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電鍍添加劑的作用機(jī)理和控制機(jī)理
電鍍添加劑包括無機(jī)添加劑(如鍍銅用的鎘鹽)和有機(jī)添加劑(如鍍鎳用的香豆素等)兩大類。按功能分類,電鍍添加劑可分為光亮劑、整平劑、應(yīng)力消除劑和潤濕劑等。不同功能的添加劑一般具有不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和作用機(jī)理,但多功能的添加劑也較常見,例如糖精既可作為鍍鎳光亮劑,又是常用的應(yīng)力消除劑;并且不同功能的添加劑也有可能遵循同一作用機(jī)理。
電鍍添加劑的作用機(jī)理
金屬的電沉積過程是分步進(jìn)行的:首先是電活性物質(zhì)粒子遷移至陰極附近的外赫姆霍茲層,進(jìn)行電吸附,然后,陰極電荷傳遞至電極上吸附的部分去溶劑化離子或簡單離子,形成吸附原子,后,金銀銅電鍍直銷,吸附原子在電極表面上遷移,直到并入晶格。
非擴(kuò)散控制機(jī)理
根據(jù)電鍍中占統(tǒng)治地位的非擴(kuò)散因素,可將添加劑的非擴(kuò)散控制機(jī)理分為電吸附機(jī)理、絡(luò)合物生成機(jī)理(包括離子橋機(jī)理)、離子對機(jī)理、改變赫姆霍茲電位機(jī)理、改變電極表面張力機(jī)理等多種。
擴(kuò)散控制機(jī)理
在大多數(shù)情況下,添加劑向陰極的擴(kuò)散(而不是金屬離子的擴(kuò)散)決定著金屬的電沉積速率。這是因?yàn)榻饘匐x子的濃度一般為添加劑濃度的100~105倍,對金屬離子而言,電極反應(yīng)的電流密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其極限電流密度。寧波電鍍廠控制添加劑擴(kuò)散,大多數(shù)添加劑粒子擴(kuò)散并吸附在電極表面張力較大的凸突處及特殊的晶面上,致使電極表面吸附原子遷移到電極表面凹陷處并進(jìn)入晶格,金銀銅電鍍生產(chǎn)商,從而起到整平光亮作用。
1、擴(kuò)散控制機(jī)理
在大多數(shù)情況下,金銀銅電鍍廠家,添加劑向陰極的擴(kuò)散(而不是金屬離子的擴(kuò)散)決定著金屬的電沉積速率。這是因?yàn)榻饘匐x子的濃度一般為添加劑濃度的100~105倍,對金屬離子而言,電極反應(yīng)的電流密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其極限電流密度。
在添加劑擴(kuò)散控制情況下,大多數(shù)添加劑粒子擴(kuò)散并吸附在電極表面張力較大的凸突處及特殊的晶面上,致使電極表面吸附原子遷移到電極表面凹陷處并進(jìn)入晶格,從而起到整平光亮作用。
電鍍加工后處理的除氫方法
氫脆是一種由于氫滲入金屬內(nèi)部導(dǎo)致?lián)p傷,從而使金屬材料在低于材料屈服強(qiáng)度的靜應(yīng)力作用下發(fā)生的延遲斷裂現(xiàn)象。
氫脆在工程上是一種比較普遍的現(xiàn)象,尤其在電鍍加工生產(chǎn)過程中極易導(dǎo)致金屬材料產(chǎn)生氫脆,電鍍過程中的氫脆主要發(fā)生在酸洗、電鍍等工序中。
因此許多制件在進(jìn)行電鍍加工后,都會(huì)進(jìn)行去氫處理,避免氫脆而導(dǎo)致的危害。下面小編來介紹一下除氫的方法。
1、一般除氫方法
(1)將需除氫的鍍件放在烘箱內(nèi)(放在真空爐內(nèi)),或在熱油中(適用于鍍硬鉻件),在200~250℃下處理3H以上。
(2)熱油中除氫能獲得與在烘箱中除氫具有同樣的效果,由于其受熱均勻,對鍍層還具有填充孔隙的作用,有利于提高鍍層的防護(hù)功能,對設(shè)備要求也簡單。
2 、根據(jù)工件要求提出除氫方法
例如鍍硬鉻,金銀銅電鍍,在鍍硬鉻時(shí)由于電流效率過低,只有13%~18%,大部分電流消耗在氫的析出上,氫容易擴(kuò)散到鍍層和基體金屬的晶格中,滲氫較為嚴(yán)重,從而引起疲勞強(qiáng)度的降低,影響動(dòng)、靜負(fù)載強(qiáng)度,故在設(shè)計(jì)中應(yīng)提出鍍鉻后除氫處理的要求。經(jīng)除氫處理之后可去除滲入鍍層和基體中60%~70%的氫,從而大大減輕了脆性而不會(huì)降低其硬度。 電鍍加工
3、熱油代替在烘箱內(nèi)除氫
鍍鉻的電流效率很低,因而鍍層孔隙率較高,且鍍層極易鈍化,同時(shí)由于鋼鐵件表面的鉻層優(yōu)勢陰極性鍍層,當(dāng)鍍層厚度較薄時(shí)極易引起銹蝕。為改善這一缺陷環(huán)節(jié),可采取熱油除氫代替在同樣工藝條件下的烘箱中除氫工藝。實(shí)踐證明,該工藝方法既可保持工件各部分的溫度均勻,達(dá)到完整的除氫效果,又可有效想鉻層的孔隙、裂縫中填充油脂,從而提高了鉻層的防護(hù)能力。
例如,鍍鋅后,除氫是采用加熱的方法將氫從金屬中趕走的。除氫的功效與除氫的溫度、保溫時(shí)間的長短有關(guān)。除氫的溫度越高,時(shí)間越長,除氫就越。但不能超過250攝氏度。因?yàn)樵谶@個(gè)溫度下鍍鋅層的結(jié)晶組織會(huì)變形、發(fā)脆、抗蝕性能下降。除氫時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)零件的使用安全系數(shù)。安全重要性大的零件,應(yīng)適當(dāng)延長除氫時(shí)間。
(2)零件的幾何形狀和截面積。帶有容易產(chǎn)生應(yīng)力集中的缺口、小角度等細(xì)小、較薄的零件應(yīng)加強(qiáng)除氫。
(3)零件的滲氫程度。在表面處理中產(chǎn)生氫多、處理時(shí)間長的零件,應(yīng)加強(qiáng)除氫。
(4)零件使用中的受力性質(zhì)。當(dāng)零件受到高的張應(yīng)力作用時(shí)應(yīng)加強(qiáng)除氫,只受壓應(yīng)力時(shí)不會(huì)產(chǎn)生氫脆。 電鍍加工
(5)除氫前必須保持鍍層表面清潔,除氫應(yīng)在鈍化前處理,以保證除氫效果和鈍化層的質(zhì)量。
(6)除氫應(yīng)保證時(shí)間連續(xù),不可中間停止。盡可能等烘箱降至室溫時(shí),再開烘箱取出零件。
(7)零件件電鍍后盡量不要返工。如不得已要電鍍,可用堿性溶液退掉鍍層,并在電鍍后延長除氫時(shí)間。
(8)除氫處理應(yīng)在電鍍后3小時(shí)內(nèi)進(jìn)行。
企業(yè): 蘇州瑞松金屬材料有限公司
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