珍珠鎳電鍍新工藝及其陰極過程初探.pdf

1、珍珠鎳電鍍是一種裝飾性電鍍工藝，不同于光亮鎳表面光亮，耀眼，珍珠鎳啞中帶微光，色澤柔和，可避免某些場合光線對視線的干擾，其鍍層晶粒細致，耐腐蝕性強，觸感滑膩，且可通過控制工藝生產(chǎn)出細沙、中沙、粗沙等不同風格的珍珠鎳外觀，多用于照相機，醫(yī)學檢驗儀器，箱包拉鏈，眼鏡框架等。國內(nèi)珍珠鎳工藝不如國外成熟，且品種單一，因此，本文在查閱大量國內(nèi)外有關(guān)資料的基礎(chǔ)上嘗試開發(fā)珍珠鎳電鍍新的工藝，對本研究內(nèi)容及結(jié)果總結(jié)如下:
　　(1)結(jié)合赫爾槽試驗

2、與方槽試驗對大量可能添加劑進行了篩選比較。優(yōu)選了BSI、BBI做為柔軟劑，兩者均能使鍍層結(jié)晶細致，鍍層沙感飽滿，起沙電流密度范圍寬;優(yōu)選了MA-80做為潤濕劑，其特點為潤濕性強，穩(wěn)定性好，泡沫少;TB（一種聚醚類物質(zhì)）做為沙劑，該物質(zhì)具有很寬的起沙電流密度范圍，為0.2～10 A/dm2,所得鍍層表面凹坑分布均勻，大小均一，凹坑直徑約為4.66μm;優(yōu)選的穩(wěn)定劑為PVA-124,該物質(zhì)對鍍液中乳粒有一定的穩(wěn)定作用，且不影響鍍層外觀;鍍液

3、基礎(chǔ)組分與工藝條件對珍珠鎳鍍層外觀與起沙電流密度范圍均有一定影響，獲得的合適的珍珠鎳電鍍配方與工藝條件為:NiSO4·6H2O400～500g/L、 NiCl2·6H2O20～40g/L、H3BO340g/L、柔軟劑BSI8～32mL/L、潤濕劑MA-800.8～2.0mL/L、沙劑TB2.4～3.2mL/L、穩(wěn)定劑PVA-1240.8～2.4mL/L、溫度50～60℃、pH3.5～4.5、陰極電流0.2～10 A/dm2。
　　

4、(2)采用正交試驗分別對鍍液配方（NiSO4·6H2O濃度、BSI濃度、TB濃度、PVA-124濃度）和工藝條件（鍍液溫度、pH、攪拌速率、電鍍時間、電流密度）進行了優(yōu)化研究，結(jié)果表明，對起沙電流密度范圍，BSI濃度與TB濃度都有顯著影響，對鍍層外觀，BSI濃度、TB濃度及攪拌速率都有顯著影響，得到的最佳鍍液配方與工藝條件為:NiSO4·6H2O400 g/L，NiCl2·6H2O35 g/L，H3BO340 g/L，柔軟劑BSI24

5、mL/L，潤濕劑MA-801 mL/L，沙劑TB5.6 mL/L，穩(wěn)定劑PVA-1242.4 mL/L，溫度55℃，pH4.0，攪拌速率4次/s，電流密度6A/dm2,電鍍時間5 min。
　　(3)在最優(yōu)珍珠鎳電鍍工藝下，通過單因素試驗研究了各添加劑對鍍層表面形貌的影響，結(jié)果表明，柔軟劑使得鍍層晶粒細化并輔助沙劑在鍍層表面形成凹坑;潤濕劑的加入大大消除鍍層麻點、針孔;沙劑TB濃度的增大，會使鍍層表面凹坑密度與直徑越來越大，沙劑T

6、B濃度超過7.2mL/L時，將導致鍍層表面形成個別大凹坑，外觀表現(xiàn)為亮點、黑點;穩(wěn)定劑PVA-124濃度過高，會使鍍層表面凹坑密度與直徑變小，鍍液穩(wěn)定性增強，但鍍層沙感變淡，起沙變慢。
　　(4)通過與某公司市售光亮鎳工藝對比，表征了本珍珠鎳電鍍工藝的鍍層與鍍液性能。耐腐蝕性測試表明，珍珠鎳鍍層的耐腐蝕性能比光亮鎳強;結(jié)合力測試表明，珍珠鎳鍍層與基體的結(jié)合力良好;硬度測試表明，珍珠鎳鍍層硬度(452HV)比光亮鎳鍍層硬度(476H

7、V)略低;鍍液分散能力測試表明，珍珠鎳鍍液分散能力(-9.30％)與光亮鎳鍍液分散能力(-8.95％)相近;鍍液穩(wěn)定性測試表明，鍍液連續(xù)生產(chǎn)7h左右即出現(xiàn)亮點、黑點，鍍液穩(wěn)定性不強，需進一步提高鍍液穩(wěn)定性。
　　(5)陰極極化曲線測試表明，柔軟劑、潤濕劑、沙劑、穩(wěn)定劑均會抑制鎳離子的沉積，增大鎳電沉積的陰極極化。柔軟劑的加入可以使得鎳離子的析出電位負移，能明顯細化鍍層晶粒，提高鍍液分散能力;潤濕劑抑制陰極析氫電流明顯，能減少鍍層針