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。
硫酸(suan)鹽型體(ti)系鍍Cr-Ni-Fe 不銹鋼合金鍍液組(zu)成及(ji)工藝條件見(jian)表11-1。
1. 配方1 (見表(biao)11-1)的(de)說(shuo)明
本(ben)配方(fang)由(you)鄭州輕工(gong)業學院(yuan)馮紹彬(bin)、董會超、夏同馳等人提出。
硫(liu)酸(suan)鹽體(ti)系鍍(du)液的導(dao)電(dian)性(xing)能(neng)差(cha)(cha),電(dian)流效率低,電(dian)鍍(du)時間長,能(neng)耗較(jiao)高,為了(le)克服這些缺陷,向(xiang)硫(liu)酸(suan)鹽體(ti)系中加入了(le)一定(ding)量的氯化(hua)(hua)物如氯化(hua)(hua)銨40g/L,以(yi)提高其(qi)導(dao)電(dian)性(xing)和活(huo)化(hua)(hua)陽極。由于鐵、鎳、鉻(ge)的標準電(dian)極電(dian)位(wei)相(xiang)差(cha)(cha)較(jiao)大(da)。因此(ci),在簡(jian)單鹽溶液體(ti)系中,三(san)種金(jin)屬共(gong)沉(chen)積(ji)是很困難的,通(tong)過加入配位(wei)劑與它們形成配合離(li)子(zi)、改(gai)變離(li)子(zi)的活(huo)度(du),從而改(gai)變它們的析(xi)出電(dian)位(wei),使其(qi)相(xiang)互接(jie)近以(yi)達到(dao)共(gong)沉(chen)積(ji)的目的,本配方中使用檸檬酸(suan)三(san)鈉100g/L作為配位(wei)劑,以(yi)提高鍍(du)液的分散能(neng)力和增強鍍(du)層(ceng)的致密度(du)。
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(shi)二烷(wan)基硫酸(suan)鈉為(wei)表面活性(xing)劑,防止鍍(du)層產生針孔(kong)、氣道。
硼酸為酸度緩沖劑、穩定溶液pH,pH應保持在2左右(1.5~3.0),硼酸應保持在25g/L左右。
光(guang)(guang)亮劑用(yong)以改善鍍(du)層性能,調(diao)整鍍(du)層應(ying)力,抑(yi)制陰極析氫,提(ti)高電流效率,擴大陰極電流密度范圍(wei)等。光(guang)(guang)亮劑為有(you)機物,用(yong)量(liang)要適量(liang),可參照鍍(du)鎳(nie)的初級(ji)光(guang)(guang)亮劑、次級(ji)光(guang)(guang)亮劑。也可向原作者馮紹彬等人咨(zi)詢(鄭州輕(qing)工業(ye)學院)。
2. 配方(fang)2 (見表11-1)的(de)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(yu)不(bu)(bu)含有氯離子,陽(yang)極(ji)可(ke)使用(yong)不(bu)(bu)溶性金(jin)(jin)屬(shu)如鉑,或鍍(du)(du)(du)鉑的(de)(de)鈦網。也(ye)可(ke)以(yi)采用(yong)石墨(mo)陽(yang)極(ji)。但是,由于(yu)鍍(du)(du)(du)層(ceng)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)沉積都(dou)取自鍍(du)(du)(du)液所含的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)離子,因此(ci),要(yao)求鍍(du)(du)(du)液的(de)(de)體積要(yao)有足(zu)夠的(de)(de)大小,并要(yao)求及時分(fen)(fen)析鍍(du)(du)(du)層(ceng),補充(chong)鍍(du)(du)(du)液成分(fen)(fen)的(de)(de)不(bu)(bu)足(zu),以(yi)備滿(man)足(zu)電鍍(du)(du)(du)過程中(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)離子的(de)(de)消(xiao)耗,而且(qie)鍍(du)(du)(du)層(ceng)不(bu)(bu)能(neng)要(yao)求鍍(du)(du)(du)得較(jiao)厚,只能(neng)滿(man)足(zu)鍍(du)(du)(du)層(ceng)能(neng)夠產(chan)生不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)外表結構形貌,鍍(du)(du)(du)層(ceng)成分(fen)(fen)可(ke)以(yi)達到(dao)Fe:58%~78%,Ni:11%~27%,Cr:6%~10%,具有較(jiao)強的(de)(de)防變色(se)能(neng)力、耐腐蝕能(neng)力或有一定的(de)(de)硬(ying)度。合金(jin)(jin)鍍(du)(du)(du)層(ceng)還要(yao)經過高溫熱處理之后,才能(neng)夠產(chan)生不(bu)(bu)銹鋼(gang)結構,借以(yi)代替(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)。
3. 配方3 (見(jian)表11-1)的說明
這個(ge)配方(fang)是屬(shu)于復合(he)鍍(du)鎳鐵合(he)金,在鍍(du)液中(zhong)(zhong)加(jia)入細微鉻粉懸(xuan)浮于鍍(du)液中(zhong)(zhong),電沉積Fe-Cr-Ni復合(he)鍍(du)層(ceng)。
a. 鉻(ge)粉含量對鍍(du)層沉積速率的影響
鍍液中不同鉻粉含(han)量與鍍層沉積速率的關系曲線(xian)見圖11-1。
由圖(tu)11-1可(ke)見,鍍層金屬Fe-Ni-Cr合(he)金沉積(ji)(ji)速(su)率隨著鉻(ge)粉含(han)量的(de)變(bian)化(hua)先(xian)升高(gao)(gao),后(hou)降(jiang)低(di)(di)(di)。在(zai)110g/L附近有一最高(gao)(gao)點。鉻(ge)含(han)量低(di)(di)(di)于110g/L時,鍍層的(de)沉積(ji)(ji)速(su)率隨著鉻(ge)粉含(han)量的(de)升高(gao)(gao)而增大,高(gao)(gao)于110g/L后(hou),沉積(ji)(ji)速(su)率隨著鉻(ge)粉含(han)量的(de)升高(gao)(gao)而降(jiang)低(di)(di)(di)。
b. 鉻粉含量不(bu)同的鍍層(ceng)的耐蝕性
不同(tong)鉻粉含量(liang)獲得(de)的(de)鍍層在飽和NaCl溶液中自腐蝕電位隨(sui)時間的(de)變化(hua)曲線見(jian)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。