鋁合金鍍鎳工藝研究論文

時(shí)間:2022-10-02 03:39:00

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鋁合金鍍鎳工藝研究論文

摘要:研究了鋁合金表面化學(xué)鍍Ni-P合金的預(yù)處理、鍍液配方及鍍后熱處理。采用堿性化學(xué)鍍鎳作底層,然后進(jìn)行酸性化學(xué)鍍鎳,能在鋁合金表面獲得光亮、平整、附著力良好化學(xué)鍍鎳(Ni-P)層。鍍層硬度為686HV,含磷量為11.17%。

關(guān)鍵詞:鋁合金;預(yù)處理;化學(xué)鍍鎳;附著力

1引言

化學(xué)鍍Ni-P具有厚度均勻、硬度高、抗蝕性優(yōu)異等特點(diǎn),因此鍍層廣泛被應(yīng)用于需耐磨的工件。但是,鋁合金表面即使在空氣中停留時(shí)間極短也會(huì)迅速地形成一層氧化膜,以致影響鍍層質(zhì)量,降低鍍層與基體的結(jié)合力。

本項(xiàng)研究得出了比較好的預(yù)處理方案,從而得到結(jié)合力良好,表面比較光亮的Ni-P鍍層。

2實(shí)驗(yàn)方法

2.1實(shí)驗(yàn)工藝流程

試樣制備→配制除油溶液→化學(xué)除油→水洗→侵蝕→水洗→超聲波水洗→去離子水洗→一次鋟鋅→水洗→退鋅→水洗→超聲波水洗→去離子水洗→二次鋟鋅→水洗→去離子水洗→堿性鍍→水洗→酸性鍍→去離子水洗→吹干→冷卻

2.2除油配方及工藝

除油:Na3PO4•12H2O(30g/L)NaCO3(30g/L)溫度(65℃)時(shí)間(3min)

2.3浸鋅配方及工藝

ZnSO4(40g/l)NaOH(90g/l)NaF(1g/l)Fecl3(1g/l)KNaC4O4H406(10g/L)

溫度(42℃)一次浸鋅時(shí)間(90S)二次浸鋅時(shí)間(18S)

2.4鍍液配方與工藝

堿性預(yù)鍍液NiSO4•6H2O(30g/l)NaH2PO2•H2O(25g/l)NH4C6H5O7•H2O(100g/l)溫度(65℃)PH值(8.2)施鍍時(shí)間(8min)

酸性鍍液NiSO4•6H2O(30g/l)NaH2PO2•H2O(25g/l)NH4C6H5O7•H2O(10g/l)

乳酸C3H6O3(40ml/l)NaC2H302(10g/L)溫度(85℃)PH值(4.8)施鍍時(shí)間(120min)3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1鍍層表面形貌及硬度

鍍層表面為致密的胞狀、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。小胞之間有明顯的界線,界線基本為直線,說明小胞在長(zhǎng)大的過程中相互受到擠壓而發(fā)生了變形,鍍層中存在應(yīng)力。鍍層的含磷量為13.1%,鍍層硬度可達(dá)686HV。

溫度是影響化學(xué)鍍沉積速率的最重要因?;瘜W(xué)鍍的催化反應(yīng)一般只能在加熱條件下發(fā)生,溫度升高,離子擴(kuò)散速度加快,反應(yīng)活性增強(qiáng),當(dāng)溫度高于50℃時(shí),基體表面才有少量氣泡生成,化學(xué)鍍鎳磷合金才能進(jìn)行,隨溫度升高基體表面可見明顯鍍層。反應(yīng)溫度低于80℃時(shí),沉積速率較慢;溫度高于80℃,基體表面有大量氣泡生成,沉積速率變快;當(dāng)溫度高于95℃時(shí),鍍液發(fā)生分解,鍍液迅速變黑,產(chǎn)生大量氣泡,在燒杯底部出現(xiàn)黑色沉淀。

3.2pH值對(duì)鍍速的影響?yīng)?/p>

在酸性化學(xué)鍍液中,pH是影響沉積速率的重要因素之一。在化學(xué)鍍過程中,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,H+不斷的生成,鍍液的pH值不斷降低,使沉積速率受到影響,因此在施鍍過程中必須隨時(shí)補(bǔ)充堿液來調(diào)整pH值在正常的工藝范圍內(nèi)。pH值升高使Ni2+的還原速度加快,沉積速率變快。

4結(jié)語

(1)通過實(shí)驗(yàn)研究得到比較適宜的鋁合金基材化學(xué)鍍鎳的前處理工藝,并得出了一套完整的鋁合金基材表面化學(xué)鍍鎳工藝條件及配方。

(2)溫度和pH值是影響反應(yīng)速度重要的因素,溫度的最佳工藝范圍為85~95℃,超過95℃,鍍液自分解現(xiàn)象嚴(yán)重;pH值的最佳范圍是4.5~5.5,pH值超過5.5沉積速度開始下降。

(3)通過性能檢測(cè)表明此工藝獲得的鍍層,鍍層硬度可達(dá)686hHV,含磷量為11.17%且表面光亮、均勻、結(jié)合力好。

參考文獻(xiàn)

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