镍–铬–钴合金镀层的电沉积工艺与耐蚀性能

采用电沉积方法在Q235钢表面制备了Ni–Cr–Co合金镀层。探讨了不同三价铬盐,添加剂和糖精用量以及镀液pH和温度对镀层组成的影响,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)方法对镀层的晶体结构和表面形貌进行了表征,并对镀层进行了中性盐雾试验。结果表明,只有在硫酸铬和含添加剂的镀液中才能沉积出铬,在以下工艺条件下可以得到组成为10.25%Cr–21.20%Co–68.55%Ni的三元合金镀层:Cr2(SO4)3·6H2O 90 g/L,NiSO4·6H2O 10 g/L,CoCl21.5 g/L,添加剂8 g/L,糖精1 g/L,pH 2.5,镀液温度25°C,电流密度6 A/dm2。镀层为镍基固溶体晶体结构,平均晶粒尺寸为6.9~10.6 nm。在中性盐雾试验100 h后镀层表面光亮、无腐蚀,表现出优良的耐腐蚀性能。     

稳定剂对中温化学镀镍–磷合金的影响

以镀液稳定性、沉积速率、镀层磷含量和光泽度为评价指标,研究了硫酸铜、硫酸高铈和硫脲各自作为稳定剂时对45钢上中温化学镀镍的影响。镀液的基础配方和工艺条件为:NaH_2PO_2·H_2O 28 g/L,Ni SO4·6H_2O 26 g/L,C_6H_8O_7·H_2O 12 g/L,CH_3COONa·3H_2O 15 g/L,十二烷基磺酸钠(SDS)10 mg/L,丁二酸3 g/L,pH 5.2±0.2,温度(75±2)°C,时间1 h。采用硫酸铜作为稳定剂时,镀层的光泽度最好,但沉积速率较慢;采用硫脲作为稳定剂时,镀液稳定性最好,沉积速率最快,但镀层光泽度较低;采用硫酸高铈作为稳定剂时,化学镀镍的效果不佳。将6 mg/L CuSO_4·5H_2O与2 mg/L硫脲复配时,镀液稳定性最好,沉积速率为15.72μm/h,可获得光泽度为171.3 Gs、表面平滑、结晶细致的中磷化学镀镍层。     

涤纶基铜层表面化学镀镍–磷合金工艺

以涤纶织物为基材,对其化学镀铜后再化学镀镍–磷合金镀层。探讨了化学镀Ni–P合金工艺各因素对镀金属织物导电性和增重率的影响,通过正交试验优化了化学镀Ni–P合金工艺,并对镀Cu/Ni–P合金织物的结合牢度、耐蚀性和电磁屏蔽效能进行了表征。结果表明,涤纶基铜层表面化学镀Ni–P合金镀层的最优配方和工艺为:NiS O4·6H2O 26 g/L,Na H2PO2·H2O 24 g/L,Na3C6H5O730 g/L,Na2B4O7·10H2O 6 g/L,温度80°C,p H 11,时间25 min。最优工艺下制备的镀铜/镍–磷织物的结合强度高,耐腐蚀性和电磁屏蔽性能良好。     

配位剂对GH202合金化学镀镍–磷的影响

研究了配位剂CH3COONa和NH4Cl对GH202合金酸性化学镀镍镀速和镀层磷含量的影响,分析了化学镀过程中镍离子和次磷酸根离子的消耗量。镀液的组成和工艺条件为:NiSO4·7H2O 80 g/L,NaH2PO2·H2O 24 g/L,H3BO3 8 g/L,CH3COONa·H2O 6~15 g/L,NH4Cl 3~6 g/L,pH 5.0,温度85°C,时间2 h。随镀液中CH3COONa含量增加,沉积速率先增大后减小,镀层磷含量则在6.19%~10.45%范围内呈小幅波动。随镀液中NH4Cl含量增大,沉积速率变化不大,但镀层磷含量减小。随化学镀时间延长,镀液中镍离子和次磷酸根离子的消耗速率均减小。镀液中CH3COONa与NH4Cl的较优质量浓度分别为12 g/L和6 g/L。采用该体系化学镀所得Ni–P镀层表面平整,厚度约为50μm,磷的质量分数为6.19%,结合力良好,综合性能基本满足GH202合金表面预镀镍层的要求。     

硫酸高铈对低碳钢表面化学镀镍–锌–磷的影响

为了改善镍–锌–磷合金镀层的性能,在基础镀液中添加硫酸高铈,在低碳钢钢管表面进行化学镀镍–锌–磷合金。通过称重法和在5%Na Cl溶液中的耐蚀时间测试以及采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪和电感偶合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)考察了镀液中Ce(SO4)2浓度对镀速和镀层的表面形貌、耐蚀时间和晶体结构的影响。随着Ce(SO4)2浓度的增大,镀速和耐蚀时间先升高后下降,镀层的表面形貌和晶体结构先得到改善后劣化。适宜的Ce(SO4)2用量为15 mg/L。与基础镀液比较,含15 mg/L Ce(SO4)2的镀液镀速从3.7 mg/(cm2·h)提高至4.4 mg/(cm2·h),所得镀层平整、光亮、均匀和致密,非晶相程度提高,耐蚀时间从240 h延长至275 h。     

6063铝合金化学镀镍–磷合金镀层的性能

以6063铝合金为基体进行化学镀Ni–P合金镀层,镀液组成和工艺条件为:NiSO4·6H2O 25~28 g/L,NaH2PO2·H2O 20~25 g/L,NH4HF2 20~23 g/L,CH3COONa·3H2O 15~20 g/L,C6H8O7 8 g/L,KIO3 0.1 g/L,温度(80±2)°C,pH 5.5~6.0,时间2 h。表征了Ni–P镀层的形貌、结构、结合力、孔隙率以及耐蚀性等性能。结果表明,Ni–P镀层表面致密,呈非晶态,厚度为15μm,显微硬度为476 HV,结合力良好,耐蚀性明显优于基体。     

添加剂对无氰电镀铜-锡合金(低锡)镀层性能的影响

通过赫尔槽试验与直流电解试验,研究了添加剂在焦磷酸盐溶液体系无氰电镀铜-锡合金(低锡)工艺中的作用。该体系镀液组成与工艺条件为:Cu2P2O7·3H2O25g/L,Sn2P2O71.0g/L,K4P2O7·3H2O250g/L,K2HPO4·3H2O60g/L,温度25℃,pH8.5,电流密度1.0A/dm2。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱(EDS)、中性盐雾试验等方法研究了添加剂对镀层组成结构、外观、耐腐蚀性能及微观形貌的影响。结果表明,焦磷酸盐溶液体系无氰电镀铜-锡合金(低锡)时使用有机胺类添加剂可抑制Sn的析出,使合金镀层致密均匀,耐蚀性能好。镀层结晶主要为Cu13.7Sn结构,镀层中Sn含量为9%～11%。镀液中添加剂的使用量增加,则合金镀层中的Sn含量降低。     

镀液中石墨烯含量对镍–磷–石墨烯化学复合镀层耐磨性的影响

将石墨烯(50~250mg/L)加入传统的化学镀Ni–P合金镀液(由30g/LNiSO_4·6H_2O、25g/LNaH_2PO_2·H_2O、15g/L乙酸钠、15g/L柠檬酸钠、25mg/L乳酸和15mg/L醋酸铅组成,pH=4.3~5.1)中,在45钢表面得到Ni–P–石墨烯化学复合镀层。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了从不同石墨烯质量浓度的镀液中所得Ni–P–石墨烯复合镀层的表面形貌和结构,采用多功能材料表面性能测试仪考察了复合镀层的耐磨性。结果表明,所得Ni–P–石墨烯化学复合镀层为非晶态结构。当镀液中石墨烯的质量浓度为100mg/L时,Ni–P–石墨烯复合镀层的表面平整、均匀、致密,耐磨性最优。     

乳酸-丙酸体系化学镀低磷镍-磷合金镀层的研究

以沉积速率、镀层中磷的质量分数、孔隙率和硬度为评价指标,研究了乳酸、丙酸单独作配位剂及两者复配时镀层及镀液的性能。基础镀液配方及工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 28g/L,NaH_2PO_2·H_2O 23g/L,CH_3COONa·3H_2O 20g/L,十二烷基硫酸钠8mg/L,硫脲2mg/L,pH值5.0±0.2,温度(80±2)℃,时间1h。结果表明:单独使用乳酸或丙酸作配位剂时,无法获得性能良好的化学镀低磷镍-磷合金镀层;只有将两者复配使用,才能获得理想的化学镀低磷镍-磷合金镀层。最佳的复配方案为乳酸18mL/L+丙酸10mL/L。此时,镀层中磷的质量分数为3.81%,沉积速率为16.31μm/h,孔隙率为0.70个/cm2,硬度为2 946MPa。     

高钴低镍合金电沉积工艺

介绍了一种氨基磺酸盐镀钴镍合金工艺,镀液组成为:Co(NH2SO3)2·4H2O 450 g/L,Ni(NH2SO3)2·4H2O 150 g/L,NiC12·6H2O18 g/L,H3BO3 35 g/L,十二烷基硫酸钠(K12) 0.04 g/L,丁二酸二己酯磺酸钠(MA80) 0.08 g/L,苯亚磺酸钠0.4 g/L,羟甲基磺酸钠0.25 g/L.用扫描电镜及能谱考察了阴极电流密度和镀液中Co/Ni质量比对钴镍合金镀层微观形貌及化学成分的影响,用表面张力仪测试了湿润剂(即K12和MA80)对镀液界面张力的影响,用极化曲线测量法分析了柔软剂(即苯亚磺酸钠和羟甲基磺酸钠)对镀液性能的影响,并研究了Co-Ni合金镀层的热稳定性.结果表明,电流密度对合金镀层成分的影响较大,镀液中Co/Ni质量比对镀层形貌的影响较小,Co-Ni合金遵循异常共沉积规律,所开发的添加剂效果良好.所得Co-Ni合金镀层结晶细致、韧性好,平整而无脆性及针孔,高温耐热性良好.     

铜基化学镀Ni-P-B合金工艺及镀层性能研究

通过向Ni-P二元合金镀层中引入微量B元素,制备了性能优异的Ni-P-B三元合金镀层.研究了镀液中络合剂甘氨酸和乳酸、还原剂次磷酸钠和硼氢化钾对镀速、镀层成分的影响,确定镀液的最佳配方及工艺条件为25 g/L NiSO4·6H2O,30 g/L NH2CH2COOH,20 g/L CH3CH(OH) COOH,25 g/L NaH2PO2,0.2 g/L KBH4,1 mg/L CdSO4·8H2O,pH=12,θ=69～71℃.并对在最佳工艺条件下获得的镀层进行了耐腐蚀性、可焊性及与基体结合力的测试.结果表明,该镀层具有较好的抗腐蚀性和可焊性,并且与铜基体结合牢固.     

钨酸钠含量对S135钢电沉积铁–镍–钨合金镀层的影响

利用钨酸钠通过电沉积在S135高强度钻杆用钢表面制备了Fe–Ni–W合金镀层。采用极化曲线测量以及结合力、显微硬度、厚度等测试研究了Fe–Ni–W合金镀层的耐蚀性和机械性能,并利用X射线衍射分析了其结构。结果表明,在其他条件相同(即Fe SO4·7H2O 30 g/L,Ni SO4·6H2O 40 g/L,C6H8O7·H2O适量,添加剂YC-2 1~5 g/L,pH 6.5,温度70°C,电流密度4 A/dm2,时间1 h)的情况下,改变钨酸钠的质量浓度(20~60 g/L),所得镀层的性能也不相同。当钨酸钠质量浓度为50 g/L时,镀层各种性能指标均达到最佳,镀层中主要含有Ni17W3和Fe Ni3等物相。     

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。     

硫酸铈与硫酸铜对化学镀镍的影响

以反应活化能、镀速、镀层中磷的质量分数和镀层光泽度为评价指标,研究了Ce(SO_4)_2和CuSO_4对柠檬酸体系化学镀镍的影响。结果表明:添加Ce(SO_4)_2和CuSO_4均能降低反应体系的活化能;将50mg/L Ce(SO_4)_2和7.5mg/L CuSO_4进行复配,镀速达到15.427 6μm/h,镀层中磷的质量分数为10.58%,镀层光泽度为228Gs。     

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。     

超声对化学镀Ni-P层的微观形貌影响

研究了超声波条件下在Q235钢表面进行化学沉积Ni-P的工艺;利用扫描电镜(SEM)和X-线衍射(XRD)对镀层成分、表面形貌及厚度进行了分析。结果表明,Q235钢表面化学镀Ni-P的最佳工艺参数为:硫酸镍(Ni SO4·6H2O)30g/L,次亚磷酸铵(NH4·H2PO2·H2O)32g/L,乳酸(C3H6O3)30g/L,柠檬酸(C6H8O7·H2O)10g/L,无水乙酸钠(CH3COONa)20g/L,p H值4～5,温度80～85℃,化学镀时间90min;超声波可显著地提高化学镀Ni-P合金的镀速,明显地降低镀层的孔隙率,所得镀层更为均匀致密,且Ni-P合金化学镀层为非晶态合金,光亮、均匀,与基体结合面平整。     

复合化学镀镍–磷–多壁碳纳米管层及其摩擦磨损行为

在45钢上制得复合化学镀镍–磷–多壁碳纳米管(MWNTs)镀层,镀液配方及工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 30 g/L,NaH_2PO_2·H_2O 25 g/L,乙酸钠15 g/L,柠檬酸钠15 g/L,乳酸25 mg/L,醋酸铅15 mg/L,MWNTs 1 g/L,柠檬酸0.5 g/L,pH 4.5~4.7,温度(85±1)℃,搅拌速率200 r/min,时间2 h。利用扫描电镜、X射线衍射仪分析了复合镀层的表面形貌和结构,并采用多功能材料表面性能测试仪对复合镀层的摩擦磨损行为进行研究。结果表明,Ni–P–MWNTs复合镀层是非晶结构,MWNTs均匀地嵌埋在基质镀层中,使得Ni–P–MWNTs复合镀层的显微硬度和耐摩擦磨损性能得到显著提高。     

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。     

中温化学镀镍稳定剂的研究

在由NiSO4·6H2O 25 g/L、NaH2PO2·H2O 30 g/L、CH3COONa 20 g/L、乳酸15 mL/L和十二烷基硫酸钠8 mg/L组成的中温(75℃)化学镀镍液(pH 4.60 ～ 4.65)中,研究了不同稳定剂对镀液稳定性、沉积速率、镀层磷含量、镀层性能等的影响.结果表明,低质量浓度(＜8 ...     

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。