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。
硫酸鹽型(xing)體系鍍Cr-Ni-Fe 不銹(xiu)鋼合金(jin)鍍液組成及工藝(yi)條件見(jian)表11-1。
1. 配方1 (見(jian)表(biao)11-1)的說明
本配(pei)方由鄭(zheng)州(zhou)輕工業學(xue)院馮紹彬、董(dong)會(hui)超、夏(xia)同馳(chi)等人提(ti)出。
硫酸(suan)鹽(yan)體(ti)系鍍(du)液的(de)(de)導電(dian)性能差,電(dian)流效率(lv)低,電(dian)鍍(du)時間長,能耗較高(gao),為(wei)(wei)了克服這(zhe)些缺陷,向硫酸(suan)鹽(yan)體(ti)系中加(jia)入了一定量的(de)(de)氯(lv)化物如(ru)氯(lv)化銨40g/L,以(yi)提高(gao)其(qi)導電(dian)性和(he)活化陽極。由于鐵(tie)、鎳、鉻的(de)(de)標準電(dian)極電(dian)位相(xiang)差較大(da)。因此,在簡單鹽(yan)溶液體(ti)系中,三種金屬共(gong)沉(chen)積是很(hen)困難的(de)(de),通(tong)過加(jia)入配(pei)(pei)位劑與(yu)它(ta)們形成配(pei)(pei)合離(li)子、改(gai)變(bian)離(li)子的(de)(de)活度,從而(er)改(gai)變(bian)它(ta)們的(de)(de)析出電(dian)位,使其(qi)相(xiang)互接(jie)近以(yi)達到共(gong)沉(chen)積的(de)(de)目的(de)(de),本配(pei)(pei)方中使用檸檬酸(suan)三鈉100g/L作為(wei)(wei)配(pei)(pei)位劑,以(yi)提高(gao)鍍(du)液的(de)(de)分(fen)散能力和(he)增(zeng)強(qiang)鍍(du)層(ceng)的(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(wan)基硫酸鈉為表面活性(xing)劑(ji),防止鍍層產(chan)生(sheng)針孔、氣(qi)道。
硼酸為酸度緩(huan)沖劑、穩定溶液pH,pH應(ying)保(bao)(bao)持在2左(zuo)(zuo)右(1.5~3.0),硼酸應(ying)保(bao)(bao)持在25g/L左(zuo)(zuo)右。
光(guang)(guang)亮劑(ji)用以改善鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)性能,調整(zheng)鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)應力,抑制陰(yin)極析氫(qing),提(ti)高電(dian)流效率,擴大陰(yin)極電(dian)流密度(du)范圍(wei)等。光(guang)(guang)亮劑(ji)為有機物,用量(liang)要適量(liang),可(ke)參照鍍(du)(du)鎳的初級光(guang)(guang)亮劑(ji)、次級光(guang)(guang)亮劑(ji)。也可(ke)向原作(zuo)者馮(feng)紹彬等人咨詢(鄭州輕工業學院)。
2. 配方(fang)2 (見表11-1)的說(shuo)明(ming)
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)(bu)(bu)含有氯離子(zi),陽極可(ke)使(shi)用不(bu)(bu)(bu)溶性金(jin)屬(shu)如(ru)鉑(bo),或鍍(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)鉑(bo)的(de)(de)鈦網。也可(ke)以(yi)采用石墨(mo)陽極。但是,由于鍍(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)沉積都取自鍍(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)液(ye)所含的(de)(de)金(jin)屬(shu)離子(zi),因此,要(yao)求(qiu)(qiu)鍍(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)液(ye)的(de)(de)體積要(yao)有足(zu)夠(gou)的(de)(de)大小,并(bing)要(yao)求(qiu)(qiu)及時分析鍍(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng),補充鍍(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)液(ye)成分的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)足(zu),以(yi)備滿足(zu)電(dian)鍍(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)過程(cheng)中金(jin)屬(shu)離子(zi)的(de)(de)消耗,而且鍍(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)不(bu)(bu)(bu)能(neng)要(yao)求(qiu)(qiu)鍍(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)得較(jiao)厚,只(zhi)能(neng)滿足(zu)鍍(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)能(neng)夠(gou)產生不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)外(wai)表結構形貌(mao),鍍(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)成分可(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(bian)色能(neng)力、耐腐蝕能(neng)力或有一定的(de)(de)硬度。合(he)金(jin)鍍(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)還要(yao)經過高(gao)溫熱處理(li)之(zhi)后,才能(neng)夠(gou)產生不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼結構,借以(yi)代替不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼。
3. 配方3 (見表11-1)的說(shuo)明
這個配方是屬于復合(he)(he)鍍鎳鐵合(he)(he)金,在鍍液(ye)中(zhong)加入細微(wei)鉻粉懸浮于鍍液(ye)中(zhong),電沉積(ji)Fe-Cr-Ni復合(he)(he)鍍層。
a. 鉻粉含(han)量對(dui)鍍層沉積速率的影響
鍍液中不(bu)同鉻粉含量(liang)與鍍層沉積(ji)速(su)率的(de)關系(xi)曲線見圖11-1。
由圖11-1可(ke)見,鍍(du)層金(jin)屬Fe-Ni-Cr合金(jin)沉(chen)積(ji)速(su)率隨著(zhu)鉻粉(fen)(fen)含(han)(han)量的變化先升高(gao),后降低(di)。在110g/L附近有一最(zui)高(gao)點(dian)。鉻含(han)(han)量低(di)于(yu)(yu)110g/L時,鍍(du)層的沉(chen)積(ji)速(su)率隨著(zhu)鉻粉(fen)(fen)含(han)(han)量的升高(gao)而增大,高(gao)于(yu)(yu)110g/L后,沉(chen)積(ji)速(su)率隨著(zhu)鉻粉(fen)(fen)含(han)(han)量的升高(gao)而降低(di)。
b. 鉻粉含(han)量不同的鍍層的耐(nai)蝕性
不同鉻粉含量獲得的鍍層在飽和NaCl溶液中自腐(fu)蝕(shi)電位隨時間的變化曲線(xian)見圖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(hua)膜(mo)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。