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有文獻〔1〕報導(dǎo)采用炔類化合物為光亮劑,在光潔度為7級的基體上鍍覆得到光亮鍍層,由于化學(xué)鍍鎳具有“復(fù)制”功能,光潔度高的基體材料必然獲得光亮鍍層。另外,這種用炔類化合物為光亮劑的作法未擺脫電鍍鎳的吸附——整平機理的指導(dǎo)。另有文獻〔2〕報導(dǎo)在堿性條件下,加入某種添加劑,可獲得光亮鍍層,由于化學(xué)鍍鎳多為酸性鍍液,由于只有酸性鍍液才具有壽命長、沉積速率快的特點,才可實際應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。所以開發(fā)出具有全光亮特點的適用酸性化學(xué)鍍液的光亮劑,并獲得全光亮鍍層。
實驗條件及方法
1.試樣 材料為45#冷軋鐵板、尺寸規(guī)格為50×20×0.5(mm)。
2.試片的處理流程 化學(xué)除油→水洗→除銹→水洗→電解除油→水洗→浸蝕活化→水洗→蒸鎦水洗→施鍍→水洗→蒸鎦水洗→吹干。
3.鍍層表面光亮度檢驗 采用目測評定光亮效果,把光亮度分為三級:
1級:鍍層光亮如鏡,能清晰地看出人的五官和眉毛(即鏡面光亮水平);
2級:鍍層表面光亮,能看出人的五官和眉毛,部分不夠清晰(即全光亮);
3級:鍍層表面光亮較差,但能看出人的五官輪廓,眉毛部分模糊(即半光亮)。
結(jié)果與討論
1.光亮劑HB-95的組成經(jīng)實驗確定雜環(huán)化合物中的A為主光亮劑,氨基酸類化合物B為輔助光亮劑,選炔丙醇環(huán)氧乙烯醚醇為整平劑,選FC-4氟表面活性劑為潤濕劑一同組成光亮劑HB-95。最終經(jīng)正交試驗確定光亮劑HB-95配方為:
主光亮劑 A4.0mg/l
輔助光亮劑 B3.0mg/l
整平劑 4.0mg/l
潤濕劑 8.0mg/l
2.光亮劑HB-95中各成分的作用
1)主光亮劑A 吸附到鍍件表面活性中心點上并分解,一部分與鎳磷共沉積于合金鍍層中。主光亮劑的抑制作用,使鍍件表面各點活性趨于平均,抑制了大的結(jié)晶以活性中心為基點,迅速長大。表現(xiàn)為結(jié)晶細化。
2)輔助光亮劑B 加入輔助光亮劑時在一定范圍內(nèi)的增速作用與主光亮劑的減速作用相抵,不影響鍍液的正常速率;另外,輔助光亮劑與主光亮劑的作用,可能使沉積按一定方向進行。因此,輔助光亮劑起到增加光亮的作用。
3)整平劑(炔丙醇環(huán)氧乙烯醚醇) 通過吸附在基體表面的凸處,起到一定整平作用。當(dāng)然,由于化學(xué)鍍整平劑濃度遠小于電鍍鎳整平劑的濃度。因此,只是輔助光亮劑在起作用。
4)潤濕劑(FC-4氟表面活性劑) 使鍍件表面潤濕,防止鍍層出現(xiàn)孔隙。總之,光亮劑HB-95各組成部分協(xié)同作用,促使鍍層表面光亮。
3.工藝條件的影響
經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)除pH值外,工藝條件幾乎對光亮劑的光亮度無影響,其結(jié)果見表1所示。
因此,我們從表中可以看出pH值在3.4～5.5之間光亮效果最佳;當(dāng)pH值接近7時,光亮劑幾乎不起作用。pH值從3.4～4.2沉積速率變化明顯,pH值從5.0～7.0沉積速率增勢趨緩。因此,光亮劑HB-95適用于酸性化學(xué)鍍液,pH值應(yīng)小于5.5。實際上工業(yè)化生產(chǎn)用酸性鍍液一般pH值采用4.8～5.2。
4.光亮化學(xué)鍍鎳液的使用與維修
經(jīng)實驗確定的HB-95加入量為:主光亮劑A4.0mg/l、輔助光亮劑B3.0mg/l、炔丙醇環(huán)氧乙烯醚醇4.0mg/l、FC-48.0mg/l。以上配方能夠滿足工業(yè)化生產(chǎn)所需沉積速率的要求,且所獲得鍍層各項性能優(yōu)良。但是,光亮劑的含量過低或過高將會影響鍍速或鍍層指標。因此,使用光亮劑時應(yīng)維持其濃度,尤其主光亮劑濃度要嚴加控制。隨著化學(xué)鍍的進行,鍍液的各組成成份都有一定的消耗,補加成為必然,為了正確地維護光亮化學(xué)鍍鎳液,本文研究了光亮劑消耗規(guī)律。實驗發(fā)現(xiàn),光亮劑的消耗,不隨主鹽還原劑有規(guī)律地減少。在裝載量0.8～2.0dm2/l范圍內(nèi)光亮劑主要表現(xiàn)為時間的函數(shù),如表2所示(施鍍1h后鍍液中主光亮劑A的含量)。裝載量為0.8～2.0dm2/l時,一般適用于各種化學(xué)鍍鎳工藝規(guī)范。因此,光亮劑HB-95的補加應(yīng)單獨進行。另外,在實驗過程中發(fā)現(xiàn),光亮隨著鍍液使用循環(huán)的增加,光亮效果下降(如表3所示)。
光亮度下降的原因可能是由于鍍液中雜質(zhì)增多所致,故在經(jīng)過幾個循環(huán)后應(yīng)適當(dāng)補加一些光亮劑,但也不能過量,否則會影響沉積速率和鍍層質(zhì)量。
結(jié) 論
研制成功的化學(xué)鍍鎳光亮劑,加入到酸性化學(xué)鍍鎳溶液中,能顯著提高Ni-P合金鍍層的光亮度。該光亮劑使用時不受各種工藝條件影響,維護與補加簡便,現(xiàn)已應(yīng)用于大連、大慶等化學(xué)鍍廠家,給廠家?guī)砜捎^的經(jīng)濟效益,此光亮劑有較廣闊的應(yīng)用市場。
