鋼鐵表面四種預(yù)鍍工藝比較

鋼鐵表面四種預(yù)鍍工藝比較廣州二輕所趙國鵬、徐金來等人在《電鍍與涂飾》第2009第28期增刊《鋼鐵表面四種預(yù)鍍工藝比較》把我公司自主研發(fā)的酸性預(yù)鍍銅與預(yù)鍍鎳、無氰堿性鍍銅、氰化鍍銅三種鋼鐵表面的預(yù)鍍工藝的性能，從工藝配方和工藝條件、結(jié)合力、電流密度范圍、分散能力、沉積速度、深鍍能力、孔隙率和陰極電流效率行了比較，供選擇。Thecomparisonoffourpre-platingprocessonthesteelsurface鋼鐵表面四種預(yù)鍍工藝比較徐金來趙國鵬胡耀紅劉建平摘要：鋼鐵表面進行電鍍酸銅前必需要進行預(yù)鍍。本文從工藝配方和工藝條件、結(jié)合力、電流密度范圍、分散能力、沉積速度、深鍍能力、孔隙率和陰極電流效率比較預(yù)鍍鎳、無氰堿性鍍銅、酸性預(yù)鍍銅、氰化鍍銅四種鋼鐵表面的預(yù)鍍工藝的性能特點。通過比較得出各自的優(yōu)缺點，給廣大電鍍科研工作者及廠家一定的參考作用。關(guān)鍵詞：鋼鐵；預(yù)鍍工藝；性能比較Abstract：Itmustbepre-platedbeforeacidcopperplatingonthesteelsurface.Theperformanceandcharacteristicsofthefourpre-platingprocesswhicharepre-platednickel，cyanide-freealkalinecopperplating,acidpre-platedcopperandcyanidecopperplatingarecomparedwiththeprocessformulaandprocessconditions,adhension,thescopeofcurrentdensity,throwingpower,depositionrate,coveringpower,porosity,andcathodiccurrentefficiency.theirrespectiveadvantagesanddisadvantagesareobtainedbycomparing，whichisgoodtothevastnumberofplatingresearchersandmanufacturers.Keyword：Steel；Pre-platingprocess；Comparisonofperformance前言在五金電鍍中，大部分鍍件基體都為鋼鐵。鋼鐵表面預(yù)鍍工藝主要有氰化鍍銅、預(yù)鍍鎳、化學(xué)鍍銅或化學(xué)鍍鎳等。由于環(huán)保及安全問題，氰化鍍銅越來越受到限制，于是迫使表面研究工作者進行了無氰堿性鍍銅的研究，但由于各種因素在生產(chǎn)應(yīng)用上還沒有得到大規(guī)模的推廣［1~4］。本文對氰化鍍銅、預(yù)鍍鎳、無氰堿性鍍銅及另一種預(yù)鍍工藝——酸性預(yù)鍍銅進行比較，得出各種預(yù)鍍工藝的優(yōu)缺點。預(yù)鍍配方及工藝條件

表1四種預(yù)鍍工藝的配方及工藝條件工藝無畫堿性鍍銅鍍性預(yù)鍍銅骯化鍍銅NiSO^? ：ggOg/LMi口昇6K10:45gYLHTEO:：-^Eg/L開缸劑:來Ill）忝加劑1ml/L丑缸劑:水(1：4)CuSm-5H10；'60—llOg/LCuCN:40遲ffaCN:50g/LIT?：知g/LKWiCHO:30g/LMH：10g/LPH斗.0-^469.0-^lQjl1.0—3.0LI—129250—6050—6025—50Jf（a/血：）1.0—5.02?2衛(wèi)0.5—2.0D.5—2T(min)3?E；4^8?~102?4陽極謀角或鏢板電解飼佛銅電解銅&4Sa1:1-—i：21:1—1:^：1:2L：1.5-^1:2.5攪拌空r空氣或陰極移動.空吒陰極移動陽極套滌綸滌綸滌綸.滌綸 :過濾5漁小時以上畑小時風(fēng)上訂！t小時以上11u表1是幾種預(yù)鍍工藝的配方及條件參數(shù)比較國實驗條件及方法實驗時，預(yù)鍍鎳和無氰堿性鍍銅溫度為5O±1°C，酸性預(yù)鍍銅和氰化鍍銅溫度為25±1°C；結(jié)合力測試采用彎曲法和熱震法［6］,主要流程為：除油T除銹T預(yù)鍍T鍍酸銅T鍍光亮鎳T鍍裝飾性三價鉻T吹干T測試；采用八點法測試分散能力［6］,背面絕緣赫爾槽鐵片測試兩次平均值；沉積速度采用不同電流密度在面積為0.325dm2背面絕緣的鐵片上電鍍測試中心往外11個點平均值，結(jié)果為測試兩次取平均值；深鍍能力測定在①8x94mm鐵管上進行，通孔或封閉一端用不同條件測試；孔隙率采用貼濾紙法［6］；陰極電流效率采用庫侖計測試。4實驗結(jié)果結(jié)合力采用彎曲法和熱震法對預(yù)鍍鎳、無氰堿性鍍銅、酸性預(yù)鍍銅和氰化鍍銅四種預(yù)鍍后鍍酸銅、光亮鎳和裝飾三價鉻工藝的鍍層進行測試，結(jié)合力良好。電流密度及分散能力?1四種預(yù)譙銅不同工莒條件的赫爾槽試片示意圈由圖1可以看出，預(yù)鍍鎳的電流密度范圍最寬，一般電鍍時選取的電流范圍為2?5A/dm2；其次為無氰堿性鍍銅，電鍍時選取的電流范圍為0.5?2.5A/dm2；酸性預(yù)鍍銅和氰化鍍銅的電流密度范圍接近，電鍍時選取的電流范圍為0.3?2.0A/dm2。表1不同工藝條件下匹種預(yù)鍍工藝的?僉散能力比較\. 項目工藝條件各點厚度（tn）能力(H)1234S6■7■SQWi5.523.442：-471.91■1:-39■hoa0.820:510：'330.2043:42l.GAX5uiLti4-：-443.423.062:532：03■1.621.280.040.-44O>2955.7.35.313.762.612.27■1..77■1：-37■l：050..780.600.-4947.941.0AX5tniti1.231.221.1'51.Q2O：97O/-920..770..720.600：'3&75.51—預(yù)旗濂，2—無畫膩性鍍銅，點一酸性預(yù)鍍銅，4—孰化謹(jǐn)銅由表1得出，通過赫爾槽試片的8點法測定四種預(yù)鍍工藝的分散能力，分散能力最好的為氰化鍍銅，其次是無氰堿性鍍銅，再是酸性預(yù)鍍銅，分散能力最差的是預(yù)鍍鎳。觀察第10個點的厚度可以發(fā)現(xiàn)，在1.0Ax5min相同條件下，厚度大小排序為酸性預(yù)鍍銅（0.49ym）＞氰化鍍銅（0.38ym）＞無氰堿性鍍銅（0.29ym）＞預(yù)鍍鎳（0.20ym），證明酸性預(yù)鍍銅在低的電流下具有較高的沉積速度，這一點在沉積速度的測試中得到印證。沉積速度

丄o0dll；'0.5巨瀆密度圖2丄o0dll；'0.5巨瀆密度圖2四種預(yù)鍍銅工藝沉積逵庫的比較1預(yù)鍍鎘2無畫堿性儼銅王酸性預(yù)鍍銅上蠱化鍍銅由圖2可知，在電流密度為0.6?1.2A/dm2時，沉積速度大小為酸性預(yù)鍍銅〉無氰堿性鍍銅〉預(yù)鍍鎳＞氰化鍍銅，在赫爾槽試片測厚中也反應(yīng)這一特點；在電流密度1.2?2A/dm2時，沉積速度大小為無氰堿性鍍銅〉酸性預(yù)鍍銅〉預(yù)鍍鎳＞氰化鍍銅。在0.6?2A/dm2時，無氰堿性鍍銅工件外觀接近光亮，酸性預(yù)鍍銅和預(yù)鍍鎳工件外觀為半光亮，氰化鍍銅為略顯暗棕紅色。4.4鍍液深鍍能力由表2可見，酸性預(yù)鍍銅的深鍍能力最好，其次是無氰堿性鍍銅，預(yù)鍍鎳的深度能力最差。表2不同工藝條件下四種預(yù)鍍工莒閔深覆能力比較2Astn-x江mH2Adm-x\5niLti預(yù)鍍銀無貳堿性鍍洞預(yù)鍍銅鍍洞預(yù)鍍銀無氤堿性鍍詞醸性預(yù)鍛銅貳此鍍洞94mm筈；通乳剩JC1II未鍍上全鍍上1全鍍.全鍍''94mm'皆?盲孔乘!jticca未鍍上乘！］Jem未鍍上j3cm鍍層稀薄.全鍍上剩3cm未餵上jg鍍層稀薄4.5鍍層孔隙率表3不同工藝條件F四種預(yù)鍍工藝的孔隙率比較'、厚度條件\1.5#tnS.Ormin.預(yù)鍍銀無豆?堿性鍍洞.酸性孩鍍陰.氛化鍍洞預(yù)鍍謀無豆?堿性預(yù)鍍.詞割化鍍銅預(yù)鍍無言堿性酸性戒鍍鋼気化鍍洞毎1曲乳隙洽數(shù)気很多較多無數(shù)>10：1—33?5101—20。?3由表3可見，在預(yù)鍍正常厚度下，孔隙率酸性預(yù)鍍銅和氰化鍍銅的差不多，預(yù)鍍鎳的孔隙率最高；在鍍層為20“m時，預(yù)鍍鎳仍具有較高的孔隙率，比較下酸性預(yù)鍍銅孔隙率要比其它預(yù)鍍工藝低。4.6陰極電流效率表4不同工藝條件下四種預(yù)旗工藝的陰極電流效率比較\電流1密度轟.0.5Adm:1.0Adm:預(yù)鍍無気「堿性?鍍鋼嚴(yán)性■預(yù)鍍鍍銅預(yù)鍍?鏢無鼠堿性?鍍啊酸性預(yù)鍍預(yù)鍍無鼠?堿性?離詞酸性■預(yù)鍍■銅言化鍍洞電流效率(%)95.098.Q98.G5695.096.Q96.045-397.695.095.0由表4得出，在測試的各個電流密度下預(yù)鍍鎳、無氰堿性鍍銅和酸性預(yù)鍍銅的陰極電流密度遠大于氰化鍍銅，前三者的陰極電流效率都在95％以上。5結(jié)論預(yù)鍍鎳具有很寬的電流密度范圍，但孔隙率高和成本相對較高，尤其是鎳價在比較高的時候，其成本急劇上升；氰化鍍銅具有很好的分散能力和開槽成本相對低的特點，但電流效率較低及政府限制使用，將會成為淘汰的預(yù)鍍工藝；無氰堿性鍍銅本身不含氰化物，對環(huán)保有利，但在實際生產(chǎn)中還存在一些問題有待解決；酸性預(yù)鍍銅具有很好的深鍍能力，孔隙率較低，維護工作量不大，可作為鋼鐵件無氰預(yù)鍍銅的選擇。參考文獻［1］ 徐金來，鄧正平，趙國鵬等?無氰堿性鍍銅工藝實踐［J］電鍍與涂飾,2008,(27):7?8［2］ 袁詩璞?路漫漫兮，無氰堿銅［J］.電鍍與精飾，2