中温酸性化学镀Ni-Cu-P合金镀层腐蚀行为研究

在中温酸性条件下用化学沉积方法制备了Ni-Cu-P合金镀层,采用扫描电镜、能谱分析仪及Autolab工作站研究了镀层的耐蚀性能,确定了化学镀Ni-Cu-P合金的最佳工艺。其最佳工艺为:25 g/L NiSO_4·6H_2O,0.05 g/L CuSO_4·5H_2O,40 g/L C_6H_5Na_3O_7·2H_2O,25 g/L NaH_2PO_2·H_2O、15 g/L CH_3COONa,0.03 g/L KIO_3,0.01 g/L C_(12)H_(25)NaO_4SO_3,pH为(4.75±0.01),θ为(80±1)℃,沉积t为2 h。研究结果显示,中温酸性化学镀Ni-Cu-P合金镀层的腐蚀电流密度明显低于化学镀镍-磷合金镀层以及基体材料的腐蚀电流密度,其耐蚀性得到显著提高。     

有机添加剂对电镀Zn-Ni-P合金的影响

以苄叉丙酮为主光亮剂,平平加25为载体光亮剂,苯甲酸钠为辅助光亮剂配制了添加剂,在乙酸盐电镀Zn-Ni-P合金镀液中加入该添加剂,研究了添加剂对Zn-Ni-P合金镀层微观形貌、光泽度、硬度和耐蚀性的影响。添加剂配方为120 g/L平平加25,25 g/L苄叉丙酮,50 mL/L乙醇,40 g/L苯甲酸钠。结果表明:随着添加剂添加量的增大,Zn-Ni-P合金镀层微观形貌由致密平整型转变为条状交错型;镀层光泽度增加,可达到380 Gs;镀层显微硬度下降;电化学测试结果表明镀层的腐蚀电位负移、腐蚀电流增大,耐蚀性下降。     

热处理对锌−镍−磷−纳米二氧化硅复合电镀层性能的影响

先采用由110 g/L ZnCl_2、100 g/L NiCl_2·6H_2O、80 g/L CH_3COONH_4、40 g/L CH_3COONa、5～10g/L NaH_2PO_2·H_2O、180 g/L KCl、0.04～0.08 g/L十二烷基硫酸钠和4～6 g/L纳米SiO_2 (平均粒径7～40 nm)组成的镀液,在pH为4～5、温度为45℃和电流密度为1.5 A/dm2的条件下电镀20 min得到厚度为30～40μm的Zn-Ni-P-纳米SiO_2复合镀层。然后在氮气保护和不同温度(200、300、400和500℃)下热处理2 h。研究了热处理温度对复合镀层微观结构、显微硬度和耐蚀性的影响。结果表明,经300℃热处理的Zn-Ni-纳米SiO_2复合镀层的综合性能较好,显微硬度为198 HV,耐蚀性最好。     

氨基乙酸对硫酸盐体系电镀镍?铁合金的影响

在由300 g/L NiSO_4·6H_2O、40 g/L NiCl_2·6H_2O、0.75 g/L FeSO_4·7H_2O、30 g/L H_3BO_3、8 mg/L十二烷基磺酸钠组成的Ni–Fe合金电镀液(pH=4.2)中,研究了氨基乙酸(0.00～0.60 g/L)对其稳定性及从中所得镀层性能的影响。结果表明,氨基乙酸可与Fe~(2+)配位,抑制Fe~(2+)的氧化,提高镀液稳定性。当氨基乙酸质量浓度为0.20 g/L时,镀液的稳定性最好,镀层的耐蚀性较好。     

pH对脉冲电镀锌–镍–锰合金的影响

在Q235钢表面脉冲电镀Zn–Ni–Mn合金,镀液组成和工艺条件为:ZnSO_4·7H_2O 43.1 g/L,MnSO_4·H2_O 59.2 g/L,NiSO_4·6H_2O26.3 g/L,Na_3C_6H_5O_7·2H_2O 176.5 g/L,NH_4Cl 30 g/L,H_3BO_3 30 g/L,十二烷基硫酸钠(SDS)0.1 g/L,p H 4.5~6.0,温度30°C,平均电流密度30 m A/cm~2,脉冲占空比20%,脉冲周期1 ms,时间20 min。研究了pH对合金镀层元素组成、沉积速率、表面形貌和耐蚀性的影响。结果表明,随p H增大,沉积速率减小;镀层中锰含量升高,锌、镍含量降低;耐蚀性先增强后减弱。p H为5.0时,所得Zn–Ni–Mn合金镀层平整致密,Zn、Ni和Mn的质量分数分别为85.71%、5.03%和9.26%,中性盐雾试验96 h的保护等级为5级。与Zn–Ni合金镀层(Ni质量分数为12.88%)相比,Zn–Ni–Mn合金镀层的腐蚀电位正移了85 mV,腐蚀电流密度低了约2个数量级,耐蚀性更优。     

电沉积方式对镍–铬–钼合金镀层性能的影响

分别采用直流(DC)、单脉冲(PC)和换向脉冲(PRC)方式在Q235钢表面制备Ni–Cr–Mo合金镀层。镀液组成为:NiSO_4·6H_2O 131.4 g/L,CrCl_3·6H_2O 13.3 g/L,Na_2MoO_4·2H_2O 12.1 g/L,柠檬酸铵145.9 g/L,尿素60 g/L,抗坏血酸8.8 g/L,H_3BO_3 14 g/L,NH_4Br 10 g/L,十二烷基硫酸钠0.1 g/L。对比了采用不同方式电沉积所得Ni–Cr–Mo合金镀层的外观、表面形貌、元素组成、沉积速率、表面粗糙度和耐蚀性。3种方式电沉积所得合金镀层的外观均良好。单脉冲和换向脉冲电沉积合金镀层的组成相近,直流电沉积合金镀层的镍、钼含量比它们高,但铬含量较低。换向脉冲电沉积合金镀层的微观表面最均匀、致密,粗糙度最低(0.587μm),耐蚀性最好。     

镍?钴?纳米氧化铝复合电刷镀层在NaCl溶液中的腐蚀行为

采用电刷镀技术在45钢上制备了Ni-Co-纳米Al_2O_3复合镀层,镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·7H_2O 100～125 g/L,CoSO_4·7H_2O 50g/L,NiCl_2·6H_2O 40g/L,HCOOH 18g/L,CH_3COOH 48g/L,盐酸150g/L,硫酸肼0.1g/L,纳米Al_2O_3 20g/L,正接,电压10～12V,镀笔速率5～8m/min,时间30min。通过塔菲尔曲线测试、电化学阻抗谱分析和浸泡腐蚀试验对比了电刷镀Ni-Co合金镀层、Ni-Co-纳米Al_2O_3复合镀层和挂镀硬铬层在5%NaCl溶液中的耐蚀性。结果表明,Ni-Co-纳米Al_2O_3复合镀层表面平整、均匀、致密,纳米Al_2O_3均匀分布,耐蚀性优于Ni-Co合金镀层和硬铬镀层,有望取代硬铬镀层在中性腐蚀环境中的应用。     

脉冲电镀Ni-Cr-Mn合金镀层的研究

利用脉冲电镀方法在Q235钢表面制备Ni-Cr-Mn合金镀层。镀液组成及工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 0.15mol/L,CrCl_3·6H_2O 0.25mol/L,MnSO_4·H_2O 0.5mol/L,柠檬酸钠0.35mol/L,NH_4Br 15g/L,NaCl 10g/L,尿素10g/L,硼酸15g/L,十二烷基硫酸钠0.1g/L,添加剂适量,pH值2.0~3.2,温度20~60℃,电流密度5~17A/dm~2,占空比20%,频率1 000Hz,时间30min。在温度40℃、pH值2.6、电流密度13A/dm~2的条件下,得到的Ni-Cr-Mn合金镀层的耐蚀性最好。与Ni-Cr合金镀层相比,Ni-Cr-Mn合金镀层的自腐蚀电位正移了0.07V,自腐蚀电流密度降低了约1个数量级,耐蚀性更优。     

电镀镍–钨–磷合金在海上平台输水管道系统中的应用

以海上平台输水管道系统用A106钢为基体电镀Ni–W–P合金。镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 100~200 g/L,Na_2WO_4·2H_2O 10~100 g/L,H_3PO_3 10~50 g/L,自制YC-5202添加剂10~40 m L/L,电流密度1~10 A/dm~2,pH 2~8,温度40~80°C。研究了热处理温度对合金镀层微观结构和显微硬度的影响,并表征了合金镀层的微观形貌、结合力、耐中性盐雾腐蚀、耐H_2S腐蚀和抗冲蚀性能。随热处理温度升高,镀层由非晶态转变为晶态,显微硬度先升高后降低。Ni–W–P合金镀层表面平整、致密,结合力良好,经720 h中性盐雾试验后的保护等级为10级,经168 h H2S腐蚀试验后的平均腐蚀速率为0.007 6 mm/a,仅发生轻度腐蚀;在冲蚀试验中的损耗速率为0.656 mg/(h·cm~2),比基材的损耗速率低70%。     

丁二酸对化学镀Ni-P-纳米TiO_2复合镀层性能的影响

研究了丁二酸对化学镀Ni-P纳米TiO_2复合镀层性能的影响。镀液组成及工艺条件为:NaH_2PO_2·H_2O 32g/L,NiSO_4·6H_2O 26g/L,一水合柠檬酸20g/L,CH_3COONa·3H_2O 15g/L,十二烷基苯磺酸钠40 mg/L,纳米TiO_2微粒0.6~1.5g/L,丁二酸4~24 mg/L,温度(88±1)°C,pH值4.8±0.2,时间1h。加入适量的丁二酸,能够提高镀液的稳定性,加快沉积速率,提高镀层中磷的质量分数、显微硬度及耐蚀性。丁二酸的最佳质量浓度为2g/L。     

SiO2的质量浓度对Zn-Ni-P/SiO2复合镀层耐蚀性的影响

向Zn-Ni-P合金镀液中添加纳米SiO_2微粒,获得了Zn-Ni-P/SiO_2复合镀层。通过电化学测试及盐水浸泡试验,研究了SiO_2的质量浓度对Zn-Ni-P/SiO_2复合镀层耐蚀性的影响。结果表明:随着SiO_2的质量浓度的增加,镀层的耐蚀性先增强后减弱;当SiO_2的质量浓度为8 g/L时,镀层的耐蚀性最好。     

AZ91D镁合金表面无铬无氟前处理工艺研究

为环境友好、低成本地提高镁合金耐蚀性能,本文以AZ91D为基体,研究了一种基于镁合金表面直接化学镀镍的无铬、无氟前处理工艺。结果表明,以100 mL/L H_3PO_4、10 g/L Na_2MoO_4为酸洗液,20 g/L NaOH、20 g/L Na_2MoO_4为活化液进行处理后,在镁合金表面得到平整、均匀、致密的Ni-P合金镀层;镀层的XRD谱图中,Mg的衍射峰消失,2θ=45°附近出现一个宽化馒头峰,镀层呈现非晶态结构;镀层的耐蚀性明显提高。     

占空比和频率对脉冲电镀钨–钴合金的影响

采用脉冲电沉积法在PCr Ni3Mo VA钢上制备钨–钴合金镀层,基础镀液配方和工艺条件为:CoSO_4·7H_2O 56.2 g/L,Na_2WO_466 g/L,H_3BO_3 40 g/L,柠檬酸钠64.5 g/L,柠檬酸7.68 g/L,p H=6.7±0.1,温度58°C,平均电流密度0.5 A/dm~2,脉冲频率6.7~333.0 Hz,占空比3.3%~66.7%,时间50 min。探究了脉冲频率和占空比对钨–钴合金镀层形貌、成分、物相、显微硬度等的影响。当脉冲频率为33.30 Hz,占空比为33.3%时,电镀所得钨–钴合金镀层平整、致密,晶粒细小,含钨17.09%(原子分数),显微硬度为719.1 HV。     

高碳化硅含量的镍–钨–微米碳化硅复合电镀及其耐蚀性

采用电沉积法在铁片上制备Ni–W–微米SiC复合镀层。研究了微米SiC颗粒用量、pH、电流密度等工艺参数对复合镀层中SiC颗粒含量的影响,得到最优工艺为:NiSO_4·6H_2O 20 g/L,Na_2WO_4·2H_2O 50 g/L,Na_3C_6H_8O_7·2H_2O 50 g/L,微米SiC颗粒20g/L,pH7.0,电流密度2.5 A/dm~2。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪和浸泡腐蚀试验表征了Ni–W–微米SiC复合镀层的晶相结构、表面形貌、元素组成和耐蚀性。采用红外光谱法初步探讨了SiC微米颗粒的沉积机理。结果表明,SiC微米颗粒在复合镀层中的质量分数可高达42.5%,SiC微米颗粒的存在能消除Ni–W合金镀层的裂纹,从而提高镀层对基体的保护能力。镀液中的阴离子可能对SiC微米颗粒的沉积过程有一定的影响。     

锡-铁合金电沉积工艺的优化

通过正交试验对电镀Sn-Fe合金的镀液配方进行优化,研究了电流密度和镀液p H对Sn-Fe合金镀层微观结构、显微硬度、光泽和耐蚀性的影响,得到最优镀液配方和工艺条件为:葡萄糖酸钠120 g/L,硫酸亚锡40 g/L,硫酸亚铁20 g/L,H3BO320 g/L,聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段聚醚(EPE4600)30 mL/L,pH 4,温度25℃,电流密度2.0 A/dm2。在该条件下可电镀得到表面光亮、结晶细致、耐蚀性良好的Sn-Fe合金镀层。     

超声波功率对电沉积钴−镍−钨合金性能的影响

以纯铜为基体,在100 kHz频率的超声波辅助下电沉积Co-Ni-W合金镀层。镀液组成和工艺条件为:CoSO_4·7H_2O 0.6 mol/L,NiSO_4·6H_2O 0.2 mol/L,Na_2WO_4·2H_2O 0.18 mol/L,H_3BO_3 0.2 mol/L,Na_2SO_4·10H_2O 0.05mol/L,Na_3C_6H_5O_7·2H_2O 0.4 mol/L,pH 6.0,温度(40±2)℃,电流密度0.6 A/dm2,超声波功率0～750 W,时间15 min。研究了超声波功率对电沉积过程及合金镀层表面形貌、元素组成、相结构、显微硬度和耐蚀性的影响。结果表明:超声波辅助可削弱电沉积过程中浓差极化的影响,强化液相传质,促进反应界面的电子转移。超声波功率高于150W时,Co-Ni-W合金镀层的W原子分数显著提升。超声波功率为300～600W时,镀层平整、致密,呈纳米晶结构。超声波功率≥600W时,镀层趋于非晶态结构。超声波功率为450～600W时,Co-Ni-W合金镀层具有较高的显微硬度和良好的耐蚀性。     

电流密度对喷射电沉积钴–磷合金镀层的影响

采用喷射电沉积法在45钢棒表面制备Co-P合金镀层。镀液组成和工艺参数为:CoSO_4·7H_2O 200 g/L,H_3PO_4 50g/L,H_3BO_3 30 g/L,NaCl 25 g/L,pH=1.0,温度50℃,喷头移动速率1.2 mm/s,电流密度10~70A/dm~2。研究了电流密度对Co-P合金镀层的表面形貌、相结构、显微硬度和耐磨性的影响。结果表明:在10~70A/dm~2电流密度范围内,随电流密度从10A/dm~2增大到70 A/dm~2,Co-P合金镀层的厚度变化不大,晶粒细化,显微硬度升高,耐磨性改善,但电流密度高于40A/dm~2时所得镀层的表面平整度下降。     

硫酸铜对复合化学镀镍–磷–纳米二氧化钛的影响

以镀液稳定性、纳米TiO_2在镀液中的分散性、沉积速率以及复合镀层的磷含量、TiO_2颗粒含量和显微硬度为评价指标,研究了镀液中硫酸铜添加量对Ni-P-纳米TiO_2复合化学镀的影响。镀液配方和工艺为:NaH_2PO_2·H_2O 32 g/L,NiSO_4·6H_2O 26 g/L,一水合柠檬酸20 g/L,CH_3COONa·3H_2O 15 g/L,表面活性剂20~40 mg/L,纳米TiO_2 1~2 g/L,CuSO_4·5H_2O 2~12 mg/L,温度(88±1)℃,pH=4.8±0.2,时间1 h。结果表明,镀液中添加适量硫酸铜后,沉积速率加快,复合镀液的稳定性和纳米TiO_2在其中的分散性改善。所得Ni-P-纳米TiO_2复合镀层的耐蚀性得到改善,显微硬度提高,孔隙率降低。硫酸铜的较优添加量为4mg/L。     

热处理对镍–磷–金刚石复合镀层组织及摩擦学性能的影响

采用两步复合镀法在45钢上制备了镍-磷-金刚石复合镀层,即:先采用基础镀液(由NiSO_4·6H_2O 25 g/L、Na H_2PO_2·H_2O25 g/L、CH_3COONa·3H_2O 15 g/L和Na_3C_6H_5O_7·2H_2O 10 g/L组成,pH 4～5,温度80～85℃)化学镀镍-磷合金30 min,再在基础镀液中加入0.4 g/L金刚石微粒(平均粒径10μm),在机械间歇搅拌(搅拌10 s后停10 s)下复合镀10 min。然后在不同温度(150～450℃)下热处理1 h,研究热处理温度对复合镀层显微硬度、组织结构和摩擦学性能的影响。经350℃热处理的镍-磷-金刚石复合镀层的显微硬度为1 100 HV,摩擦学性能与进口摩擦垫片相当。     

Ni-Co-B合金电镀工艺优化及镀层耐蚀性研究

采用复合电镀工艺在碳钢试片表面制备了耐蚀性优良的Ni-Co-B合金镀层,通过正交试验对电镀工艺条件进行优化,得到的最佳合金电镀工艺为:硫酸镍180 g·L~(-1)、硫酸钴60 g·L~(-1)、四硼酸钠3 g·L~(-1)、硼酸30 g·L~(-1)、氯化铵25 g·L~(-1)、十二烷基硫酸钠3 g·L~(-1)、糖精钠2 g·L~(-1)、温度50℃、p H为5.0、电流密度8 A·dm~(-2)、时间40 min。在最佳工艺条件下,所得的Ni-Co-B合金镀层的耐蚀性优于工艺优化前的镀层。