钢铁件化学镀镍_磷合金前处理工艺的改进

文章编号:1001-3849(2010)01-0029-02

钢铁件化学镀镍-磷合金前处理工艺的改进

赵予川

(杰昌金属表面处理厂,广东深圳　518105)

摘要:通过生产实践提出了一种化学镀镍-磷合金前处理工艺:采用专用的商品活化剂活化,活化后增加了一道阳极电解工序,以除去活化处理后表面残留的挂灰,在化学镀前增加了能促进化学镀触发反应的预浸氨水工序,获得了结合力良好的化学镀镍-磷合金镀层。

关　键　词:化学镀;N i-P合金镀层;预浸;阳极电解;前处理

中图分类号:T Q153.2 文献标识码:B

I m p r o v e m e n t o n P r e t r e a t m e n t T e c h n o l o g y o f N i c k e l-p h o s p h o r u s

A l l o y E l e c t r o l e s s P l a t i n g f o r S t e e l P a r t s

Z H A OY u-c h u a n

引　言

钢铁件化学镀镍-磷合金技术已经在工业领域中得到了广泛的应用。在实践应用中发现,由于钢材种类繁多,采用普通的除油工艺,盐酸浸蚀,预镀等前处理方式,在高碳钢及热处理后的合金钢表面往往难以得到结合力良好的化学镀层,本文提出了一种新的化学镀镍-磷合金前处理工艺,适用材料范围广,在各种钢材表面都可获得结合力优良的化学镀镍层。

1　工艺流程

除油※活化剂活化※阳极电解※预浸※化学镀镍-磷合金※水洗※烘干。

1.1　工艺流程的几点说明

1)除油工序可根据零件表面的油污程度灵活安排。

2)常规浸蚀往往采用盐酸来去除金属表面氧化膜、氧化皮及锈蚀产物,但在高碳钢及热处理后的高硬度合金钢表面活化效果则不理想,难以通过更严格的结合力测试实验。活化剂为复配的酸性物质,对普通碳钢,尤其是高碳钢及热处理后的合金钢有明显的活化作用,能显著提高镀层与基体的结合力。

3)经活化剂处理后,试样表面会有少量挂灰,需要通过后续的阳极电解工序加以去除。

4)预浸溶液为低浓度的氨水,预浸后的零件进入镀液中可迅速触发反应,对于保证高孔隙率工件镀镍层的结合力特别有好处。另外,预浸后工件表面会有一层微碱性的膜层,可避免生产中的很多潜在问题发生。

1.2　阳极电解溶液组成及操作条件

阳极电解采用碱性溶液,其组成及电解条件如下:

N a O H20～50g/L

N a2C O320～40g/L

N a3P O4·12H2O30～50g/L

θ55～60℃

t1～3m i n

活化剂活化后零件表面会有一层黑色挂灰,可

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2010年1月 电镀与精饰 第32卷第1期(总202期)

①收稿日期:2009-07-23 修回日期:2009-08-13

作者简介:赵予川(1978-),男,河南许昌人,杰昌金属表面处理厂工程师.

通过阳极电解加以去除,否则会影响镀层的结合力。1.3　活化剂活化

D I T -105活化剂

10%～20%盐酸100～200m L /L

t

2～5m i n

不同钢材活化时间不同,时间过短,结合力差;

时间过长,零件容易发生过腐蚀。1.4　预　浸

化学镀前的预浸工序的溶液组成及操作条件如下:

N H 3·H 2O

0.3%～0.5%

t

5～25s

θ室温

氨水容易挥发,可定期补加,长期使用后,需及时更换。

1.5　化学镀镍-磷合金

化学镀N i -P 合金的镀液为商品浓缩液,镀液组成及操作条件如下:

E N -900A 60m L /L E N -900B 150m L /L

p H

4.6～

5.0

θ

87～92℃

镀速16～21μm /h

E N -900A /B /C 系列为配置好的化学镀镍商品浓缩液,其中E N 900A ,E N 900B 组成开槽液,平时补加E N 900A 和E N 900C ,预浸后无须水洗,直接入槽。预浸用的氨水浓度很低,加之化学镍槽生产过程中p H 会下降,往往需要调高p H ,因此预浸氨水对化学镀镍槽的p H 几乎无影响。

2　镀层结合力检测

1)将镀件放在温度为(250±10)℃烘箱里,保温2h ,取出后迅速投入冷水中骤冷,5m i n 后取出,镀层无起泡,无脱皮。

2)将镀件弯曲180度,折弯处无起泡,无脱皮。

3)将镀件装配于某设备上,反复摩擦1000次,镀层无脱皮,无起泡。

3　结　论

改进后的化学镀镍-磷合金前处理工艺已应用一年多,工艺稳定,对改善化学镀镍层的结合力效果

显著,产品受到客户的好评。

巧用波美计

波美度(B e )是代表溶液中溶质的实际含量,B e 和相对密度(d )之间的关系为:

B e =144.3-(144.3/d )

用化学分析方法测定镀液组分的质量浓度,数据更准确,但需要一定的时间。对于某些组分适用浓度范围较宽的镀液,例如镀铬溶液,用波美计测量,查表后就可快速得到铬酸的含量。

使用波美计,也同样可快速知道镀镍液中硫酸镍的质量浓度。如B e 为17,则ρ(硫酸镍)为170g /L ;若B e 为20则ρ(硫酸镍)为200g /L 。笔者利用波美计为某电镀厂测定光亮镀镍液的B e 为25,即ρ(硫酸镍)为250g /L ,同时将样液到化验室进行化学分析,结果ρ(硫酸镍)为249g /L ,仅相差1g /L 。

对于氰化镀铜工艺,若B e 为9,ρ(铜盐)约为30g /L ;B e 为17,ρ(铜盐)为50g /L 左右。值得注意的是,对于碱性镀液,新配液与旧镀液具有相同的主盐质量浓度,但波美度不一样,新配液的要低一些。

例如,某公司新配氰化镀银槽ρ(A g +

)为20g /L ,

ρ(K C N )游离为120g /L ,B e 为14。旧镀液与新配液有相同的ρ(A g +

),但B e 是17。原因很清楚,因为

在碱性镀液中,旧镀液中的K C N 和O H -长时间与空气中的C O 2作用,生成碳酸盐而累积于镀液中,使波美度升高。因此,在实践中这是要注意的。

在氰化钾镀锌溶液中,用测定的波美度估计K C l 的含量,比化验的结果更准确。化验结果一般都要偏高很多,因为加入的自来水中、补加的

Z n C l 2、调p H 用的H C l 都会将C l -引入镀液,用测定C l -来计算ρ(K C l ),必然使结果偏高。因此,笔者通常不化验K C l ,只化验锌和H 3B O 3,用波美度来估算ρ(K C l )。若测得B e 为16,ρ(K C l )则为160g /L 。如果工艺要求ρ(K C l )为180g /L ,只要补加20g /L 就可。根据这一实践经验,进行加料补充,从来没有发生差错。实践证明,在特殊情况下,使用波美计快速测定组分含量是可行的。

陈勿初

(厦门华泰利表面处理有限公司)

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