電鍍Cr-Ni-Fe 不銹鋼合金鍍液組成可分為硫酸鹽型、氯化物型、混合物型和DMF-H2O型體系。
硫(liu)酸鹽型體系(xi)鍍Cr-Ni-Fe 不銹鋼合金鍍液(ye)組成及工(gong)藝條件(jian)見表(biao)11-1。
1. 配方1 (見(jian)表(biao)11-1)的說(shuo)明
本配方由(you)鄭州輕(qing)工業學(xue)院馮紹彬、董會(hui)超、夏(xia)同馳等人提出。
硫酸鹽體(ti)系(xi)鍍(du)(du)液(ye)的(de)(de)(de)(de)導(dao)電(dian)(dian)性能差,電(dian)(dian)流(liu)效率低,電(dian)(dian)鍍(du)(du)時(shi)間長,能耗較(jiao)高(gao)(gao),為了克服這(zhe)些缺陷,向(xiang)硫酸鹽體(ti)系(xi)中加入了一定量的(de)(de)(de)(de)氯化物(wu)如氯化銨40g/L,以提高(gao)(gao)其導(dao)電(dian)(dian)性和(he)(he)活(huo)(huo)化陽極。由于鐵、鎳、鉻的(de)(de)(de)(de)標準(zhun)電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位相差較(jiao)大(da)。因此,在簡單(dan)鹽溶液(ye)體(ti)系(xi)中,三種金屬共沉積是(shi)很困難的(de)(de)(de)(de),通(tong)過加入配位劑與它們(men)形成配合離子、改變離子的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)度,從(cong)而改變它們(men)的(de)(de)(de)(de)析出電(dian)(dian)位,使(shi)其相互接近(jin)以達到共沉積的(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de),本(ben)配方中使(shi)用檸檬酸三鈉100g/L作為配位劑,以提高(gao)(gao)鍍(du)(du)液(ye)的(de)(de)(de)(de)分散能力和(he)(he)增強(qiang)鍍(du)(du)層的(de)(de)(de)(de)致密度。
抗壞血酸用作穩定劑,阻止Fe2+氧化為Fe3+,抗壞血酸是強還原劑,很容易被氧化而消失其穩定作用,一旦發現出現棕色Fe3+的痕跡,應及時補充抗壞血酸至10g/L,否則易使鍍層粗糙、出現毛刺現象。
十二烷基硫酸鈉為(wei)表面活性劑(ji),防止鍍層產生針孔、氣道(dao)。
硼(peng)(peng)酸為酸度緩沖(chong)劑(ji)、穩定溶液pH,pH應(ying)(ying)保持在(zai)2左右(1.5~3.0),硼(peng)(peng)酸應(ying)(ying)保持在(zai)25g/L左右。
光亮(liang)(liang)劑(ji)(ji)用以改(gai)善鍍(du)層性能,調整鍍(du)層應力(li),抑制陰極(ji)析氫,提高(gao)電流效率,擴大陰極(ji)電流密(mi)度(du)范圍等。光亮(liang)(liang)劑(ji)(ji)為有機物,用量要適量,可參照鍍(du)鎳的初級(ji)光亮(liang)(liang)劑(ji)(ji)、次級(ji)光亮(liang)(liang)劑(ji)(ji)。也(ye)可向原作者馮紹彬等人咨(zi)詢(鄭州(zhou)輕(qing)工業學院)。
2. 配方2 (見表11-1)的說明
配方2使用的配位劑為三乙醇胺,它對Fe2+的配位作用較強,也具有較強的還原作用。不需要使用抗壞血酸。
由于不(bu)含有氯(lv)離子(zi),陽極(ji)可(ke)使用不(bu)溶性金(jin)(jin)屬(shu)如鉑(bo),或鍍(du)(du)(du)鉑(bo)的(de)鈦網(wang)。也可(ke)以(yi)采用石墨陽極(ji)。但是,由于鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)沉積都取自鍍(du)(du)(du)液所(suo)含的(de)金(jin)(jin)屬(shu)離子(zi),因此,要求(qiu)鍍(du)(du)(du)液的(de)體(ti)積要有足夠的(de)大小,并要求(qiu)及時分析鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng),補(bu)充(chong)鍍(du)(du)(du)液成分的(de)不(bu)足,以(yi)備(bei)滿足電鍍(du)(du)(du)過程中金(jin)(jin)屬(shu)離子(zi)的(de)消耗(hao),而且鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)不(bu)能(neng)(neng)(neng)要求(qiu)鍍(du)(du)(du)得較厚,只能(neng)(neng)(neng)滿足鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)能(neng)(neng)(neng)夠產生(sheng)不(bu)銹鋼的(de)外表結構形貌,鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)成分可(ke)以(yi)達到Fe:58%~78%,Ni:11%~27%,Cr:6%~10%,具有較強(qiang)的(de)防變色能(neng)(neng)(neng)力(li)、耐腐(fu)蝕能(neng)(neng)(neng)力(li)或有一(yi)定的(de)硬度。合金(jin)(jin)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)還要經(jing)過高溫(wen)熱(re)處理之后,才(cai)能(neng)(neng)(neng)夠產生(sheng)不(bu)銹鋼結構,借以(yi)代替不(bu)銹鋼。
3. 配(pei)方3 (見表11-1)的說明(ming)
這個配方是屬于復合鍍(du)(du)鎳鐵(tie)合金,在鍍(du)(du)液(ye)中(zhong)加入細微鉻粉懸浮于鍍(du)(du)液(ye)中(zhong),電沉積(ji)Fe-Cr-Ni復合鍍(du)(du)層。
a. 鉻粉含量對(dui)鍍層沉積速率的影響
鍍液中不同鉻粉含量與鍍層沉積速率(lv)的(de)關系(xi)曲線見(jian)圖11-1。
由圖11-1可見(jian),鍍層(ceng)金屬Fe-Ni-Cr合金沉(chen)積速率(lv)隨(sui)著(zhu)鉻粉(fen)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)變化先升(sheng)高(gao)(gao),后降低。在110g/L附近有一最高(gao)(gao)點。鉻含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)低于(yu)110g/L時,鍍層(ceng)的(de)(de)沉(chen)積速率(lv)隨(sui)著(zhu)鉻粉(fen)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)升(sheng)高(gao)(gao)而增大,高(gao)(gao)于(yu)110g/L后,沉(chen)積速率(lv)隨(sui)著(zhu)鉻粉(fen)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)升(sheng)高(gao)(gao)而降低。
b. 鉻粉含(han)量不同的鍍層的耐蝕性
不同鉻粉(fen)含(han)量獲(huo)得的鍍(du)層(ceng)在飽和NaCl溶液中自腐蝕電位(wei)隨(sui)時間的變化(hua)曲線見圖(tu)11-2。
由圖11-2可見,3種涂層均顯示鈍化性能,鉻含量為50g/L,150g/L時獲得的鍍層發生明顯的鈍化現象。鉻含量100g/L時,鍍層的致鈍電流和維鈍電流最大。表明鈍化后其陽極溶解程度最大,發生鈍化比較困難,當陽極電位上升到一定值后,出現過鈍化(hua)現象,鈍化膜破壞,陽極曲線呈現快速的電流增長趨勢,使最終陽極溶解電流密度快速增長,表明此鍍層鈍化膜不穩定,顯示鉻粉含量為100g/L時的鍍層的耐蝕性最差。