鋁合金鍍鎳工藝研究論文

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摘要：研究了鋁合金表面化學鍍Ni-P合金的預處理、鍍液配方及鍍后熱處理。采用堿性化學鍍鎳作底層，然后進行酸性化學鍍鎳,能在鋁合金表面獲得光亮、平整、附著力良好化學鍍鎳(Ni-P)層。鍍層硬度為686HV，含磷量為11.17%。

關鍵詞：鋁合金;預處理;化學鍍鎳;附著力

1引言

化學鍍Ni-P具有厚度均勻、硬度高、抗蝕性優異等特點，因此鍍層廣泛被應用于需耐磨的工件。但是，鋁合金表面即使在空氣中停留時間極短也會迅速地形成一層氧化膜，以致影響鍍層質量，降低鍍層與基體的結合力。

本項研究得出了比較好的預處理方案，從而得到結合力良好，表面比較光亮的Ni-P鍍層。

2實驗方法

2.1實驗工藝流程

試樣制備→配制除油溶液→化學除油→水洗→侵蝕→水洗→超聲波水洗→去離子水洗→一次鋟鋅→水洗→退鋅→水洗→超聲波水洗→去離子水洗→二次鋟鋅→水洗→去離子水洗→堿性鍍→水洗→酸性鍍→去離子水洗→吹干→冷卻

2.2除油配方及工藝

除油：Na3PO4•12H2O(30g/L)NaCO3(30g/L)溫度（65℃）時間（3min）

2.3浸鋅配方及工藝

ZnSO4(40g/l)NaOH(90g/l)NaF(1g/l)Fecl3(1g/l)KNaC4O4H406(10g/L)

溫度（42℃）一次浸鋅時間（90S）二次浸鋅時間（18S）

2.4鍍液配方與工藝

堿性預鍍液NiSO4•6H2O（30g/l）NaH2PO2•H2O（25g/l）NH4C6H5O7•H2O（100g/l）溫度（65℃）PH值（8.2）施鍍時間（8min）

酸性鍍液NiSO4•6H2O（30g/l）NaH2PO2•H2O（25g/l）NH4C6H5O7•H2O（10g/l）

乳酸C3H6O3（40ml/l）NaC2H302（10g/L）溫度（85℃）PH值（4.8）施鍍時間（120min）3實驗結果與分析

3.1鍍層表面形貌及硬度

鍍層表面為致密的胞狀、非晶態結構。小胞之間有明顯的界線，界線基本為直線，說明小胞在長大的過程中相互受到擠壓而發生了變形，鍍層中存在應力。鍍層的含磷量為13.1%，鍍層硬度可達686HV。

溫度是影響化學鍍沉積速率的最重要因?；瘜W鍍的催化反應一般只能在加熱條件下發生，溫度升高，離子擴散速度加快，反應活性增強，當溫度高于50℃時，基體表面才有少量氣泡生成，化學鍍鎳磷合金才能進行，隨溫度升高基體表面可見明顯鍍層。反應溫度低于80℃時，沉積速率較慢；溫度高于80℃，基體表面有大量氣泡生成，沉積速率變快；當溫度高于95℃時，鍍液發生分解，鍍液迅速變黑，產生大量氣泡，在燒杯底部出現黑色沉淀。

3.2pH值對鍍速的影響

在酸性化學鍍液中，pH是影響沉積速率的重要因素之一。在化學鍍過程中，隨著反應的進行，H+不斷的生成，鍍液的pH值不斷降低，使沉積速率受到影響，因此在施鍍過程中必須隨時補充堿液來調整pH值在正常的工藝范圍內。pH值升高使Ni2+的還原速度加快，沉積速率變快。

4結語

(1)通過實驗研究得到比較適宜的鋁合金基材化學鍍鎳的前處理工藝,并得出了一套完整的鋁合金基材表面化學鍍鎳工藝條件及配方。

(2)溫度和pH值是影響反應速度重要的因素，溫度的最佳工藝范圍為85～95℃，超過95℃，鍍液自分解現象嚴重；pH值的最佳范圍是4.5～5.5，pH值超過5.5沉積速度開始下降。

(3)通過性能檢測表明此工藝獲得的鍍層,鍍層硬度可達686hHV,含磷量為11.17%且表面光亮、均勻、結合力好。

參考文獻

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