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滾鍍鎳鐵合金新工藝
袁里
(廣州濤利表面處理科技有限公司，廣東廣州510160)
摘要:研制出一種滾鍍鎳鐵合金新工藝。提出了幾項鎳鐵合金電鍍中阻止亞鐵離子氧化成鐵離子的措施。對該工藝的特點、工藝規范、鍍液配制、添加劑的作用及控制以及生產維護(包括穩定二價鐵離子、鍍層含鐵量的控制、鍍液pH和溫度的控制等)分別進行了介紹。該工藝克服了滾筒的轉動將空氣帶入鍍液中氧化二價鐵離子的問題，不但節約了昂貴的金屬鎳，同時具有鍍液穩定、維護容易，鍍層潔白光亮、結合力優良等優點。
關鍵詞:滾鍍;鎳鐵合金;亞鐵離子;氧化;生產維護
中圖分類號:TQ153.2;TG178文獻標識碼;B
文章編號:1004一227X(2006)12一0023一03
1前言
近來，金屬材料價格飛漲，其中以鎳為甚。電鍍界采取各種節鎳、代鎳措施，以緩解鎳價高昂的壓力。上世紀80年代，我國電鍍界推廣鎳鐵合金電鍍工藝獲得成功仁1-51。鎳鐵合金無論在耐蝕性還是在裝飾性方面都很好，還可以節約10%一40%的鎳，鍍液穩定，維護并不困難。十分遺憾的是，目前為止，這樣成功的工藝應用面不夠寬，沒有受到電鍍界足夠的重視，沒有得到大規模的應用。
鎳鐵合金電鍍溶液中存在容易被氧化的二價鐵離子，它容易被雙氧水、高錳酸鉀、六價鉻、空氣所氧化，成為三價鐵離子。三價鐵離子容易轉化為氫氧化鐵，氫氧化鐵夾雜在鍍層中產生毛刺。這可以由Fe-H20的,p-pH圖知，當pH=3時，Fe3+，就會生成氫氧化鐵沉淀，而Fez+要到pH二7時才生成氫氧化亞鐵沉淀。所以電鍍鎳鐵合金時只采用陰極移動而不用空氣攪拌。鎳鐵合金電鍍主要應用于掛鍍，這是因為滾鍍時，特別在使用半浸式滾筒時，由于滾筒的轉動將空氣帶人鍍液中，使二價鐵離子氧化成三價鐵離子，給鍍液維護帶來困難。因此，到目前為止，少見到滾鍍鎳鐵合金工藝的報道。
本文提出了一種滾鍍鎳鐵合金新工藝。本工藝克服了滾筒的轉動將空氣帶入鍍液中氧化二價鐵離子的問題，不但節約昂貴的金屬鎳，同時具有鍍液穩定、維護容易的優點，值得大力推廣。
2阻止亞鐵離子氧化成鐵離子的措施
采用以下措施可以阻止亞鐵離子氧化成鐵離子:
(1)防止氧化劑進人鍍液使亞鐵離子氧化成鐵離子。生產時避免使用空氣攪拌，不用雙氧水、高錳酸鉀對鍍液進行大處理，避免掛具帶人鉻配。
(2)加人亞鐵離子的絡合劑，減少鍍液中游離亞鐵離子的濃度，使亞鐵離子的氧化電位正移，氧化反應難以發生?？梢宰鳛閬嗚F離子的絡合劑的物質有檸檬酸鈉、葡萄糖酸鈉等。
(3)加人適當的還原劑。一方面優先與鍍液中可能存在的少量氧化劑反應，減少亞鐵離子被氧化的幾率;另一方面，即使有少量鐵離子生成，也能夠立即被加人的還原劑所還原?？梢宰鳛檫€原劑的物質有抗壞血酸、鄰苯二酚等。
(4)加人鐵離子的絡合劑，降低鍍液中游離鐵離子的濃度，盡量避免有鐵離子在pH較低時生成沉淀，使鍍層產生毛刺?？梢宰鳛殍F離子的配位劑的物質有EDTA、水楊酸、乳酸，草酸等。
3本鎳鐵合金滾鍍工藝的特點
在研究鎳鐵合金電鍍特點的基礎上，對亞鐵離子和鐵離子的絡合劑、各種還原劑進行了大量的篩選和組合，得到了2種性能優良的穩定劑:鎳鐵C劑和鎳鐵D劑。這兩種穩定劑由亞鐵離子和鐵離子的絡合劑、還原劑組合而成。鎳鐵A劑和鎳鐵B劑由各種鍍鎳中間體組成。例如鎳鐵A劑由PME,PAP,BMP,DEP等次級光亮劑組成，鎳鐵B劑由糖精，BBI,ALS等初級光亮劑組成。本工藝特點如下:
(1)本工藝是一種鎳鐵合金滾鍍工藝。常規的鎳鐵合金電鍍工藝由于在滾鍍條件下難以防止亞鐵離子的氧化，一般不用于滾鍍。本工藝生產應用表明，長時間生產鍍液中的川Fe3')<0.4群L，鍍層沒有毛刺。
(2)本鎳鐵合金滾鍍工藝節約用鎳10%一30%，且濃度較低，鍍液帶出損失少，降低了生產成本，但不降低防護性能。
(3)與純鎳鍍層相比，鍍層潔白光亮，結合力優良，走位好，韌性好。
(4)鍍液穩定，容易操作維護。
4酉己方和操作條件
過濾連續過濾
陽極(鎳和純鐵或低碳鋼)SA:SK=2:1S(Ni):S(Fe)=15一18:1
5鍍液配制
(1)按照鍍鎳溶液的配制方法溶解硫酸鎳、氯化鎳和硼酸。
(2)加人2mUL雙氧水(30%)，攪拌1h，提高液溫至65一70℃，保溫2h，以除去殘余的雙氧水。加人活性炭2歲L，攪拌1h，靜置4h以上，過濾。
(3)量取所需量的鎳鐵C劑、加人已處理的鍍液中，攪拌，再量取所需量的鎳鐵D劑加人鍍液中，攪拌。
(4)調整鍍液pH至3.50
(5)稱取計算量試劑級硫酸亞鐵，用鍍液溶解后加人槽中。
(6)按配方量加人其他添加劑，過濾攪拌1h，使添加劑分散均勻，小電流電解后即可試鍍。
6添加劑的作用和控制
(1)鎳鐵A劑:光亮整平作用.過量時會引起低電流密度區漏鍍，高電流密度區產生針孔、麻點，應在攪拌下分少量多次加人，消耗量200一250mL/(kA·h)。
(2)鎳鐵B劑:配合A劑起光亮作用，改善低電流密度區覆蓋能力和整平性，消耗量200mU(kA·h)o
(3)鎳鐵潤濕劑:消除鍍層針孔，消耗量20--40mL/(kA·h)。
