化学镀Ni_Cr_P合金工艺研究.docx

化学镀Ni2Cr2P合金工艺研究肖鑫,龙有前,钟萍,黄成湖(湖南工程学院化学化工系,湖南湘潭411104)[摘要]通过对化学镀Ni2Cr2P工艺配方及工艺的研究,得到化学镀Ni2Cr2P的最佳配方。结果表明该镀液稳定,所得镀层具有优异的物理、化学和机械性能,耐蚀性比Ni2P合金更优。具有较高的应用推广价值。[关键词]化学镀;Ni2Cr2P合金镀层;耐蚀性[中图分类号TQ153.2[文献标识码A[文章编号1001-3660(2003)02-0047-03ElectrolessNickel-chromiun-phosphorusAlloyProcessXIAOXin,LONGYou2qian,ZHONGPing,HUANGCheng2hu(Dept.ofChemistryandChemicalEngineering,HunanInstituteofEngineering,Xiangtan41104,China)Inthispaper,thetechnoloicalparemetersofbrightelectrolessNi2Cr2Palloyplatingandthefactsaffectingtheper2Abstractformanceofthedepositarediscussed.Thecoatinghasexcellentphsical,chemicalandmechanicalcharacters.ExperimentalresultsshowthatthecorrosionresistanceofNi2Cr2PalloyisbetterthanthatoftheNi2Palloy.KeywordsElectroless;Ni2Cr2Palloycoating;Anticorrosion可以用催化理论进行解释1:0引言(1)本化学镀Ni2Cr2P合金采用NaH2PO2作还原剂,只有通过加热和金属催化剂作用下,H2PO2在水溶液中脱氢而形成亚磷酸根,同时放出初生态原子氢:随着科学技术的发展,化学镀镍磷二元合金镀层远不能满足现代工业防腐蚀应用的技术要求,于是人们在化学镀镍磷二元合金镀液基础上加入铜盐、铬盐、钴盐、钼盐、铁盐等,研究开发了化学镀Ni2Cu2P、Ni2Cr2P、Ni2Co2P、Ni2Mo2P、Ni2Fe2P、Ni2W2P、Ni2Sn2P等三元合H2PO-+H2OHPO3+2H+H2-+;(2)初生态原2子氢被吸附在催化金属表面上使其活化,使溶液中镍离子还原:Ni2++2H→Ni+2H+;(3)在催化金属表金镀层1～2,其综合性能(尤其是耐蚀性)比Ni2P合金面的初生态原子氢使次磷酸根还原成磷,同时,由于催化作用使次磷酸根水解,形成亚磷酸根和分子态氢:更优异,因而倍受人们的关注。笔者在总结化学镀镍磷合金成功经验的基础上,在化学镀镍磷合金镀液中加入铬盐及辅助成分,研究成功了一种新化学镀Ni2Cr2P合金工艺,其Ni2Cr2P合金镀层具有比Ni2P合金更高的耐蚀性。H2PO-HO+OH-+P;HPO-+HO+H22222HPO2-+H2↑。3上述所用的化学反应在Ni沉积的过程中均同时发生,单个的反应速度则决定于槽液组成,使用周期、温度及pH值等条件。但化学镀Ni2Cr2P合金溶液中次磷酸根并不能将铬离子还原成铬金属,因为次磷酸盐以及其它还原剂均没有足够的能力将铬离子还原成元素形态,因而铬的沉积只能经过离子交换过程实现:3Ni+2Cr3+1实验研究方法1.1化学镀Ni2Cr2P合金机理探讨通过优化筛选实验研究,化学镀Ni2Cr2P合金基本上是以化学镀Ni2P合金配方为基础,再加入铬盐和其它组分,构成了化学镀Ni2Cr2P合金工艺配方,其机理3Ni++2Cr和3Fe+2Cr3+3Fe2++2Cr。由于铬难于还原,加上受化学镀镍磷反应的阻碍,[收稿日期2002209224[作者简介]肖鑫(1964-),男,湖南南县人,副教授,主要从事电镀工艺与应用研究。47肖鑫等化学镀Ni2Cr2P合金工艺研究因此化学镀Ni2Cr2P合金层中只有少量铬存在,本工艺铬含量为8%～10%。1.2工艺流程下料→碱洗化学除油→热水洗→冷水洗→酸洗除锈→冷水洗→活化(1:2HCl)→去离子水洗→施镀30min→冷水洗→热水洗→干燥→检验→成品。1.3测试方法1.3.1沉积速度的测定采用分析天平称量试片化学镀镍2铬2磷前、后质量(经120℃恒温烘干1h),得到试片增重,再根据时间、施镀面积换算成沉积速度(单位:g/m2·h或mg/cm3·h)。1.3.2镀层耐蚀性的测试采用浓硝酸法检测化学镀镍磷合金和化学镀镍铬磷合金的耐蚀性:将覆盖有化学镀镍磷合金层和化学镀镍铬磷合金层的试片一半入浓硝酸中,另一半暴露在空气中,在室温下记录到试片表面出现第一个气泡所