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1前言
由于铬镀层具有光亮、防变色,在大气环境下稳定性和光泽的持久性等独特的优良性能,而获得了广泛的应用。然而镀铬均镀性较差,电流密度高,电流效率低,能耗高,同时,铬雾和含铬废水排放严重污染环境和水源,危害人体键康。因而致力于开发代铬镀层,先后开发了电镀Sn-Co、Co-B、Ni-Co、Tl-B等合金层以及化学镀Ni-Mo-P、Ni-Cu-P、Ni-Sn-P、Co-W-P、Ni-W-P等合金镀层,但是这些合金镀层的综合性能不能满足取代铬镀层的要求。鉴于上述状况,本文就可以取代铬镀层的电镀Ni-Fe-Co合金工艺加以叙述。
2工艺概述
Ni-Fe-Co合金镀液由可溶性Ni2+盐、Fe2+盐和Co2+盐,还原剂、络合剂和硬化剂等组成。适宜的可溶性Ni2+盐有NiSO4·6H2O、NiCl2·6H2O、Ni(BF4)2、Ni(CH3COO)2、Ni(NH4)2(SO4)2·6H2O等。Ni2+约为镀液中总金属离子的质量分数的60%～80%。适宜的可溶性Fe2+盐有FeCl2·4H2O、FeSO4·7H2O、Fe(BF4)2、氨基磺酸铁等。Fe2+约为镀液中总金属离子的质量分数的10%～15%。镀液中如果含有少量的Fe3+(约为0.1～0.2g/L),则会有助于增进合金镀层的平滑性、光亮性和整平性。适宜的可溶性Co2+盐有CoSO4·7H2O、Co(CH3COO)2·4H2O、CoCl2·6H2O、(NH4)2SO4·CoSO4·6H2O和Co(BF4)2等。Co2+约为镀液中总金属离子的质量分数的15%～30%。镀液中加入还原剂可以将镀液中被氧化成的Fe3+还原为Fe2+使镀液中的Fe3+浓度降低到不会产生有害的影响。适宜的还原剂有抗坏血酸、D异抗坏血酸、马来酸、粘康酸、对苯二酚苄醚钠、天冬氨酸等。还原剂浓度约为2～50g/L。镀液中加入络合剂,使其与还原剂混合使用,可以稳定地获得光亮Ni-Fe-Co合金镀层,而且镀层中铁的质量分数超过10%。适宜的络合剂有柠檬酸、谷氨酸、葡萄糖酸以及它们的盐。络合剂的质量浓度约10～20g/L。
镀液中加入硬化剂可使Ni-Fe-Co合金镀层的粒径更细,降低Ni2+、Fe2+和Co2+到达镀件基体表面的速度,在镀件基体沉积均匀致密的硬质合金镀层。适宜的硬化剂有1,4丁炔二醇、1,4丁炔二磺酸、苯丙酸、3二甲氨基1丙炔、双(三甲胺基)1,2二苯基1,2双(二氯氧硼基)乙烯等。硬化剂浓度约为2～50mL/L。镀液pH值约为3.8～4.2,可以采用H2SO4或者NaOH、NH3·H2O等调节。适宜的镀件基体有活化处理过的不锈钢、铁、镍、钴、铬、钛、铝、锡、锌、铂、铜、黄铜、银、钨和超耐热性合金等金属,玻璃、陶瓷和塑料等非金属。非金属基体电镀以前,先后浸渍于SnCl2溶液和钯盐溶液中进行敏化和催化处理,再进行化学镀,以形成电镀用的导电性基底膜。采用具有活性炭的过滤泵循环过滤镀液。电镀过程中,根据镀液中消耗的Co2+量,适时补充Co2+盐,可以提高镀液的使用寿命;定期分析和补充镀液中的还原剂和硬化剂,可以保持镀液组成的平衡和稳定;还必须使电流参数和操作条件保持稳定。
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