堿性鋅鎳合金電鍍及其三價鉻黑色鈍化.pdf

1、從經(jīng)濟性和易操作性上考慮，鋅合金鍍層及其鈍化膜處理工藝仍然為增強鐵基體耐蝕性的最佳選擇，此外本課題對最終外觀要求為黑色。所以本課題的目標是獲得鋼鐵基體上高耐蝕性的鋅合金鍍層及其黑色鈍化工藝。
　　堿性電鍍鋅鎳合金以其分散能力好，較高的均鍍能力，相對于酸性電鍍鋅鎳合金較好的耐蝕性等優(yōu)點，有著極大地商業(yè)市場。本課題優(yōu)選鍍液組成，以鍍層鎳含量、鍍層厚度、電流效率三個性能指標為參考，并從鍍液易維護性出發(fā)，獲得了易維護的堿性電鍍鋅鎳合金工藝

2、，當鍍液為ZnO14g·L-1，NaOH120g·L-1，有機胺A40mL·L-1，三乙醇胺16mL·L-1，NiSO4·6H2O14g·L-1，光亮劑8mL·L-1，Dk2.5A·dm-2，溫度20℃（室溫）時，可獲得鎳含量為13mass％的鋅鎳合金鍍層。然后系統(tǒng)地研究了各個工藝條件如各組分濃度，陰極電流密度，溫度對鍍層性能的影響，得知為了獲得鎳含量在13mass%左右的光亮鋅鎳合金鍍層，且有一定的厚度和電流效率，在電鍍過程中需維持各

3、組分濃度及工藝條件在：NiSO4·6H2O12~40g·L-1，ZnO10~20g·L-1，三乙醇胺0~20mL·L-1，Dk2~3A·dm-2，溫度20~35℃，光亮劑4~10mL·L-1。以此為基礎，設計了相應的鍍液維護方案：使用不銹鋼不溶性陽極，采取鍍液溶解ZnSO4·7H2O的方式補加Zn2+，采取有機胺A絡合NiSO4·6H2O后補加到鍍液中的方式補加Ni2+，由于此方法引入了大量SO42-，長時間生產(chǎn)后采取冷凍方式以除去鍍液

4、中的Na2SO4。
　　雖然鋅合金鍍層增強了鐵基體的耐蝕性，但一般使用中還會在鋅合金鍍層上再罩一層鈍化膜，不僅極大的提升了鋅合金的耐蝕性，還具有裝飾作用，本課題要求在鋅合金鍍層上有黑色的鈍化膜層。傳統(tǒng)上采用六價鉻黑色鈍化工藝處理鋅及鋅合金表面獲得黑色的高耐蝕性膜層。但六價鉻有毒，具有致癌性，而三價鉻黑色鈍化工藝路線是極具前景的替代路線。本課題采用硫酸銅點滴，Tafel、EIS電化學測試、SEM、NSS實驗等研究方法，通過初選和正交

5、試驗，獲得了鋅鎳合金鍍層三價鉻黑色鈍化工藝，所得膜層均勻黑亮，結合力良好，具體為：醋酸鉻12g·L-1，氯化鉻8g·L-1，有機羧酸B32g·L-1，硝酸鈉20g·L-1，氯化鈷4g·L-1，氯化鎳2g·L-1，pH1.8，溫度室溫（20±5℃），浸漬時間60s。但由于膜層表面泥裂紋的結構缺陷，其耐蝕性較差，中性鹽霧試驗(NSS)出白銹時間僅24h。為提高膜層耐蝕性，采用硫酸銅點滴，Tafel、EIS電化學測試研究了添加劑對膜層耐蝕性的