5,5−二甲基乙内酰脲体系无氰镀镉层的结构及耐蚀性

[目的]研究5,5−二甲基乙内酰脲(DMH)体系无氰镀镉层的结构及性能,为拓宽其应用提供实验数据。[方法]选用碱性DMH体系电镀镉,采用扫描电镜和X射线衍射仪分析Cd镀层的微观结构,通过电化学测试、中性盐雾试验及长期浸泡试验研究Cd镀层的耐蚀性及其腐蚀行为演变规律。[结果]DMH体系Cd镀层外观呈亮白色,晶粒呈六棱柱形,尺寸虽略大于氰化物Cd镀层,但更致密,并且在(002)晶面呈高择优取向,其织构系数达到了99.834%。DMH体系Cd镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电流密度约为氰化物Cd镀层的40%,可以经受876 h中性盐雾腐蚀。经六价铬钝化的Cd镀层在2384 h的中性盐雾试验后仍未出现红锈。长期浸泡腐蚀过程中,镉镀试样的腐蚀控制步骤及腐蚀速率会随腐蚀产物的生成和破坏而变化。[结论]碱性DMH体系Cd镀层的耐蚀性可与氰化物Cd镀层相媲美,有望用于航空结构钢部件的防护。

无氰碱性镀锌工艺性能的研究

本次使用的无氰碱性镀锌溶液的分散能力和深镀能力良好。电流密度为1.70~2.00 A/dm2,镀液温度在21~22℃时,锌层的沉积速率约为20μm/h,镀液中锌离子的浓度对沉积速率影响较大。锌层外观为均匀细致的银灰色或银白色,钝化后带有绿色、黄色和紫色的彩虹色。锌层结合力、耐蚀性、氢脆性均符合HB5035—1992的要求。在锌层上制备氧化磷化膜,膜层外观和耐蚀性符合工艺的要求。以霍尔槽试验、锌层外观、沉积速率变化等为依据调整镀液中锌离子的浓度,可通过增大锌板阳极的面积或补加浓缩液来补充镀液中的锌离子。小零件的试镀效果良好,满足交付标准。

环保无氰镀镉工艺可行性研究

无氰镀镉溶液的分散能力和深镀能力优异,当电流密度为1.16~1.37 A/dm^(2),镀液温度在22~35℃时,镉层的沉积速率约为10.00~16.23μm/h。镉层外观初期为带金属光泽的瓦灰色,当镀液通电量逐渐增加时,镉层外观逐渐变成银灰色、银白色,钝化后为彩虹色。镉层结合力、耐蚀性、氢脆性均符合HB5036—1992的要求。通过霍尔槽试验、经验数据、镉层外观等作为依据补加主盐、导电盐、添加剂,可以保证镉层的外观和沉积速率。在镉层上制备氧化磷化膜,膜层外观和耐蚀性符合工艺要求。小零件的试镀效果良好,满足交付标准。

5,5-二甲基乙内酰脲含量对碱性无氰镀镉的影响

选用5,5-二甲基乙内酰脲(DMH)作为配位剂、CdO作为主盐在45钢基体上进行碱性无氰镀镉。通过阴极极化曲线测试、循环伏安分析、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等手段研究了DMH质量浓度对镉电沉积行为及镀层性能的影响。结果表明,随着DMH质量浓度从120 g/L增大至180 g/L,镉离子的初始沉积电位显著负移,阴极极化增强,Cd镀层结晶更加细致,耐蚀性有所改善。继续增大DMH质量浓度至210 g/L时,Cd镀层的形貌和耐蚀性变化不大,但镀液稳定性变差。当DMH的质量浓度为180 g/L时,在1.0 A/dm~2下电镀40 min时可以获得结晶细致、耐蚀性良好的Cd镀层。

镍离子对氨羧配位体系无氰镀镉工艺的影响

采用氨羧配位体系无氰镀液对30Cr Mn Si A钢电镀镉。镀液组成和工艺条件为:CdCl_(2)·2.5H_(2)O 40~50 g/L,NH_4Cl 180~220 g/L,氨三乙酸60~80 g/L,乙二胺四乙酸20~30 g/L,NiCl_(2)·6H_(2)O 50~300 mg/L(即Ni^(2+)12.3~74.1 mg/L), pH 6.5~7.5,室温,电流密度1 A/dm~2,时间15~25 min。通过阴极极化曲线测试、循环伏安分析和霍尔槽试验研究了Ni^(2+)质量浓度对镉电沉积行为和镀液均镀能力的影响,并通过光泽度测定、扫描电镜观察和塔菲尔曲线测量分析了Ni^(2+)质量浓度对Cd镀层外观、表面形貌和耐蚀性的影响。结果表明,镀液中添加适量Ni^(2+)可以在一定程度上改善Cd镀层的外观和耐蚀性,但对其他性能的影响不明显。Ni^(2+)不宜单独用作无氰镀镉的添加剂。

镀镉45钢磷化憎水螺母表面黑斑原因分析

通过宏微观形貌观察、能谱分析、耐蚀性检测及复现试验,对镀镉45钢磷化憎水螺母表面黑斑的性能及形成原因进行分析。结果表明,黑斑处存在Ca元素富集的圆形絮状结晶。磷化槽边缘的“水垢”未及时清理而掉落磷化槽中,其中的Ca^(2+)参与磷化反应而形成圆形絮状结晶,宏观下呈现黑斑特征。

乙内酰脲体系无氰电镀镉工艺

目的开发一种新型的无氰镀镉工艺,替代传统的氰化镀镉。方法以海因和柠檬酸为主、辅络合剂,通过选用光亮剂和表面活性剂获得无氰镀镉工艺配方,优化pH值、电流密度和温度等工艺参数。按规定的方法测试镀液的分散能力、深镀能力。利用SEM、三维显微镜观察镀层的微观形貌,通过极化曲线和循环伏安曲线讨论镀液的极化度和成膜机理,利用塔尔菲尔曲线和点滴实验测试其耐蚀性。结果镉电沉积是通过"成核/生长"机理进行的,乙内酰脲体系无氰镀镉双络合剂协同作用明显,镀液极化能力强。与氰化镀镉相比,该工艺电流效率提高20%,沉积速率提高30%,分散能力可达89%以上,镀液深镀能力和镀层结合力检验合格,镀层表面光亮细致,钝化膜彩虹色明显。无氰镀镉层耐蚀性优于氰化镀镉层,与氰化镀镉钝化层相比,钝化封闭后,自腐蚀电流密度降低至之前的1/15,耐蚀性显著提高。结论该配方及工艺条件为:硫酸镉30～50 g/L,硫酸钠60～100 g/L,乙内酰脲60～70 g/L,柠檬酸20～40 g/L,光亮剂1～3 g/L,表面活性剂1～3g/L,pH=5～6,温度15～35℃。镀液镀层各项性能优越,完全可以替代氰化镀镉工艺用于我国飞机和航空发动机钢结构的防护。

氯化钾无氰镀镉故障的处理措施

描述了新型氯化钾无氰镀镉出现的几例故障和应对措施。配位剂含量过高时,镀液容易浑浊;氯化镉含量过低时,低电流密度区沉积速率太慢;镀液pH偏低时低电流密度区镀层粗糙,偏高则高电流密度区镀层粗糙;添加剂的分解产物过多会导致镀层粗糙,需定期用活性炭处理镀液。根据生产经验,将部分工艺参数调整为:氯化镉25~35g/L,配位剂90~140g/L,氯化钾140~180g/L,镀液pH=6.5~7.5。氯化镉与配位剂的浓度范围扩大明显提高了工艺的可操作性。

烧结式富锌涂层制备工艺

以片状锌铝混合粉为原材料 ,研究了烧结式富锌涂层的制备工艺。通过比较润湿分散性和在涂料中的稳定性 ,选择聚醇类B物质作为锌铝混合粉的润湿分散剂 ;以涂料状态和涂层性能为依据选择 pH值调节剂X ;自行设计了机械甩液装置 ,选择了甩液参数 ;确定了烘干和烧结工艺参数。

无氰酸性镀镉在航空航天零部件上的应用

介绍了一种用于航空航天零部件的高耐腐蚀性镀镉层结构,包括金属基体、预镀层、中间镀层、镀镉层以及钝化层,其中所述金属基体为钢铁基体和铝合金基体。对镀层结构进行中性盐雾试验2064 h其表面无白色腐蚀物生成,耐盐雾性能比航天工业部标准QJ 453-1988《镀镉层技术条件》中96 h中性盐雾试验的要求高21倍。这种保护层在耐腐蚀性上取得了重大突破,能大幅度提高航空航天零部件的使用寿命。

提高65Si2MnWA淬火弹簧镀镉质量的方法

针对淬火产生的氧化皮对后续氯化铵镀镉和65Si2Mn WA弹簧自身性能造成的不利影响,在镀镉前增加了碱液松皮工序,具体工艺流程为:淬火─装挂─除油─松皮─活化─电镀。分析了松皮处理对镀镉层外观、结合力以及弹簧自身性能的影响。结果表明,在含160 g/L Na NO2和500 g/L Na OH的碱液中110°C松皮70 min后,所得镀层为银白色,均匀、细致,结合力强,弹簧性能基本不会降低,抗拉强度和洛氏硬度均符合行业标准要求。

喷砂对镀镉层防护性能的影响及分析

航空制造业钢制件防护通常采用电镀镉工艺,生产中经喷砂的工件电镀镉后在镀层表面往往出现黑色斑点,影响零件的外观质量及镀层的防护性能。通过中性盐雾试验研究了黑色斑点对零件耐蚀性的影响;采用光学数码显微镜、扫描电子显微镜及能谱分析等研究了黑色斑点出现的原因。结果表明,黑色斑点处首先发生腐蚀,黑色斑点处和刚玉砂表面形貌相似,都主要为铝和氧元素;由于刚玉砂砂残留处未能成功电镀沉积镀层,形成黑斑缺陷。

高耐蚀性三价铬黑铬镀层制备工艺

介绍了一种高耐蚀性三价铬黑铬镀层电镀工艺,包括在金属基体(如钢铁和锌合金)上制备预镀铜层、中间镀铜层、光亮镀铜层、镀镍层、高耐蚀性三价铬白铬镀层和三价铬黑铬镀层。这种三价铬复合镀层可耐中性盐雾试验96 h(无白锈),比普通三价铬黑铬镀层长一倍。

新型酸性无氰镀镉工艺的开发研究

开发了酸性无氰镀镉新工艺NCC-617。镀液组成为：氯化镉35-40 g/L,配位剂120-160 g/L,氯化钾140-180 g/L,光亮剂1.5-2.5 m L/L,辅助剂25-35 m L/L,p H 6.0-7.0。工艺条件为：挂镀──温度15-35℃,阴极电流密度0.5-1.5 A/dm^2;滚镀温度15-30℃,槽电压4-7 V,滚筒转速3-5 r/min。在电流密度1 A/dm2下,镉的沉积速率为0.33μm/min。NCC-617镀液的电流效率为73%,均镀能力为41%-52%,深镀能力为9.2。镀镉层经低铬彩色钝化后中性盐雾试验2 000 h仍无白锈生成,其耐蚀性实现了重大突破。镀层的氢脆性和结合力合格。总之,NCC-617镀镉工艺具有镀液稳定,镀层性能优良,电镀废水容易处理的优点,具有较好的应用前景。

高功率脉冲磁控溅射沉积(AlCrNbSiTiV)N薄膜提升刀具的切削性能

通过高功率脉冲反应磁控溅(HIPIMS)在车刀表面溅镀(AlCrNbSiTiV)N高熵合金氮化物薄膜。研究了溅镀功率(120、150、180、210和240W)对薄膜的形貌、厚度、沉积速率、硬度、弹性恢复率等性质的影响。以50CrMo4铬钼合金钢作为被切削材料,在干式切削条件下考察了切削后工件的表面粗糙度和车刀的腹部磨耗。结果表明,增大溅镀功率可以提高薄膜的硬度和耐磨性,被切削工件的表面质量得到明显的改善,刀具磨损量大大减小。

以镀锌镍合金和化学镀镍作底层的锌合金压铸件镀金工艺

介绍了一种锌合金压铸件环保镀金工艺,包括在锌合金基体上制备碱性锌镍合金镀层、化学镀镍层、焦磷酸盐镀铜层、酸铜镀层、光亮镀镍层和镀金层。这种镀层进行中性盐雾试验120 h无锈蚀,热震试验无起泡或脱落。

电沉积方式对制备氧化锌薄膜的影响

利用恒电位与恒电流两种电沉积方式,在Zn(NO3)2水溶液中制备了ZnO薄膜,研究了沉积方式对氧化锌薄膜性能的影响。实验结果表明,电沉积的初始阶段即氧化锌种子层生成期,对沉积有很大影响;恒电流沉积的氧化锌种子层生成迅速且致密,制备的薄膜表面粗糙度小且透光率高;荧光光谱表明,采用不同沉积方式制备ZnO薄膜的内部缺陷不同。

氯化钾无氰镀镉故障分析与处理

为了提高镀液维护技能,总结了4例氯化钾无氰镀镉出现的故障和处理方法。当镀槽中出现大量镉的沉淀物时,加盐酸调节试液pH至4.5左右,并加热至约70℃溶解沉淀物,然后以氢氧化钠调节镀液pH至7左右。当有机物分解产物过多时,镀层粗糙,低电流密度区镀速下降,用活性炭处理镀液能够可将其排除。当镀槽中含有铜、铅等金属杂质时,镀层经硝酸出光后发黑,用小电流电解法可去除这些金属杂质。当镀槽中配位剂浓度偏低时,高电流密度区镀层粗糙,需补加配位剂。

新型碱性无氰镀镉工艺及其镀液与镀层性能

开发了碱性无氰镀镉新工艺。镀液中含氯化镉25～35 g/L、配位剂90～140 g/L、氯化钾140～180 g/L、光亮剂1.5～2.5 mL/L和辅助剂25～35 mL/L,pH为7.5～8.5,温度20～35°C。对于挂镀,阴极电流密度为0.5～1.5 A/dm^2;对于滚镀,槽电压为5～10 V,滚筒转速为4～8 r/min。在1.0 A/dm^2下电镀,镉的沉积速率约为0.35μm/min。该工艺的电流效率为70%左右,均镀能力为43%～59%,深镀能力为8.3,热震结合力合格。镉镀层经过低铬彩色钝化后进行中性盐雾试验1 000 h,无白锈生成。弯曲测试结果表明,厚度为36μm左右的镉镀层也具有良好的柔软性。

无氰镀镉三价铬钝化加纳米封闭工艺

介绍了钢铁和铝合金基体表面无氰镀镉+三价铬蓝白色或彩色钝化+纳米封闭的防护工艺。钢铁基体在常规除油和活化后镀镉,铝合金基体则需在电镀镉之前浸锌和预镀锌镍合金。纳米封闭剂的配方如下:水溶性聚氨酯35%～45%,水溶性硅烷聚合物5%～15%,纳米二氧化硅溶胶1.5%～2.5%,湿润剂(聚醚改性烷基共聚物或2-乙基己基硫酸酯钠盐)0.4%～0.6%,促进剂(乙二醇或1,3-丙二醇)1.5%～2.5%,去离子水31.9%～55.1%。所得镀层的热震性能合格,至少能耐1 700 h的中性盐雾腐蚀(无白锈)。