8
6. 182 1 6. 184 3 9. 8 3. 42 5. 628 1 5. 632 5 4. 4 6. 24 光亮的米黄色镀层 溶液澄清
的还原剂次亚磷酸钠浓度在实际应用时应严格控制
和及时调整 。
对于铝丝装挂比尼龙绳装挂有较高的沉积速
图 1 次亚磷酸钠浓度对预化学镀镍平均沉积速度的影响
改变预化学镀镍溶液中的次亚磷酸钠含量 ,其 他组分含量固定 ,试验结果见表 3 和图 1 。结果表 明 ,化学镀镍的还原剂次亚磷酸钠对溶液的稳定性 和沉积速率有显著的影响作用 。因此 ,预化学镀镍
2 结果与讨论
度 55～75 ℃,处理时间 0. 5～3. 0 min) →水洗 →活
锌合金压铸件采用 CN1043533A 焦磷酸盐法
化 (3 % HCl ,室温 ,10 s) →水洗 →预化学镀 →水洗 预化学镀镍时 ,预化学镀 30 min 后可得到光亮的镍
→化学镀 (21 g/ L NiSO4 ·6 H2O ,24 g/ L NaH2 PO2 · 层 ,水洗后不活化可以直接进行酸性化学镀镍 ,但是
[ 收稿日期 ] 2004 07 24
34
J an. 2005 Vol. 38 No. 1 Materials Protection
锌合金压铸件化学镀镍
1. 2 工艺流程
A ———试样表面积 ,cm2
打磨 →去污粉擦洗 →水洗 →丙酮棉球擦洗 →化
t ———化学镀镍时间 ,min
学除油 (15～25 g/ L NaHCO3 ,15～25 g/ L Na2CO3 , 15～25 g/ L Na3 PO4 ,1～2 g/ 4. 431 4 6. 8 9. 24 4. 485 1 4. 491 2 3. 9 13. 32
外观状况 光亮的米黄色镀层 光亮的米黄色镀层
溶液状态
溶液底部有黑色 颗 粒出现隔夜溶液 分 解 溶液底部有黑色 颗 粒出现
10
2. 918 7 2. 920 3 4. 6 4. 62 5. 102 5 5. 107 1 4. 0 8. 82 光亮的米黄色镀层 溶液澄清
材料保护 2005 年 1 月第 38 卷第 1 期
35
锌合金压铸件化学镀镍
2. 2 p H值对预化学镀镍的影响 图 2 为利用氨水改变镀液 p H 值对镍磷镀层平
均沉积速率的影响 ,可以看出 ,随 p H 值增大 ,镀层 沉积速率增加 ,当 p H 值高于 9. 8 后 ,平均沉积速率 出现下降趋势 ,这是由于 p H 值增加促进化学镀镍 沉积速率的增加 ,但过高的 p H 值导致镀液对锌合 金压铸件溶解加快 ,两方面的共同作用下溶解失重 逐渐显现出作用 。
除轻微氧化变色外 ,无鼓泡现象
无鼓泡现象
3 结 论
锌合金压铸件经选定预化学镀镍溶液配方为 : 12 g/ L NiSO4·6 H2O ,8～10 g/ L Na H2 PO2·H2O ,25 g/ L K4 P2O7 ,2 g/ L 稳定剂 ,p H 值 9～10 , 温度 (60 ±5) ℃,时间 5 min ,可得到致密均匀的镍层 ,基体 锌溶解失重不超过 10 g/ m2 。这不仅为直接化学镀 镍的进行提供了表面准备 ,而且也可以简化现在普 遍使用的传统电镀工艺 ,免除氰化镀铜打底造成环 境污染的问题 。预化学镀镍中锌合金压铸件用铝丝 装挂 ,促进了预化学镀镍的沉积速度 。
式中 G1 ———化学镀镍前试样重量 ,g
6H2O ,10 g/ L NaH2 PO2 ·H2O ,25 g/ L K4 P2O7 , 2 g/ L
G2 ———化学镀镍后试样重量 ,g
稳定剂 ,温度 60 ℃,时间 5 min 。
P ———镍镀层密度 ,取 7. 85 g/ cm3
2. 1 次亚磷酸钠浓度对预化学镀镍的影响
Na H2PO2·H2O 10
K4 P2O 7 30
稳定剂 4
层的颜色及均匀性 。
2
12
5
25
2
(3) 沉积速率测定 :利用分析天平称量镀镍前后
3
5
3
10
0
重量 ,由下式计算平均沉积速率 。
试验后对比各组预化学镀镍的试片外观质量状
V = ( G2 - G1) ×6 ×105/ PA t
况 ,选定预化学镀镍溶液配方如下 : 12 g/ L NiSO4·
H2O ,12 g/ L CH3COONa·3 H2O ,2. 1 g/ L NaF ,34 g/ 该溶液存在易分解的问题 。从实际生产考虑 ,拟预
L 乳酸 ,2 g/ L 丙酸 ,5～20 mg/ L Pb2 + , p H 值 4. 8 化学镀 5 min ,不活化直接进行酸性化学镀镍 。在
～5. 2 ,温度 88～92 ℃) 。
化学镀镍磷合金由于具有高硬度 、耐磨 、耐腐 蚀 ,表面光亮且有一定装饰性等优点而被广泛使用 , 而且化学镀具有均镀能力好 ,依靠镀件表面与溶液 接触便可获得厚度均匀保留基体外形轮廓的防护装 饰层 。因此 ,化学镀镍磷合金对锌合金压铸件不失 为一种优越的防护装饰处理方法 。浸镀获得的沉积 层厚度很小 ,结合力也不及电镀层和化学镀层好 。 对锌合金压铸件化学镀镍磷合金 ,文献[ 6 ]采用与中 国专利 CN85100657A 相似的工艺[7 ] : 通过预电镀 镍得到致密的细晶镀镍 ,经过活化处理后化学镀镍 磷合金 。孔斯建议在碱性镀液中化学镀镍 ,且常应 用氰化物镀铜作底层[8 ] 。锌是对化学镀镍有毒化 作用的活泼两性金属 ,针对锌合金压铸件直接化学 镀镍的困难 ,受中国专利 CN1043533A 的启发[9 ] , 为寻求简单 、实用 、环保的前处理工艺方法 ,本工作 采用预化学镀来进行研究 ,获得了可行的处理工艺 。
表 3 次亚磷酸钠浓度对预化学镀镍的影响
次亚磷酸钠质量 分数/ (g·L - 1)
G1/ g
尼龙绳装挂
G2/ g
A / cm2
V/ (μm·h - 1)
G1/ g
铝丝装挂
G2/ g
A / cm2
V/ (μm·h - 1)
14
2. 911 3 2. 914 5 4. 4 11. 12 5. 115 7 5. 126 5 8. 2 20. 13
锌合金压铸件化学镀镍
唐长斌1 , 淦伶俐2 , 陈根香3 , 刘道新1 ,刘 军1 (1. 西北工业大学腐蚀与防护研究室 ,陕西 西安 710072 ; 2. 北京航空航天大学 ,北京 100083 ; 3. 南昌航空工业学院 ,江西 南昌 340043)
[ 摘 要 ] 综述了传统锌合金压铸件防护精饰工艺的发展状况 ,提出了一种对锌合金压铸件进行 化学镀镍处理的防护 、精饰和改性方法 。为了获得简单 、实用 、环保的工艺方法 ,通过正交试验选定了一 种稳定的焦磷酸盐预化学镀镍溶液 ,在此溶液中既能获得均匀 、致密 、结合牢固的镍预镀层确保化学镀 镍顺利进行 ;又保证了锌合金压铸件溶解失重小于 10 g/ m2 。同时 ,研究了次亚磷酸钠含量 、溶液 p H 值 及铝丝和尼龙绳不同装挂方法对溶液沉积速率的影响 。结果表明 ,次亚磷酸钠含量对溶液稳定性作用 显著 ,且铝丝装挂比尼龙绳装挂时预化学镀镍有较高的沉积速率 。
[ 4 ] 饶厚增 ,李国华 ,夏 红. 锌合金压铸件电镀 [J ] . 电 镀与精饰 , 1998 ,20 (6) :5.
[ 5 ] Donal W , Baudrand C , Stewart R. Electroless Nickel
Plating on Zinc Die Castings [J ] . Plating and Surface Finishing ,1987 (7) :24. [ 6 ] 刘 珍 ,李素琴 ,刘燕萍. 锌合金压铸件化学镀镍磷 合金[J ] . 材料保护 ,1997 , 30 (1) :34. [ 7 ] 王继萌 ,单国友. 超塑性 Zn - Al 合金工件化学镀镍 工艺[ P ] . 中国专利 :85100657A. 1986. [ 8 ] Kauce D J . Electroless Nickel Plating on Zn - Al Alloy [J ] . Prod Finishing ,1986 ,50 (4) :74～76. [ 9 ] 田云川 ,朱鸿德 ,姜晓霞. 化学性质不稳定金属工件表 面化学镀镍工艺[ P ] . 中国专利 :1043533A. 1986.
对试验数据和文献资料研究的基础上按表 2 进行正
1. 3 测定方法
交试验 。
(1) 镀前用 SPM - 10A 型数字酸度计测定并调
表 2 预化学镀镍正交试验因素水平表( L934) ( g·L - 1)
整镀液 p H 值 。 (2) 外观质量评定 :在自然光下观察试样表面镀
名称 1
NiSO4·6 H2O 20
率 ,原因在于 :铝和锌对于次亚磷酸盐的化学镀镍溶 液本身是无催化活性的材料 ,必须首先在其表面形 成镍核 ,化学沉积过程才被催化 。比镍活泼的铝 、锌 通过置换反应在表面上沉积镍核 ,而使化学沉积过 程得以进行 。在碱性溶液中当铝与锌相互耦接时 , 构成宏观原电池 ,铝比锌优先溶解 ,锌的自溶解被抑 制 。同时 ,镍发生置换还原 ,在锌合金上产生镍核 , 化学沉积过程被催化后 ,在还原剂的作用下使沉积 过程继续进行 ,镍核的生成被加速 ,因而镀镍效率提 高。
锌合金压铸件的预化学镀镍层与基体的结合力 决定着化学镀镍防护性能和精饰的优劣 。本工艺所 沉积的预镀层的结合力测试结果见表 4 。
表 4 预化学镀镍层结合力测量结果
预 化 学 镀 镍 + 化 学 镀 镍 20 预化学镀镍 + 化学镀镍 20
min 1 a 后
min 后沸水煮 20 min 后取出
图 2 p H 值变化对预化学镀镍平均沉积速率的影响
2. 3 锌合金压铸件的溶解 锌合金压铸件在预化学镀镍溶液中不可避免地