氨基磺酸鹽電鍍鎳鐵合金

    (1)氨基磺酸鹽鎳鐵合金鍍液成分及工作條件^[50]。

本配方為獲得最低內(nèi)應(yīng)力優(yōu)選出的最佳工藝條件和鍍液組成。

(2)氨基磺酸鎳濃度對(duì)內(nèi)應(yīng)力的影響

氯化亞鐵濃度為5g／L，鎳鐵合金沉積層內(nèi)應(yīng)力δ與氨基磺酸鎳濃度C₁之間的關(guān)系曲線見圖1 ^[50]。

圖δ與C_l之間的關(guān)系曲線

    由圖1可見：隨著電解液中氨基磺酸鎳濃度C₁的增加，合金沉積層的拉應(yīng)力逐漸減少，濃度在280～350g／L時(shí)沉積層內(nèi)應(yīng)力最小。

    (3)氯化亞鐵濃度對(duì)內(nèi)應(yīng)力的影響

氨基磺酸鎳保持300g／L，合金沉積層內(nèi)應(yīng)力與氯化亞鐵濃度C₂之間的關(guān)系曲線見圖2 ^[50]。

圖2δ與C₂之間的關(guān)系曲線

    由圖2可見：隨著氯化亞鐵濃度的增加，沉積層的壓應(yīng)力逐漸減小，其濃度在4～6g／L時(shí)沉積層的內(nèi)應(yīng)力口最小。

    (4)陰極電流密度J_K對(duì)內(nèi)廈力的影響

    在氨基磺酸鎳濃度為300g／L，氯化亞鐵濃度為5g／L，溫度為60℃條件下，合金沉積層內(nèi)應(yīng)力δ與陰極電流密度J _k的關(guān)系曲線見圖2^[50]。

    由圖3可見：當(dāng)電流密度J_k較低時(shí)，沉積層產(chǎn)生壓應(yīng)力，隨著陰極電流密度的增加，沉積層的壓應(yīng)力δ逐漸變小，當(dāng)J_k超過4A／dm²之后，合金沉積層出現(xiàn)拉應(yīng)力，隨J_k的增加，δ也隨之增大。當(dāng)陰極電流密度在2．5～4A／dm²時(shí)可獲得較低內(nèi)應(yīng)力的鎳鐵合金沉積層。

圖3 δ與Jk之間的關(guān)系曲線

    (5)電解液溫度對(duì)內(nèi)應(yīng)力的影響

電解液溫度口與合金沉積層內(nèi)應(yīng)力盯的關(guān)系曲線見圖4^[50]。由圖4可見：隨著電解液溫度的升高，合金鍍層的拉應(yīng)力逐漸減小，以60℃最小。   

圖4δ與θ之間的關(guān)系曲線

    (6)電解液pH值對(duì)內(nèi)應(yīng)力的影響

    電解液pH值與內(nèi)應(yīng)力的關(guān)系見表1。

表1電解液pH值與內(nèi)應(yīng)力δ的關(guān)系

    由表l可見：當(dāng)pH值維持在3．3～3．8時(shí)沉積層的內(nèi)應(yīng)力δ最小。

    (7)971添加劑對(duì)內(nèi)應(yīng)力的影響

    氨基磺酸鎳300g／L、氯化亞鐵5g／L的電解液中只能獲得暗色的合金沉積層。971添加劑屬于初級(jí)光亮劑，使沉積層晶粒細(xì)化，產(chǎn)生壓應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力δ與971添加劑濃度C₉₇₁之間的關(guān)系曲線見圖5^[50]。

圖5δ與c₉₇₁之間的關(guān)系曲線

    由5圖可見：當(dāng)電解液中不含971添加劑時(shí)，沉積層拉應(yīng)力為30MPa，隨著971添加劑含量的增加，沉積層拉應(yīng)力逐漸減小，最后完全變?yōu)閴簯?yīng)力。當(dāng)971添加劑含量2．5mL／L時(shí)可使內(nèi)應(yīng)力趨于零，最佳含量為2～3．5mL／L。

    (8)穩(wěn)定劑Vc對(duì)內(nèi)應(yīng)力的影響

    電解液中穩(wěn)定劑Vc含量與內(nèi)應(yīng)力仃的關(guān)系見表2^[50]。

表2穩(wěn)定劑Vc含量與內(nèi)應(yīng)力療的關(guān)系

    由表2可見：當(dāng)穩(wěn)定劑Vc含量為1～1．5g／L時(shí)沉積層內(nèi)應(yīng)力最小。當(dāng)Vc含量不大于0.5g／L時(shí)電解液不穩(wěn)定，Fe²⁺易氧化成Fe³⁺，若Vc過高，鍍層壓應(yīng)力增大，孔隙率增大。

    (9)鍍層鐵含量與鍍液中氯化亞鐵含量的關(guān)系①鍍液組成和工藝條件

鍍液配好放置3～5天進(jìn)行配位熟化^[51]。

    ②鍍液中氯化亞鐵含量與鍍層中鐵含量的關(guān)系  見圖6^[51]。沉積溫度55℃，Dk=4A／dm²。

由圖6可見：鍍層中鐵含量隨鍍液中氯化亞鐵含量的增加而增加，氯化亞鐵含量超過l0g／L后，鍍層變脆。

圖6鍍層鐵含量與鍍液中FeCl₂·4H₂0含量的關(guān)系

(10)陰極電流密度對(duì)鍍層鐵含量的影響   

沉積溫度55℃，氯化亞鐵含量l0g／L。

    陰極電流密度對(duì)鐵含量的影響見圖7^[51]。

圖7陰極電流密度對(duì)鍍層鐵含量的影響

    由圖7可見：陰極電流密度的增大，鍍層的Fe含量逐漸減小，在電流密度較大時(shí)更為明顯，這是異常共沉積的結(jié)果。

    (11)鎳鐵合金的耐蝕性

    ①試片的制取  為了避免基體金屬對(duì)鍍層極化行為的影響，將鍍層由不銹鋼基體上剝離下來，試樣進(jìn)行測(cè)試。

    ②含鐵5％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))  左右的鎳鐵合金的耐蝕性

    a．Ni-5．3Fe合金在0．5mol／L硫酸溶液[相當(dāng)于5％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))]中的極化曲線(25℃)見圖9^[51]。

圖9 Ni-5.3Fe合金在0.5mol／L  H₂S0₄溶液中的極化曲線(25℃)

    由圖9可見：Ni-53Fe合金具有較小的鈍化電流(1．O0µA／cm²)和較寬的鈍化區(qū)，含鐵5％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))左右的鎳鐵合金在5％硫酸溶液中有較好的耐蝕性。

    b．Ni-5.8Fe合金在lmol／L鹽酸[相當(dāng)于3.7％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))]溶液中鍍層的極化曲線(25℃)見圖10^[51]。

圖10 Ni-5.8Fe合金在lmol／L鹽酸溶液中的極化曲線(25℃)

    由圖10可見：含鐵量5％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))左右的鎳鐵合金，在3．7％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))鹽酸，較嚴(yán)苛的環(huán)境中也呈現(xiàn)較小的鈍化電流(1．O～1．5µA／dm²)和較寬的鈍化區(qū)域。

    ③Ni5Fe合金的耐蝕性結(jié)構(gòu)合金相圖可以看出：含鐵5％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))左右的鎳鐵合金是7相固溶體，具有較高的化學(xué)活性，因此其極化行為與金屬鐵完全不同的原因應(yīng)該是其結(jié)構(gòu)造成。經(jīng)X射線及透射電鏡分析，鍍層為納米晶結(jié)構(gòu)，因此，鍍層具有較好的耐蝕性。

參考文獻(xiàn)

50于金庫。馮皓，邢廣忠，廖波．氨基磺酸鹽電鍍Ni-Fe合金內(nèi)應(yīng)力的影響因素分

析．電鍍與精飾，l999，21，(2)：9～12

51于金庫，廖波，馮皓．電沉積Ni-Fe合金及其耐蝕性的研究．材料保護(hù)，2002，35

(2)130～31