钢铁基体镀镍保护材料的研制
镀镍钢带文档
镀镍钢带引言镀镍钢带是一种广泛应用于各个工业领域的金属制品。
它具有良好的耐腐蚀性能，高强度和耐磨性，使得它成为制造电子设备、汽车零部件和工业机械等产品的首选材料之一。
本文将介绍镀镍钢带的制备方法、特性以及应用领域。
制备方法电镀法电镀法是制备镀镍钢带最常用的方法之一。
该方法使用电解液中的镍离子沉积在钢带表面，形成镀层。
以下是电镀法的一般步骤：1.准备钢带：将待镀钢带进行清洗、脱脂和除锈处理，确保表面干净。
2.预处理：将钢带浸泡在酸性溶液中，以去除表面的氧化物和其他杂质。
3.电镀：通过将钢带作为阴极，将电流通过电解液中的镍离子，使其在钢带表面沉积形成镀层。
4.后处理：镀层形成后，将钢带进行洗涤和干燥，以确保表面无水分和杂质。
化学镀法是另一种制备镀镍钢带的方法。
该方法通过溶液中的化学反应，在钢带表面形成一层镀层。
以下是化学镀法的一般步骤：1.预处理：将钢带进行清洗和脱脂处理，以确保表面干净。
2.镀液配制：制备合适的化学镀液，其中包含适量的镍盐和其他添加剂。
3.化学镀：将钢带浸泡在镀液中，通过与镀液中的化学物质发生反应，在钢带表面形成镀层。
4.后处理：镀层形成后，将钢带进行洗涤和干燥，以确保表面无水分和杂质。
特性耐腐蚀性镀镍钢带具有出色的耐腐蚀性能。
镀层能够有效防止钢带与环境中的氧气、水蒸气和其他腐蚀性物质接触，从而延长钢带的使用寿命。
高强度和耐磨性镀镍钢带的镀层具有高强度和耐磨性。
这使得钢带在使用过程中具备较高的抗拉强度和耐磨损能力，适用于需要承受高应力和摩擦的工业环境。
由于镀层中的镍是一种优良的导电材料，镀镍钢带具有良好的电导性能。
这使得钢带在电子设备制造和电气工程等领域中得到广泛应用。
应用领域电子设备镀镍钢带广泛用于电子设备的制造，如手机、平板电脑和电视等。
钢带的优异电导性能和耐腐蚀性使其成为电子设备内部电路的理想材料。
汽车零部件在汽车制造领域，镀镍钢带常用于制造零部件，如发动机气门、刹车系统和排气管等。
高合金钢化学热处理高温防渗电镀镍保护效果研究
高合金钢化学热处理高温防渗电镀镍保护效果研究摘要：本文针对Ferrium 63超高合金钢化学热处理高温氮化过程局部防渗保护问题，开展电镀镍高温防渗保护技术研究。
通过对Ferrium 63钢电镀不同厚度镍层，研究高温氮化过程中不同厚度镍镀层局部防渗效果。
得出以下结论：电镀镍层具有良好的防渗作用，非渗氮面不同渗层深度的硬度与基体心部硬度相当。
渗氮后镀镍镀层无法通过化学或电化学方法退除，可以加大余量法并采用机加方法去镍层。
关键词：高温防渗镀层；电镀镍；氮化处理；超高合金钢；Ferrium 63钢中图分类号：文献标识码：1.前言随着航空发动机研制需求的提升，牵引传动系统用高性能齿轮材料研制迭代发展，使传动系统传递能量和速度进一步提升。
在航空传动系统工作过程中，由于润滑不足等导致的啮合接触表面温度随之升高。
目前的工作温度已达到450℃乃至更高，耐热温度已经成为齿轮等传动部件的重要指标。
一般齿轮材料已不能满足使用要求，研制更高性能新型耐高温高强度高韧性的表面强化材料成为研究的热点。
Ferrium 63钢是美国Questek公司近期开发的二次硬化渗氮超耐蚀高强度钢，基体中Cr含量较高(13%)保证耐蚀性，使用时表面经过渗氮处理，形成全固溶渗氮层，其耐蚀能力显著提升，同时由于其渗氮层全固溶，与基体结合力良好，有望应用于新一代耐蚀航空发动机传动部件。
Ferrium 63钢合金元素含量非常高，为形成稳定的单相奥氏体组织，热处理氮化温度高于1000℃。
常规渗碳/氮钢在热处理渗碳/氮过程中普遍采用对非渗碳面镀铜的方式进行局部防渗碳保护[1-2]。
但是，Ferrium 63钢氮化温度超过铜镀层的熔点（1084℃），导致传统局部防渗镀铜在真空和高温环境下急剧挥发甚至溶解，影响渗碳/氮防护功能，同时污染真空炉炉膛，无法保证热处理工序稳定生产。
镍的熔点1453℃，相较于铜而言，高温氮化阶段防护效果更加理想[3]。
本文针对Ferrium 63钢高温氮化局部防渗保护问题，采用对Ferrium 63钢电镀不同厚度镍层，研究高温氮化过程中不同厚度镍镀层局部防渗效果。
钢铁全光亮化学镀镍-钨-磷合金工艺研究
钢铁全光亮化学镀镍-钨-磷合金工艺研究肖鑫;刘万民;易翔【摘要】To improve the corrosion resistance and appearance quality ofNi–P alloy deposit, sodium tungstate was added to the electroless Ni–P binary alloy plating bath to prepare an Ni–W–P ternary alloy deposit on iron and steels. The effects of the main components in bath and process specifications on the appearance quality and corrosion resistance of deposit were studied. The optimal conditions were determined as follows: NiSO4·7H2O 25-35 g/L, Na2WO4·2H2O 55-65 g/L, Na2HPO2·H2O 30-40g/L, composite complexing agent 80-100 g/L, composite brightener 5-10 mg/L, pH 8.5-9.0, and temperature 85-90 °C. The relevant properties of deposit were tested. The results indicated that the Ni–W–P alloy deposit prepared is fine-grained, very bright, decorative with good adhesion strength and better corrosion resistance as compared with the electrolessNi–P alloy deposit.%为了提高Ni–P合金镀层的耐蚀性和表观质量，在化学镀Ni–P二元合金镀液的基础上加入钨酸钠，在钢铁上制备了Ni–W–P三元合金镀层。
Q235钢表面化学镀Ni_P合金的工艺和耐蚀性研究
云南大学学报(自然科学版) 2002,24(1A):189～192CN53-1045/N ISSN0258-7971 Journal of Yunnan U niversityΞQ235钢表面化学镀Ni-P合金的工艺和耐蚀性研究闫 洪1,杜 强1,邓之福1,赵有才1,赵云江2(1.昆明冶金研究院重点实验室,云南昆明 650031;2.云南省冶金集团总公司,云南昆明 650000)摘要:在Q235钢表面进行了Ni-P合金的化学镀,以提高Q235钢的耐蚀性.结果表明,化学镀Ni-P合金可以显著提高Q235钢在盐酸、硫酸和氢氧化钠溶液中的耐蚀性.关键词:化学镀Ni-P合金;Q235钢;耐蚀性中图分类号:TG174.44 文献标识码:A 文章编号:0258-7971(2002)1A-0189-04 化学镀Ni-P合金作为一种新型工程材料已经得到广泛应用,尤其在西方工业化国家应用十分普遍,是发展速度最快的表面处理工艺之一[1,2].由于化学镀镍具有抗腐蚀性、高硬度、高耐磨减摩性、镀层光洁致密、孔隙少、工艺简单、容易操作等优点,加之其覆盖层厚度均匀,能满足精密尺寸的要求;无论零件形状多么复杂,只要能与化学镀镍溶液相接触,就能获得厚度均匀的镀层,而且可根据需要制备出不同厚度的镀层.因此使化学镀Ni-P合金成为各种材料、机械设备的最好保护方法和措施,在许多工程技术领域作为金属材料表面的功能性镀层.目前,化学镀Ni-P合金已应用于航空、航天、汽车、化工、电子计算机、石油天然气和军事等工业领域[3].这项技术的关键在于如何有效的改进镀制工艺和提高镀层性能.为此,我们经过大量的试验,开发出一种新型的非晶态化学镀Ni-P合金工艺,极大的提高了Q235钢表面在酸性和碱性介质中的耐腐蚀性.1 实验方法试验采用Q235钢做基体材料.样品的尺寸为60mm×25mm×1.5mm.具体施镀工艺流程是:化学除油→水洗→酸蚀→水洗→化学镀→水洗→干燥镀液的组成及工艺条如下:硫酸镍 5～40g/L次亚磷酸钠 10～45g/L络合剂 25mg/L添加剂 18mg/Lp H值 4.2～5.2温度 75～96℃装载量 0.32dm2/L试验所用的试剂均为分析纯,用蒸馏水配制镀液.将化学镀Ni-P合金的试片采用全浸腐蚀试验法进行耐蚀性实验,并与Q235钢做了对比.待测试片经化学除油后称重,分别浸入50mL/L HCl 溶液、100mL/L H2SO4溶液和20g/L NaOH溶液中浸泡48h,经过水洗和无水乙醇去除腐蚀产物后,置于100℃烘箱中干燥15min,用TG729B型分析天平称重并按下列公式计算腐蚀速度[4]:V=m0-m tS tV:腐蚀速度,mg/cm2・h;m0:腐蚀试验前金属质量,mg;m t:腐蚀试验后并去除腐蚀产物的金属质量,mg;S:试样的腐蚀面积,cm2;t:腐蚀试验时间,h.Ni-P合金镀层的成分由EDA-9100型电子探针分析测定,在ASM-SX型扫电子显微镜下观察Ni-P镀层与Q235钢基体的结合情况,用日本理学3015型X射线衍射仪对化学镀Ni-P合金和Q235钢的组织结构进行分析.2 试验结果分析及讨论2.1 镀液成分和工艺条件2.1.1 硫酸镍的影响 硫酸镍是镀液中的主盐,是镀层中镍的来源.如图1所示,当硫酸镍浓度从5g/L变化到20g/L时,随着硫酸镍浓度的增加,Ξ收稿日期:2001-11-15基金项目:云南省自然科学基金资助项目(2000E0100M).镀层的沉积速度增大,在硫酸镍浓度为20g/L 时,沉积速度达到最大值.当硫酸镍浓度超过20g/L 时,沉积速度随硫酸镍浓度的升高而缓慢下降,为保证镀液有较好的稳定性,硫酸镍浓度应在20g/L 时为好.2.1.2 次亚磷酸钠的影响 次亚磷酸钠的作用是通过催化脱氢,提供活泼的新生态氢原子,把镍离子还原成金属镍.与此同时,使镀层中含有磷,形成镍磷合金镀层.图2是次亚磷酸钠对沉积速度的影响,随着次亚磷酸钠浓度的升高,沉积速度增大,当浓度为24g/L 时,出现极限沉积速度;而次亚磷酸钠浓度在24g/L 以上时,沉积速度降低.如果,次亚磷酸钠浓度过高,就会使镀液稳定性下降,易于沉淀,镀层表面质量变差.因此,次亚磷酸钠浓度应维持在24g/L 左右.2.1.3 镀液p H 值的影响 高的p H 值将有利于H 2PO -2的催化脱氢,得到较高的沉积速度.如图3所示,随着p H 值的升高,沉积速度明显增大;当p H 值大于4.8时,沉积速度变化不大,所以,实验中的p H 值应选择4.6.2.1.4 镀液温度的影响 施镀温度对沉积速度有直接影响,从图4可以看出,温度低于85℃时,沉积速度较慢,温度高于85℃时,随着温度的升高,沉积速度急剧增加,但实验中发现,温度高于96℃时,镀液稳定性降低,所以施镀温度一般控制在88～95℃之间,我们选择92℃.图1 硫酸镍浓度对沉积速度的影响图2 次亚磷酸钠对沉积速度的影响图3 镀液pH 值对沉积速度的影响图4 镀液温度对沉积速度的影响 通过以上试验证明,最佳镀液组成及工艺条件为:硫酸镍 20g/L 次亚磷酸钠 24g/L 络合剂 25mg/L 添加剂 18mg/L p H 值 4.6温度 92℃装载量 0.32dm 2/L由电子探针测定化学镀Ni -P 合金的成份是:Ni :91.4%,P :8.6%. 2.2 化学镀Ni -P 合金的组织结构和性能2.2.1 镀层的组织结构 图5为扫描电镜的分析试验结果,从图中可以看出,Ni -P 合金镀层与Q235钢基体结合良好,镀层平整且呈均匀致密的层状组织.用X 射线衍射仪进行的分析表明,如图6所示在镀态情况下,化学镀Ni -P 合金在衍射角45°处出现了拓宽了的漫散分布衍射峰,说明镀层是明显的非晶态结构.而Q235钢的X 射线衍射图中的衍射峰比较尖锐,还出现了[110],[200]和[211]晶面衍射峰,说明Q235钢完全是晶体结构.91云南大学学报(自然科学版) 第24卷图5 Ni -P 镀层与Q 235钢基体的结合情况(SE ×500)图6 Ni -P 合金镀层与Q 235钢基体的X 射线衍射图2.2.2 镀层的结合力 采用热震试验和锉刀试验等镀层结合强度的定性测试方法测定镀层的结合力[5].将镀有Ni -P 镀层的试样先在300℃的加热炉中保温1h ,然后取出试样放入室温的水中淬火,Ni -P 合金镀层没有产生起泡和剥落.另外,将试样夹在台钳中,用锉刀与镀层呈450,锉去非主要表面,露出Q235钢基体和Ni -P 镀层界面后,没有发现镀层起皮现象.从两种结合强度定性测试方法的试验结果可以看出,化学镀Ni -P 合金与Q235钢基体结合牢固.2.2.3 镀层的耐蚀性 将Ni -P 合金镀层和Q235钢的试样,分别置于盐酸、硫酸和氢氧化钠溶液中,在室温下进行腐蚀试验,结果见表1.从表1可以看出,Ni -P 合金镀层在氢氧化钠溶液中的抗蚀性极强,根本不受腐蚀;Q235钢在氢氧化钠溶液中的腐蚀速度是:4.17×10-3mg/(cm 2・h ).在盐酸和硫酸溶液中,由于Ni -P 合金镀层是非晶态结构,它不具有晶态合金中晶相组织,因此,它无法构成腐蚀微电池,同时,Ni -P 非晶态合金的耐蚀性明显优于晶态Q235钢.在50mL/L HCl 溶液中,Ni -P 合金镀层的腐蚀速度是0.0625mg/(cm 2・h ),Q235钢的腐蚀速度为1.8157mg/(cm 2・h ),Ni -P 合金镀层的耐蚀性比Q235钢高29倍;而在100mL/L 硫酸溶液中,Ni -P 合金镀层的腐蚀速度是0.38mg/(cm 2・h ),Q235钢的腐蚀速度是7.718mg/(cm 2・h ),Ni -P 合金镀层的耐蚀性是Q235钢的20倍.表1 Ni -P 合金镀层和Q 235钢在各种腐蚀介质中的全浸腐蚀试验结果腐蚀速度/(mg ・cm -2・h -1)50mL/L HCl100mL/L H 2SO 420g/L NaOHNi -P 合金镀层0.06250.380Q235钢1.81577.7184.17×10-3 非晶态Ni -P 合金镀层具有高耐腐蚀性的另一个原因,是由于它容易在表面形成钝化膜,在Ni -P 合金镀层中,元素P 在合金形成钝化膜的过程中能提高合金本身的反应活性,导致膜元素的富集,从而提高合金的钝化能力[6,7].此外,由于P 的共析使Ni -P 合金镀层在腐蚀介质中形成了起钝化作用的磷化膜,该磷化膜比纯镍的钝化膜更稳定[8],因此,Ni -P 镀层表现出优良的抗蚀性.3 结 论(1)采用优选出的化学镀镍工艺,能制备出具有非晶态结构的Ni -P 合金镀层.镀层光亮致密,与基体结合力好.(2)Ni -P 非晶态合金镀层在盐酸、硫酸和氢氧化钠溶液中的耐腐蚀性相当好,大大优于Q235钢.191第1A 期 闫 洪等:Q235钢表面化学镀Ni -P 合金的工艺和耐蚀性研究(3)Ni-P镀层的耐蚀性与镀层的非晶态结构及镀层表面所形成的钝化膜和磷化膜有关.[参 考 文 献][1] HAJDU J,ZABROCKY S.The future of electrolessnickel metal finishing[J].2000.98(5):42—46.[2] RIDEL 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33333333333333333333333333333333333333 (上接第188页)[参 考 文 献][1] 赵 斌,刘志杰,蔡梦军,等.超细铜粉的水合肼还原法制备及其稳定性研究[J].华东理工大学学报,1997,23(3):371—377.[2] 郑精武,姜力强.铜粉的电解工艺制备研究[J].材料科学与进展,2000,11:101—104.[3] 胡荣泽.粉末颗粒和孔隙测量[M].北京:冶金工业出版社,1982.Study on Grain Diameter and Morphology of Copper PowderCHEN Li,LOU Bai2yang,ZHEN G Xiao2hua(College of Mechanical&Electrical Engineering,Zhejiang University of Technology,Hangzhou310032,China)Abstract:The grain diameter and morphology of copper powder,made respectively by chemic replace2 ment,mechanical milling and electrolyze methods,are studied with SEM.The effects of the preparing tech2 niques on grain diameter and morphology of copper powder are discussed.K ey w ords:copper powder;grain diameter;morphology291云南大学学报(自然科学版) 第24卷。
钢铁基体镀镍保护材料的研制
文章编号:1001-227X(2002)05-0022-04钢铁基体镀镍保护材料的研制张宝根(西安中大科技有限公司,陕西西安710048)摘要:镀镍层相对钢铁来说是阴极性镀层,钢铁基体镀镍表面易发生微孔腐蚀。
研制了一种水溶性保护材料LP-80N。
阐述了其保护作用机理,比较了其与苯并三氮唑、2-巯基苯并噻唑、苯甲酸钠、乌洛托品和重铬酸钾等缓蚀剂的缓蚀效果,研究了水洗、乙醇洗和碱洗对LP-80N缓蚀率的影响,同时研究了LP-80N的使用浓度对缓蚀率和接触电阻的影响。
结果表明,LP-80N对钢铁基体镀镍表面具有极好的保护效果,且不影响基体材料的电气性能。
关键词:镀镍;保护材料中图分类号:TQ153.12;TG178文献标识码:ADevelopment of protective material for nickel plated steel substratesZHANG Bao-gen(Zhongda Scientific and Technical Co.,Ltd.,Xi.an710048,China)Abstract:Nickel is positive to iron and steel in potential.Therefore,nickel plated steel substrates are suscept-i ble to pi t corrosion.Herein,LP-80N,a water soluble protective material was developed.Protection mecha-nism of LP-80N was described.Efficiency of corrosion inhibition of LP-80N was compared with those of benzotrizole,2-mercaptobenzothiazole,sodium benzoate,hexamethylene-tetramine and potassium dichro-mate.The effect of cleaning methods such as i mmersion in distilled water,alcohol and10percent sodium hy-droxide solution on efficiency of corrosion inhibition was studied.The effect of LP-80N content on efficiency of corrosion inhibition and electric contacted resistance was studied as well.The results show that LP-80N has excellent protection for nickel plated steel substrates,and has no negative effect on electric properties of sub-strate surface.Keywords:nickel plating;protective material1前言镍的标准电位比铁正,经钝化后的电位更正,镀镍层对铁来说是阴极镀层,因此必须使镀层无孔隙,才能保护基底金属不发生微孔锈蚀,产生锈点或锈斑[1]。
钢铁全光亮化学镀镍-钨-磷合金工艺研究
钢铁全光亮化学镀镍-钨-磷合金工艺研究摘要。
本文以钢铁表面镀镍-钨-磷合金为研究对象，利用光亮电镀工艺对其表面进行了化学镀镍-钨-磷合金的处理。
通过实验，得出了工艺参数的调节方案，确定了最佳光亮电镀条件。
在工艺过程中，采用了钝化、除油、除垢等步骤，以达到更好的表面质量。
结果表明，该工艺能有效地提高钢铁表面的硬度、耐腐蚀性和耐磨性，并且能够增强其表面的光泽度和光洁度，为钢铁表面的加工和保护提供了一个新的选择和方案。
关键词：钢铁；化学镀镍-钨-磷合金；光亮电镀；表面处理；硬度；耐腐蚀性；耐磨性。
Abstract。
This paper studies the surface nickel-tungsten-phosphorus alloy plating of steel and uses bright electroplating technology to carry out chemical nickel-tungsten-phosphorus alloy plating treatment on it. Through experiments, the adjustment scheme of process parameters is obtained, and the best bright electroplating conditions are determined. In the process of the process, passivation, degreasing, and degreasing are adopted to achieve better surface quality. The results show that the process can effectively improve the hardness, corrosion resistance and wear resistance of the steel surface, and can enhance its surface gloss and cleanliness, providing a newchoice and plan for the processing and protection of the steel surface.。
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文章编号: 1001-227X(2002)05-0022-04钢铁基体镀镍保护材料的研制张宝根(西安中大科技有限公司,陕西西安 710048)摘要:镀镍层相对钢铁来说是阴极性镀层,钢铁基体镀镍表面易发生微孔腐蚀。
研制了一种水溶性保护材料LP-80N。
阐述了其保护作用机理,比较了其与苯并三氮唑、2-巯基苯并噻唑、苯甲酸钠、乌洛托品和重铬酸钾等缓蚀剂的缓蚀效果,研究了水洗、乙醇洗和碱洗对LP-80N缓蚀率的影响,同时研究了LP-80N的使用浓度对缓蚀率和接触电阻的影响。
结果表明,LP-80N对钢铁基体镀镍表面具有极好的保护效果,且不影响基体材料的电气性能。
关键词:镀镍; 保护材料中图分类号:T Q153.12;TG178 文献标识码:ADevelopment of protective material for nickel plated steel substratesZH ANG Bao2gen(Zhongda Scientific and T echnical C o.,Ltd.,X i’an710048,China)Abstract:Nickel is positive to iron and steel in potential.Therefore,nickel plated steel substrates are suscepti2 ble to pit corrosion.Herein,LP-80N,a water s oluble protective material was developed.Protection mecha2 nism of LP-80N was described.E fficiency of corrosion inhibition of LP-80N was com pared with those of benzotrizole,2-mercaptobenzothiazole,s odium benzoate,hexamethylene-tetramine and potassium dichro2 mate.The effect of cleaning methods such as immersion in distilled water,alcohol and10percent s odium hy2 droxide s olution on efficiency of corrosion inhibition was studied.The effect of LP-80N content on efficiency of corrosion inhibition and electric contacted resistance was studied as well.The results show that LP-80N has excellent protection for nickel plated steel substrates,and has no negative effect on electric properties of sub2 strate sur face.K eyw ords:nickel plating;protective material1 前言 镍的标准电位比铁正,经钝化后的电位更正,镀镍层对铁来说是阴极镀层,因此必须使镀层无孔隙,才能保护基底金属不发生微孔锈蚀,产生锈点或锈斑[1]。
为了消除镀层孔隙,提高镀镍层耐蚀性,除控制工艺参数外,以往常采用多层电镀法或增加镀镍层的厚度。
增加厚度必须考虑下列几种因素:基体金属种类,表面粗糙度和电镀工艺等[2]。
实践证明:单纯提高镀镍层厚度,很难完全消除微孔,因为微孔的产生还受其它因素如镀镍添加剂分解产物、镀镍杂质、镀件洁净程度和尘埃等的影响。
另外,光亮和半光亮镀镍层不适用于恶劣的环境,如在太阳、雨雪及工业气体影响的室外,镀层会变 收稿日期:2002-07-24 修回日期:2002-09-09暗,失去光泽。
此外,镍的硬度很高,若单独增加镍镀层厚度以提高其防护装饰性,必然导致镀镍件的机械加工性能变差,如铁镍、镉镍、镍氢,锌锰及锂离子电池壳体等工件镀后仍需翻铆、翻边等再加工。
由于镀镍层过厚(通常这类镀镍件镀层厚度均在3～7μm以内),表面硬度变大,韧性变差,再加工时产生镀层起皮,开裂或剥落,对于这种再加工镀镍件,不能采用增加镀镍层厚度的办法来消除微孔。
由此可见,要保证较薄镀镍层防护特性,避免在恶劣环境中镀层变暗而失去光泽,并能有效地消除或封塞孔隙,只有涂敷保护材料才是行之有效的办法。
2 保护材料的作用机理 涂敷LP-80N保护材料能防止钢铁镀镍件在潮湿或有害工业气体环境下产生腐蚀,并封闭镀镍件微孔,保持镀件光泽。
LP-80N保护材料作用机理就是金属表面用极性化合物的极性基团吸附、非极性基团端竖起并形成致密有序排列的疏水网,该网能有效地阻挡有害气体及水份侵入,另外其极性基团在金属表面同时形成钝化膜,防止腐蚀生锈现象发生。
由此可见,保护作用实质上是多种因素综合作用的结果。
如胺或胺盐类保护材料对钢基镀镍的保护作用,可能同时有疏水、碱化介质和钝化作用,因此,其作用机理较为复杂。
但从理论和实际上只要能降低相对湿度到临界值以下或降低腐蚀电流至最小[3],保护材料就实现了其自身价值———保护作用。
3 实验方法311 实验材料试验样品为A3钢板60m m×50m m×1m m,镀光亮镍,镀层厚度为4μm,试片镀后用去离子水清洗干净,然后用乙醇脱水,80℃烘干。
采用LP-80N水性保护材料、苯骈三氮唑(BT A)、2-巯基苯并噻唑(M BT)、苯甲酸钠、乌洛托品和重铬酸钾等缓蚀性材料。
312 孔隙率试验采用S J1208-77《金属镀层孔隙率的检验方法》中贴滤纸法测量镀镍层孔隙率。
313 试片处理(1)试片浸入0125%LP-80N的工作液2min,去离子水洗,80℃烘干。
(2)试片浸入M BT的4%乙醇溶液5 min,80℃烘干。
(3)试片浸入BAT的3%水溶液中5 min,80℃烘干。
(4)试片浸入2%重铬酸钾水溶液5 min,80℃烘干。
(5)试片浸入5%苯甲酸钠水溶液5 min,80℃烘干。
(6)试片浸入5%乌洛托品水溶液5 min,80℃烘干。
314 LP-80N耐洗性试验LP-80N浸渍处理后的金属表面耐介质侵蚀试验如下:将LP-80N浸渍处理后的试片分别浸入去离子水、乙醇和10%氢氧化钠溶液中1h,取出试片于80℃烘干,测量其疏水性和孔隙率。
315 接触电阻的测定接触电阻按J EI DA-39日本电子振兴协会《电子产品硫化氢试验方法》中毫伏法测定,目的是在小于击穿膜电阻的电流1mA 和开路电压20mV条件下,保护膜存在时接触电阻的变化。
试验电路如图1所示。
Ξ电流计 ○V 1电压计 ○V2微伏计S 转换开关 R L 可变电阻 r 分流电阻图1 测试接触电阻电路 试验施力装置用天平。
在天平一端固定探头,另一端放置烧杯以备接滴定管中滴下的水滴,如图2所示。
图2 施力装置 测量前探头不接触试片,调节滴定管为20滴/m L ,即每滴0105g 。
滴定开始前探头不接触试片,滴定开始后由于天平失去平衡探头必然接触试片。
其目的是检测在小接触压力下保护膜存在是否破坏试片导电性。
316 缓蚀率的测定将划分有方格的玻璃板(方格面积为1cm 2),放在印有孔隙斑痕的滤纸上,分别数出每个方格内所包含的腐蚀斑点数,然后分别计算出镀层的孔隙率(斑点数/cm 2),用统计原理公式:X =(X 1+X 2+X 3+……+X n )/nX 1,X 2,X 3,……X n :把腐蚀滤纸贴片分成n 个1×1cm 小方块后数出每个方块上的腐蚀点数。
n :滤纸片上有1cm 2的方块数。
X :滤纸贴片上n 个方格腐蚀点数的平均值。
缓蚀率Z =( X 0- X )X 0×100% X 0:未使用缓蚀剂的腐蚀孔的平均值 X :使用缓蚀剂的腐蚀孔的平均值4 试验结果及讨论4.1 保护剂的选择将涂敷有LP 280N 、M BT 、BT A 、重铬酸钾、乌洛托品及苯甲酸钠的镀镍试片表面用贴滤纸法测定孔隙率,计算缓蚀率,结果列于表1。
表1 不同缓蚀材料的缓蚀率测定结果保护材料缓蚀率(%)苯甲酸钠56.51乌洛托品43.76重铬酸钾-26.86 BT A -38.75 M BT -60.58 LP -80N99.85 由表1可见,浸渍LP -80N 保护剂后缓蚀率为99185%,说明LP -80N 几乎能完全封闭、封塞镀镍表面微孔隙,从而能有效防止镀镍表面发生微孔锈蚀。
浸渍M BT 、BT A 和重铬酸钾缓蚀剂后缓蚀率分别为-60158%、-38175%、-26186%,说明使用M BT 、BT A 和重铬酸钾后孔隙率比使用前孔隙率高,因此,M BT 、BT A 和重铬酸钾不但不能封闭、封塞微孔,反而使微孔增加,镀层表面微孔锈蚀加剧,不宜用作镀镍表面缓蚀材料。
浸渍苯甲酸钠和乌洛托品后,缓蚀率分别为56151%、43176%,说明用苯甲酸钠的乌洛托品不能完全封闭、封塞镀镍表面微孔隙,从而不能完全防止镀镍表面发生微孔锈蚀。
4.2 清洗方法对缓蚀率的影响将涂敷有LP -80N 保护材料的镀镍试片分别用水、酒精以及碱水洗后用贴滤纸法测定孔隙率,计算缓蚀率,结果列表2。
表2 清洗方法对缓蚀率的影响结果清洁方法缓蚀率(%)干燥前洗干燥后洗水 洗92.3699.65乙 醇85.4683.1110%NaOH98.9799.06 由表2可见,镀镍层表面浸渍LP -80N 保护材料后不干燥蒸馏水洗,滤纸贴片上腐蚀点略有增加;干燥后蒸馏水洗,滤纸贴片上基本上没有腐蚀点。
由此可见,镀镍表面涂敷LP -80N 保护材料后干燥和不干燥耐水洗性有明显差异,干燥后水洗与不水洗几乎没区别;镀镍表面涂敷LP -80N 后干燥和不干燥耐酒精性能低于耐水洗性能;而耐碱洗性能优良,说明LP -80N 在碱性介质环境里也几乎能完全封闭、封塞镀镍表面微孔隙。
4.3 LP -80N 保护材料使用浓度的选择接触电阻测定数据为:试片涂敷LP -80N 保护材料后由于诱电剂的存在,当接触压力在2g 以下,其电阻值增加约115m Ω;当接触压力在2g 以上,其电阻值增加约015mΩ。
改变LP -80N 浓度,缓蚀率变化如图3所示。
改变LP -80N 浓度,接触电阻的变化如图4所示。
图3 LP -80N 浓度变化对缓蚀率的影响图4 LP -80N 浓度变化对接触电阻的影响 由图3可知,LP -80N 的配制浓度大于0125%时,缓蚀率达到100%。