Ni-P化学镀层钝化处理工艺研究.doc

.页眉. 页脚.. Ni-P 化学镀层钝化处理工艺研究化学镀 Ni-P 镀层可有效地提高金属的耐蚀性, 然而, 化学镀镀层除均匀的非晶相外,存在着 P 的偏析以及微晶相,结果造成镀层的孔隙率不可避免, 影响了镀层的使用性能。因此化学镀后钝化处理成为众多科研工作者研究的重点之一, 铬酸盐钝化处理通过金属—界面上的化学反应,生成不溶性的还原产物如 Cr2O3 ,从而达到很好的钝化孔隙效果。然而铬酸盐钝化处理效果受钝化剂配方以及钝化工艺的影响, 因而选择最佳的钝化工艺尤为重要。本研究采用正交设计方法对钝化剂配方以及钝化工艺进行了优化设计。 1 试验方法本研究选用 45# 钢,试样尺寸为Φ 16× 10m m, 首先依次采用牌号为 200 、 400 、 600 、 800 、 1200 、 1500 以及金相砂纸进行细磨,. 页脚.. 抛光机上抛光, 使工件表面无划痕, 达到光亮效果。施镀处理工艺流程如图 1示。活化处理采用 10 %的 HCl 溶液,在室温下活化 40~ 60s 。采用的化学镀镍配方为: 硫酸镍 20g/L +次亚磷酸钠 30g/L +硫酸铵 30g/L +醋酸钠 30g/L + 醋酸铅 1mg/L ; 施镀的工艺为: 超声波下施镀, 功率 40W , 温度 65℃、施镀时间 40min 、超声波功率 40W 、 pH=7 用氨水调节。钝化处理液采用重铬酸钾+铝酸铵+氯化钾+氢氧化钠+氟化钠, 分别对钝化剂配方和钝化工艺( 温度、时间、 pH) 采用正交试验设计, 得出最佳的试验方法。孔隙率的测定按照 GB/T 13913-92 的要求, 即滤纸贴置法, ( 可参阅化学镀书籍有孔隙率公式表示) 以单位面积上蓝点的数量(个/cm2) 表示。. 页脚.. 实验检查钝化前后试样的耐蚀性。测试溶液成分为质量分数为 5 %的 NaCl 溶液, pH值为 ± ,试验温度: (35 ± 2)℃,每天连续喷雾 8 小时, 停止喷雾 16 小时, 24 小时为一个周期。在停止喷雾时间内不能加热, 关闭盐雾箱, 自然冷却。试样在试验结束后, 小心地用冷水洗净表面盐沉积物, 等干燥后检查表面上是否有腐蚀发生,直至发现腐蚀点为止。 2 试验结果及分析铬酸盐钝化剂的主要组成物为重铬酸钾(K2Cr2O7) ,此外还有加速剂、强化剂以及调节 pH 的成分。本次试验选取氯化钾和氟化钠为加速剂,钼酸铵和次磷酸钠为强化剂, 用氢氧化钠调节 pH 值。其中重铬酸钾和氯化钾的作用机理很明确, 但钼酸铵、次磷酸钠和氟化钠的作用机理比较复杂, 可能单独起作用,也可能相互作用;可能相互促进, 也可能互相制约。.页眉. 页脚.. 表4 为钝化剂配方正交设计表, 7 号试验条件下试样耐中性盐雾腐蚀时间较长,为96 小时, 试验条件为 A3B1C3 。根据极差值的大小,可知配方中钼酸铵对试验指标影响最大, 取三水平效果最好: 反应时次磷酸钠的作用次之, 取一水平最好; 氟化钠的影响最小,从计算结果来看,取三水平效果最好, 所以最佳的钝化剂配方为:重铬酸钾 20/L + 铝酸铵 4g/L +氯化钾 6g/L +氢氧化钠 6g/L +氟化钠 2g/L 。图 3 为钝化试样与未钝化试样对比。.页眉. 页脚.. 表5 为钝化剂工艺正交设计表, 经耐蚀性试验可