩色钝化工艺进行了研究。结果表明合金镀层经钝化处理后,耐酸性盐雾腐蚀明显提高。