【doc】镍—铁合金镀层及其在钢木家具上的应用

【doc】镍—铁合金镀层及其在钢木家具上的应用 镍—铁合金镀层及其在钢木家具上的应用 谍祆,它霉恕弛 ?42?May.1992PlatingandFinishingVol?14No.3 一韩书棒* 镍一铁合金电镀工艺是七十年代初期由美国 Udylite公司推出的?.由于这项工艺具有明显 的节镍效果.从而受到电镀行业的普遗重视.镍一 铁合金镀层具有光亮细致,整平能力好,易于套铬 等优点.且镀层的延性优于镍,双层镍一铁镀层的 抗蚀能力相当于双层镍.加之,它已将铁作为其镀 层的有效成分,这就使它特男适合于管欹零件的电 镀和塑料金属化零件的电镀睛利于通过塑料热循 环试验). 就镀层金相结构而盲.由于Ni和Fe的原子 序数极为接近,原子结构极为相近.因而能形成无 限固溶体台金.镀层中的Fe含量可以从15 , 帅,不同Fe含量的镀层,其电极电位也不 周,见表1弼耐,Ni-Fe合金镀层中的含硫量高 于光亮镍,通过使用含铁量不同的双层镍一铁合金 镀层,可以提高整十镍一铁镀层的抗腐蚀能力.换 句话说.2O,25#m的双层镍一铁套铬工艺,其抗 蚀能力相当于双层镍套铬工艺.这已被有关资料和 实践所证实. 寰l在25?.pH}.3,5NtC1中再的电量电位 八十年代以来.我国的镍一铁合金电镀工艺主 要用于自行车和钢木家具行业,由于长期的使用和 不断地经验.近年来,取得了良好的节镶效 集. 下面就Ni—Fe合金镀层在钢术家具电镀中 反映出的一些同题及如何用好该工艺进行扼要 的说明.文中所涉殛的Ni—Fe电镀工艺系指 Niron**Ni—Fe合金电镀工艺. *机电部工艺研究所嘶I编030024) **华美电镀技术公司产品 7Ql;, 1镀层的整平性 镀层的整平性主要取决镀赦成分和操作条件. 同时与基体金属的粗糙虚也有关系.镍一铁台金镀 液中含有Pe离子,它的存在有利于改善镀层的 整平能力.我们曾用英国产Talysurf一4粗糙虚测 试仪分剐测定了光亮镍和光亮镍一铁镀液的整平能 力,测试结果见表2.从表2不难看出,镍一铁合 垒镀蔽的整平能力明显优于光亮镍.在生产中.为 充分显示镍一铁合金的整平能力,必缉在操作上给 予足够的注意.除了严格接工艺规定操作外.还要 特别注意维持Fe的正常浓度.井使Fe浓度尽 可能低. 衰t基悻叠属电t酋后的衰西粗?鏖 镶前镀层厚镀后整早能力 镀层x-o RttlyJ)度m)R^m) 0.530.3B 519 光亮镍0.500.45 76BRN0.{50.80 1028.5 0.480.34 0.80063 5,0.7214.7 光亮镜0.220.2O 0.2010O.17i5 0.200.16 0.I250.0839 光亮P O.320.12 镶一铁 0.300.24 Niron 0.14100.05338 0.420.35 需要特别提出的是基体金属的影响.对于被镀 ? l992年5月电镀与精饰第14卷第3期(总84期)?43? 件,只有在基体金属达到整平且没有明显的磨光纹 路时,链层才能得到满意的整平效果.据生产经 验:锕铁基体须经过160,280砂的磨光,磨光 时应经过三道以上的交叉磨抛,才能到电镀生产线 进行电镀.可使链层达到较为满意的整平外观. 2镀液的稳定性 Niron工艺由于具有较好的稳定剂和较为完整 的Fe的处理方法及杂质处理方法,从而可以达 到在生产中链液的稳定操作.如毛刺之类的缺 胳,是可以通过严格操作而避免的.稳定工艺操作 的要点主要有: 2.1F和Fe什lFe是链液的有效成分,Fe是 链液的杂质,过量的Fe会降低链层亮度并极易 出觋毛刺.链液中的Fe应维持在正常范唇,Fe 浓度应尽可能低,这可以通过化学分析测得.如果 Fe浓度超过总铁量的3o'A.就需要采取措施, 降低其浓度.此外,链液中的阳极,一般都用分离 的Nj和Fe阳极,其面积比为8,12:1.Fe阳极 面积不可太大,同时要注意阳极耍导电良好,并注 意尽量选用活性Ni阳极和纯度比较高的Fe阳 扳. 降低Fe浓度的办法其一是调链液pH3, 3.5,在60'C下.以Dx0.4,0.5A//din的小电流 通电处理,其二是应用控制剂322一除去.当生 产不允许停产处理溶液时,用第二种方法比较有 效. 2.2蕾液的pH位镀液的pH应维持在3,3.5. 太高.铁离子会沉淀,造成链层有毛刺}太低 会影响链液的整平性.pH调整的频率应根据生 产量的大小,勤调整为宜.如果pH偏高,可用 1:1H2sO.(v/v)调整}如果pH偏低,可用NiCOa 处理.一般为保持溶液pH稳定.在工件人槽前, 可爱2,{H2sO.而后直接人电镀槽. 2.s叠一和有机杂质:除Fe外,镀液中常见的金 属杂质有ZnCu,Cr.Zn杂质存在,会导致镀 层的光亮区减小.低电流区变暗,以致出现黑色的 链层,除去方法是调pH3.3,3.8,室温下以 D0.5A//dm通电处理.Cu杂质会导致低电流区 变暗,处理方法是调pH2,2.6.在D0.4A//din 下通电处理.cr杂质多是由于挂具清洗不佳而带 人的,cr杂质存在造成链层不能起亮,更甚者会 镀不上链层,除去方法可参照链镶溶液的办法来处 理.如果发现链层严重的针孔或结合力不良,剐反 映出有机杂质污染,可用活性炭处理或用活性炭滤 蒜过滤溶液.所有的有机或无机杂质,均可通过 OF999一加入到链液中除去. 2.4溶液的过滤:若选用空气搅拌的工艺,列必须 采用连续过滤,因此对过滤机需要慎重选择,它应 在65'C下连续正常工作.若选用阴极移动的工 艺,则可以采用i町戢过滤. 2.5搅拌:若选用空气搅拌的工艺,则要求搅拌用 的空气必须清洁,空气搅拌要温和,停链时应停止 搅拌.然而在灰尘量较大的北方地区,以采用阴极 移动的工艺为宜. 2.B蕾液中木的朴充:为了补充链液失去的水分, 应将回收槽中之水通过过滤机加入链液,而不要将 回收槽中之水直接}『入链液. 为了保证电镀操作的正常进行,保证电镀产品 的质量,还必须进行严格的生产管理,同时还要注 意选用良好的配套设施嘲过滤机沮控仪安 时计等),合格的电镀生产用水以及良好的挂具. 实践证明,以上提到的任何一点在生产中都是不可 忽视的,否则将引发出一系列的质量问题. 3双层锶一蕞合金镶层 双层NI-Fe链层具有与双层尊相当的抗蚀睫 力,并可以节省不少镍,但生产中以何种方式实觋 双层Ni-Fe则需要从实际出发.我们曾测试了链 液中Fe升浓度搅拌方式与链层中古Fe量的关 系,见图1.根据图1的提示,我们可以找到实现 双层Ni—Fe链层的三种方式,见表4. 田l?液中的Fe与?晨中的Fe 从表4中看出.方式?最简便,还可以在一个 PlatingandFinishingVol?14N..3 槽中实现电镀双层镍一铁.但实践证明,这种方式 缺点比较多,原因是在无搅拌下电镀时,镀层允许 的电流密度将变窄,高电流区容易烧焦,若降低电 流密度操作,又将导致镀层亮度下降,因此这种方 式是不可取的方式?和方式?是可行的,根据经 验,在灰尘比较多的地区,建议最好采用方式@中 的胡极移动. 衰'实现强层Nj—Fe蕾层的方式 高铁低铁备注 空气搅拌或阳两幢液F} 静止镀极移动浓度同 空气搅拌阴极移动 镀液中镀藏中两锉液都甩阳 FeZ~Sg/L左右Fe~3g/L左右极移动 镀藏中幢}葭中两幢液都甩空 Fe4g/L左右FeZ~lg/L左右气搅拌 l不合格镀层的退除 不舍格镀层可通过化学法或电解法退除.化 学法的工艺配方是:间硝基苯磺酸钠70, 80g/L,氰化钠70,8og/L,70,80X3,退完为 退酴,它的操作条件是pH5.5,6.5,20,{0?, D.1,15A/dm,退镀速度约2#m/min 5污水处理 由于Ni—Fe镀液中Ni的浓度仅相当光亮镍镀 液中Nj的浓度的60N,75,因此降低丁污水治 理的压力,从而将减步设备的维持费用. 总之,在钢术家具电镀中,用Fe/磨色电)光 /Ni—Fe/Cr工艺取代Fe/磨光/Cu—Sn/抛光 /Cr工艺,抛弃了氰化物改善丁工作环境,并能 实现连续性的或自动化大生产,提高丁生产效率, 这是显而易见的.但任何新工艺的应用都需要一段 熟悉和掌握的时间,并且需要改善生产管理和完善 配套设施,方能收到预期的效果. Ni-Fe台金电镀技术的应用远非局限于钢术 家具和塑料金属化零件.在当今Ni和Fe的价格 相差l7倍的现实情况下,这项行之有效的节镍工 艺无疑对机械电子,轻工荨行业将具有极大的吸 引力. 参考文献 1上海电镀,1981,0):16 2科学出版社,金属学及热处理 止.电解逞除法可以应用US6000电解退镀液,[收稿日期1991.07—09修回日期1991—12—263 电镀史话之四 镀铬的历史要较其他镀种(如镀镍)晚得多.1920年抄尔金(Sargent)提出了有铬酐和少量硫酸组 成的镀铬电解液,成为后来装饰镀铬的镀铬液.此后美国的Fink和EMridge和蓥目的Liebleich等 也各自独立地取得了相应专利,从而促进了镀铬的工业化. 为了克服标准镀铬{茛的缺点,1930年开始出现用氟硅酸或其盐代替硫酸作催化 茛,从 剂的镀铬电解{ 该电解液可得到比标准镀铬漩光亮好,光亮范围宽的镀层,且电流效率高,对中断 电流不敏感,遂使滚镀 铬得以实现. 1943年始有关于松孔镀铬的报导. l050年美国UintedChromium公司发表了自动调节高速镀铬电解漩,简称SRHS电解{茛. 1957年有在镀铬液中使用含氟表面活性剂抑制铬雾的报导. 1960年和1964年分别报导丁微裂纹镀铬和微孔镀铬. 为丁减步污染,节约资源1972年开发了低浓度镀铬电解漩.' 很早就进行丁三价铬镀铬的研究,直至1975年才在英国有工业化生产的报导. 最早关于黑铬镀层的专利出现于1934年,1959年有在铬酸溶液中添加氟硼酸,氟硅酸氟化铰,氢 氟酸及其盐的镀黑铬电解{茛的报导.' 王士逞整理