氯化物-硫酸鹽型(xing)混合(he)體系鍍(du)Cr-Ni-Fe 不(bu)銹鋼合(he)金鍍(du)液(ye)組成及工作條件見表11-3 。


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1. 配方(fang)1 (表11-3)


  鍍液中使的(de)丙三醇(即甘(gan)油)是一(yi)種光(guang)亮劑,可提高鍍層的(de)光(guang)澤。


  pH控制在1.8~2.2之間,pH較低時(shi),鍍液覆(fu)蓋(gai)能力較差,沉積速率較快。


  pH較高時,鍍液覆(fu)蓋能(neng)(neng)力較佳,但鍍層色澤較暗,沉積速率較慢。用鹽酸降低pH,用氨水提高pH.由于鍍液中(zhong)有硼酸緩沖劑的(de)(de)存(cun)在,使鍍液的(de)(de)pH變化非(fei)常(chang)緩慢,一般在8~12h后用pH計測量,方可穩定準確測得鍍液的(de)(de)pH,一旦加(jia)入(ru)過多的(de)(de)氨水,當(dang)pH>3.0時,三價鉻會出現Cr(OH)。沉淀,造成鍍液渾(hun)濁,要用鹽酸加(jia)入(ru)降低pH至2,才能(neng)(neng)逐步緩慢溶解(jie)所生成的(de)(de)Cr(OH);沉淀。


  本溶液要用(yong)電(dian)(dian)磁(ci)轉動子(zi)攪拌電(dian)(dian)鍍,電(dian)(dian)磁(ci)子(zi)轉速為250r/min.




2. 配方2 (表11-3)


 本配(pei)方(fang)中使用檸檬(meng)酸三鈉(na)作為(wei)配(pei)位劑(ji),糊精(jing)作為(wei)提高鍍(du)層光(guang)澤的(de)添(tian)加劑(ji)。


 沉積(ji)速率實驗結果見表11-4。


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 從表11-4可見,pH=2時,沉積(ji)速率最大,其次是(shi)電(dian)流密度,溫度對(dui)沉積(ji)速率的(de)影響最小。


 鍍層(ceng)的(de)電(dian)(dian)化(hua)(hua)學腐蝕測(ce)試(shi)(shi):動電(dian)(dian)位(wei)掃描測(ce)試(shi)(shi)是將電(dian)(dian)極(ji)放在3.5%NaCl室溫溶(rong)液中的(de),極(ji)化(hua)(hua)范圍調到相對開路電(dian)(dian)位(wei)±0.2V,掃描速(su)率(lv)0.2mV/s,測(ce)定陰陽極(ji)極(ji)化(hua)(hua)曲線,計算腐蝕速(su)率(lv),腐蝕電(dian)(dian)流的(de)實(shi)驗結果見表11-5。


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 由表11-4、表11-5可見,不同(tong)工(gong)藝參數下,電(dian)鍍得(de)到的(de)鍍層的(de)耐蝕(shi)性能相差很(hen)大(da),Fe-Cr-Ni合金(jin)在3.5%NaCl溶液中沒有(you)明(ming)顯(xian)的(de)鈍(dun)化現象,但卻顯(xian)示(shi)了一定的(de)延緩腐(fu)蝕(shi)效果,通過實(shi)驗得(de)出的(de)最優方案為(wei)電(dian)流密度為(wei)12A/d㎡,溫度為(wei)25℃,pH為(wei)2。



3. 配方3 (表11-3)


a. 鍍液pH的(de)影響


  ①. 鍍液pH對鍍層(ceng)成分含量的影響


   鍍液pH對鍍層成分含量的影響見圖11-3(溫度30℃,電流密度14A/dm2,CrCl3·6H2O 25g/L,Fe2+/NP+濃度比為1:5)。


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   由圖(tu)11-3可見,隨著pH的(de)升高,鍍(du)層中鐵和鉻(ge)的(de)含量先略有升高,然(ran)后降低。pH=2時出現峰值。


 ②. 鍍液(ye)pH對鍍層(ceng)硬(ying)度(du)的影響


   鍍液pH對鍍層硬度的影響見圖11-4(溫度30℃,電流密度14A/d㎡,CrCl3·6H2O 25g/L,Fe3+/Nj+濃度比1:5)。


  由圖11-4可見,鍍層的硬度隨pH的升高而減小。這是由于pH升高,鍍層中鐵和鉻的含量降低,使鍍層硬度下降。pH升高,陰極析氫量減少,使合金層中氫含量減少而降低鍍層硬度。pH1.5時,鍍層硬度最高,pH2~2.5時,鍍層中鐵和鉻的含量下降迅速,硬度下降緩慢。pH過低,析氫嚴重,表面出現氣道和針孔。pH過高,Cr3+易發生羥橋基聚合反應,鍍層邊緣出現黑色沉積物,質量變壞。故pH應控制在2.0為宜。


b. 陰極電流密度的影響(xiang)


 ①. 陰極(ji)電(dian)流密度(du)對鍍層(ceng)成分含量的影響


   陰極電流密度對鍍層成分含量的影響見圖11-5(溫度30℃,pH 2.0,CrCl3·6H2O 25g/L,Fe2+/Ni2+=1:5)。


  由(you)圖11-5可見(jian),隨著陰(yin)極電流(liu)密(mi)度(du)(du)的(de)增(zeng)(zeng)大(da),鍍層(ceng)中鐵(tie)和鉻的(de)含量(liang)迅速增(zeng)(zeng)加,電流(liu)密(mi)度(du)(du)大(da)于14A/d㎡后,鍍層(ceng)中鐵(tie)和鉻的(de)含量(liang)略有下降(jiang)。陰(yin)極電流(liu)密(mi)度(du)(du)過大(da)。鍍層(ceng)表面質量(liang)變差,析氫嚴重,鐵(tie)、鉻含量(liang)略有下降(jiang)。因(yin)此(ci),電流(liu)密(mi)度(du)(du)控制在14A/d㎡為宜。


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  ②. 陰極電流密度(du)對鍍層硬度(du)的(de)影響


   陰極電流密度對鍍層硬度的影響見圖11-6(溫度30℃,pH 2.0, CrCl3·6H2O 25g/L,Fe2+/Ni2+=濃度比1:5)。


   由圖11-6可見,隨著陰極(ji)電流(liu)密度的增大,鍍層(ceng)中(zhong)鐵和鉻(ge)的含量(liang)迅速(su)增加(jia),相應鍍層(ceng)的硬度也隨之增加(jia)。


c. 溫度的影響


 ①. 鍍(du)液(ye)的溫度對鍍(du)層成分含量的影(ying)響


   鍍液的溫度對鍍層成分含量的影響見圖11-7(電流密度14A/d㎡,pH=2, CrCl3·6H2O 25g/L,Fe2+/Ni2+濃度比1:5)。


   由圖11-7可見,鍍(du)(du)液溫度(du)的升高,鍍(du)(du)層(ceng)中鐵和鉻的含量先(xian)增加后減小,在30℃時(shi)出現(xian)峰值(zhi)。


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 ②. 鍍液溫度(du)對鍍層硬度(du)的(de)影響


   鍍液的溫度對鍍層硬度的影響見圖11-8 (電流密度14A/d㎡,pH=2, CrCl3·6H2O 25g/L,Fe2+/Ni2+濃度比1:5)。


  由圖11-8可見,隨著(zhu)鍍液溫度的(de)升高(gao),鍍層的(de)硬度在30℃時出現峰值。故溫度應控制在30℃為宜。


d. 鍍液中CrCl3·6H2O濃度的影響


 ①. 鍍液中CrCl3·6H2O濃度對鍍層成分含量的影響


  鍍液中CrCl3·6H2O濃度對鍍層成分含量的影響見圖11-9,(電流密度14A/d㎡,pH=2,溫度30℃,鍍液中Fe2+/Ni2+濃度比1:5)。


  由圖11-9可見,隨著鍍液中CrCl3·6H2O濃度的增大,鍍層鉻的含量緩慢增加,鐵含量緩慢減少,由于增大Cr3+濃度有利于Cr3+的沉積,但Cr3+濃度過大,Cr3+易發生羥橋反應,使Cr3+在陰極放電析出困難,使鍍層中鉻含量降低,故CrCl3·6H2O濃度應控制在25g/L為宜。


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 ②. 鍍液中CrCl3·6H2O濃度對鍍層硬度的影響


  鍍液中CrCl3·6H2O濃度對鍍層硬度的影響見圖11-10,(電流密度14A/d㎡,pH=2,溫度30℃,Fe2+/Ni2+濃度比1:5)。


  由圖11-10可見,由于增大鍍液中Cr3+的濃度,有利于Cr的沉積,鍍層的硬度變化和鍍層中鉻的含量上升趨勢相同,當CrCl3·6H2為25g/L時,鍍層硬度達到峰值。Cr3+濃度過大,Cr3+易發生羥橋反應,Cr3+在陰極放電析出困難,鍍層中鉻含量降低,導致鍍層硬度變小,故CrCl3·6H2應控制在25g/L為宜。


e. 鍍液中Fe2+/Ni2+濃度比值的影響


①. 鍍液中Fe2+/Ni2+濃度比值對鍍層成分含量的影響


  鍍液中Fe2+/Ni2+濃度比對鍍層成分的影響見圖11-11(電流密度14A/d㎡2,pH=2,溫度30℃,CrCl3·6H2O 25g/L)。


  由圖11-11可見,鍍液中c(Fe2+)/c(Ni2+)對合金中鐵的含量影響比較大,通過固定鍍液中Ni2+的濃度而改變Fe2+的濃度,鍍層中鐵的含量先迅速增加,鎳的含量自然下降,由于Fe-Ni-Cr合金為異常共沉積,鍍液中Fe2+的濃度增加,更有利于優先沉積,鉻含量也略有上升。當c(Fe2+)/c(Ni2+)接近0.2時,可得到合鐵鉻較高的合金鍍層。


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 ②. 鍍液中Fe2+/Ni2+濃度對鍍層硬度的影響


  鍍液中(Fe2+)/(Ni2+)濃度比對鍍層硬度的影響見圖11-12。


  由圖11-12可見,通過固定鍍液中Ni2+的濃度而改變Fe2+的濃度,鍍層中鐵含量迅速增加,鎳含量下降,更有利于先沉積,鉻含量也略有上升。鍍層的硬度則由于鐵含量迅速上升而不斷增大,當c(Fe2+)/c(Ni2+)接近0.2時出現最大值,隨后鐵和鉻的含量下降,硬度也隨之下降。由此可見,控制c(Fe2+)/c(Ni2+)接近0.2,可得到含鐵、鉻較高,硬度較大的合金鍍層。


f. 鍍層形貌(mao)和結構(gou)


  按(an)照表(biao)11-3的(de)配(pei)方3 的(de)最(zui)佳(jia)含量及工藝(yi)控(kong)制在(zai)最(zui)佳(jia)條件,電(dian)鍍實驗可得Cr6%、Fe 54%、Ni40%,硬度高(gao)達(da)70(HR30T)的(de)光亮鍍層。所得鍍層掃描電(dian)鏡可見鍍層表(biao)面結晶均勻,結構致密,沒(mei)有孔(kong)洞和裂紋(wen),鍍層光亮性極好,只有當(dang)電(dian)沉積時間較長(chang)、鍍層較厚時才會(hui)出現細小(xiao)的(de)裂紋(wen),但也不存在(zai)針孔(kong)。