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鎖緊螺母鍍液成分和工藝規(guī)范的影響
1.鎳鹽
硫酸鎳和氯化鎳是供給鎳離子的鹽。雖然氯化鎳溶液的導(dǎo)電性和覆蓋能力較好,但因氯離子太多,鍍層的內(nèi)應(yīng)力較大,成本也較高,因此當前普遍采用硫酸鎳。工業(yè)用的硫酸鎳有六水與七水兩種結(jié)晶水規(guī)格,前者含鎳22.3%,后者含鎳20.9%,在國內(nèi),大都是含七份結(jié)晶水的硫酸鎳。硫酸鎳的含量范圍較大,大致在100g/L~350g/L之間。低濃度的鍍液其覆蓋能力較好,鍍層的結(jié)晶較細致,容易拋光,但是陰極電流效率較低,允許的陰極電流密度范圍的上限值較小。含量在300g/L左右的高濃度的鍍液,鍍層色澤均勻,允許采用較高的電流密度,沉積速度快。
2.陽極活化劑
為了使陽極正常溶解,不斷補充電鍍時所消耗的鎳量,在鍍鎳溶液中必須加入陽極活化劑,常用的是氯化鈉或氯化鎳。氯化鈉含量在7g/L~20g/L,但鈉離子會降低陰極電流密度的上限值,引起鍍層晶格扭歪和硬度增高。因此,近幾年來趨向用氯化鎳作陽極活化劑。一方面氯離子可以活化陽極,另一方面,鎳離子可以補充溶液中鎳的濃度,兩者都是有效成分,而且鍍液組成簡單、管理方便,但氯化鎳成本較高。所以我國目前還有一部分工廠用氯化鈉作陽極活化劑。采用結(jié)晶致密的鎳陽極和使用較大的陽極電流密度時,需要相應(yīng)地增加氯離子的濃度。其他鹵素離子雖也能幫助陽極溶解,但價格較貴,很少使用。
3.緩沖劑
硼酸是最常用的緩沖劑,在鍍鎳溶液中具有穩(wěn)定pH值的作用。在鍍鎳過程中,鍍液的pH值必需保持在一定的范圍內(nèi),一般為3.8~5.6。pH值過低,H+易于放電,降低鍍鎳的電流效率,鍍層容易產(chǎn)生針孔。pH值過高,鍍液混濁,陰極周圍的金屬離子會以金屬氫氧化物的形式夾入鍍層中,使鍍層的力學性能惡化,外觀粗糙。硼酸添加量為30g/L~35g/L,低于20g/L時,緩沖作用較弱,pH值不夠穩(wěn)定,并易產(chǎn)生針孔,當含量達到31g/L以上時,才有顯著作用,但不能過高,因為硼酸在常溫下的溶解度約40g/L左右。
硼酸除了具有緩沖pH值效果外,還有使鍍層結(jié)晶細致、不易燒焦。若采用高電流密度時,應(yīng)該采用硼酸含量較高(40g/L)的鍍液。
如果加入少量氟化物,它與硼酸形成氟硼酸,則緩沖作用更好。同時,氟化物對某些雜質(zhì)(如鐵)具有掩蔽作用,在這些雜質(zhì)含量不大時能減輕其害,但不利于這些雜質(zhì)的去除,氟化物對設(shè)備有腐蝕作l用,并且有毒。
4.防針孔
十二烷基硫酸鈉是比較有效的防針孔劑。它能降低鍍液的表面張力,使氫氣泡不易在陰極表面上停留,從而防止針孔的形成,其用量一般在0.1gL,加入后,鍍液的表面張力在30×10-5N/cm左右。在高pH值的鍍液中,它與鎳離子反應(yīng)生成不溶性化合物而沉淀,其消耗量較高。即使pH值較低的鍍液,也有一定的消耗。因此最好每天補充少量的十二烷基硫酸鈉。經(jīng)過活性炭處理后的鍍液,十二烷基硫酸鈉幾乎被完全吸附除去,應(yīng)該重新添加。采用空氣攪拌,可以使氫氣泡不易滯留在陰極表面,所以也是一種防針孔方法,但必要時需用低泡潤濕劑。
在鍍暗鎳鍍液中所用的防針孔劑,大多是氧化劑,最常用的是雙氧水,用量為30%的雙氧水1ml/L~3mL/L,其缺點是它參與陰極反應(yīng),使H+氧化,因而分解較快,需要經(jīng)常補充。
5.導(dǎo)電鹽
為了提高鍍液的導(dǎo)電能力,有時還在鍍液中添加硫酸鈉、硫酸鎂等導(dǎo)電鹽。硫酸鎂的導(dǎo)電能力雖然不如硫酸鈉,但在較高的pH值時,能改善鍍液的分散能力,使所得的鍍層光滑、柔軟、呈銀白色。尤其在滾鍍鍍液中效果更加顯著。
添加導(dǎo)電鹽的缺點是由于在鍍液中引入鈉離子等異種金屬離子,它們的含量積累到一定數(shù)值時,就會對鍍層的物理力學性能產(chǎn)生不良影響(如鍍層硬度提高等)。由于目前對鍍液中的Na+、Mg2+等還沒有除去的方法,因而在很多鍍液中,并不推薦使用導(dǎo)電鹽。在國外已普遍采用氯化鎳作陽極活化劑,而且在鍍液凈化處理時,也不采用氫氧化鈉來提高鍍液的pH值,而是采用碳酸鎳或新配制的氫氧化鎳,以免帶入鈉離子。
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