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镍钻三元合金镀液与镀层性能

放大字体  缩小字体发布日期:2012-03-30  浏览次数:882

(1)表1配方l镀镍钴锰合金

表1镍钴三元合金镀液组成及工艺条件

  ①GH-872、873由江苏张家港市城西化工厂研翻:

   ①甲酸镍[Ni(HCOO)2·2H203]含量对电铸镍钴锰合金力学性能的影响。在配方l中甲酸镍含量对镍钴锰合金力学性能影响见图1[4]。

图1 甲酸镍含量对镍钻锰合金力学性能影响

   图中阴影部分内各项力学性能是最佳的抗拉强度吼、硬度(Hv)及延伸率δb。

   不同的甲酸镍含量对力学性能的影响见表2。

表2不同甲酸镍含量对力学性能的影响

甲酸镍含量/(g/L)

 抗拉强度δb

 延伸率δ10

 硬度值(Hv) 

   30~40

   15

 140~180kg/mm2

200kg/mm2

   2.4%

   2.2%

   600kg/mm2

   600kg/mm2

   由图l和表2可见甲酸镍在15g/L,延伸率δ10曲线急剧下滑,明显降低,必然造成材料疲劳性能降低,从而降低这种材料用作机电产品零部件的使用寿命。不含甲酸镍的电铸镍钴锰合金,其δ10在1%以下,δb在100kg/mm2以下,硬度近700kg/mm2,对实际使用属劣质材料。

   由此可见,甲酸镍的适当含量,在镍钴锰合金的电铸液中有如此微妙的改善合金的作用。

   甲酸镍的含量在电铸液中与硫酸镍、氯化镍一起,其总镍量始终要保持等镍量的原则,用硫酸镍配平。

   镍钻锰合金电铸法多用于电铸网罩、电器、日用五金等耐腐蚀、高强度、高硬度及较好抗疲劳性能的产品。

   由于电铸液中加入糖精,向合金组成中引入了硫,三元合金也可认为是镍钴锰硫四元合金。

   电铸液中甲酸镍含量对镍钴锰硫电铸合成力学性能的影响见图2[15]。

图2电铸液中甲酸镍含量对Ni-Co-Mn-S电铸合金力学性能的影响

电铸液:基本组成+硫酸钴10g/L,

硫酸锰0.65g/L,糖精0.6g/L,丁炔二醇0.3g/L

合金组成:Ni-7%~8%C0-0.06%~0.08%Mn-0.03%~0.O4%S

电铸液的基本组成为硫酸镍230g/L,氯化镍45g/L,硼酸40g/L.

由图1可见:甲酸镍含量增加,电铸合金的延伸率δ10增加,硬度(Hv)下降,抗拉强度δb基本保持不变。

   镍钴锰硫合金的延伸率δ10增加,合金的韧性增加。由于硫、锰的增加所产生的韧性降低,可通过增加甲酸镍含量而加以平衡,为了达到作为电铸外刃网罩用电铸合金延伸率2%以上,甲酸镍的引入是不可少的,甲酸镍作为光泽剂提高电铸合金韧性,根据对甲酸镍对合金电铸中阴极电极电位变化影响的测定和电铸合金X射线衍射及电子衍射分析,可以推测可能与甲酸镍具有逐渐降低镍钴锰硫合金电沉积晶格畸变程度的作用有关。合金硬度随甲酸镍含量增加而降低,也呈晶格畸变程度降低产生的宏观表现。

   ②镍钴锰硫合金含硫量与力学性能的关系。Ni-C0-Mn-S电铸合金含硫量对力学性能的影响见图3[5]。

图3 Ni-Co-Mn-S电铸合金含硫量对机械性能的影响

电铸液;基本组成+甲酸镍30g/L,硫酸钴0~10g/L,

硫酸锰0.8g/L,糖精0.4~1.2g/L,丁炔二醇0.3g/L。

合金组成:Ni-3.40%~3.92%Co-0.07%~0.10%Mn-S

   图3是将电铸液中甲酸镍含量及合金锰含量保持一定,通过添加糖精改变合金含硫量。

   由图3可见:对含钴3.4%~3.92%、含锰0.07%~0.10%的镍钴锰硫合金;随着含硫量的增加,抗拉强度%由130kg/mm2增加到170kg/mm2,硬度由(Hv)470增加到(Hv)560,由于甲酸镍存在,合金强度和硬度增加,延伸率元下降,仍保持在2.5%,这表明在一定量甲酸镍存在下,提高合金硫含量,使合金强度和硬度提高而韧性不变。

   ③镍钴锰硫电铸合金中含钻量和含锰量与力学性能的关系。Ni-Co-Mn-S电铸合金中含钴量和含锰量对力学性能的影响见图4[5]。

图4 Ni-Co-Mn-S电铸合金中含钴量和含锰量对力学性能的影响

电铸液:基本组成+甲酸镍30g/L,硫酸钴0~10g/L,

硫酸锰0.2~1.2g/L,糖精0.6g/L,丁炔二醇0.3g/L。

合金组成:Ni-0.032%~0.04g%S-Co-Mn

   由图4可见:对于含硫量0.046%~0.049%,含钴量分别为0、2%~3%、7%~8.5%的3种镍钴锰硫电铸合金,随着含锰量的增加,合金硬度增加。与图3含硫量增加结果相比,锰增加的硬度比硫要弱。相反,对延伸率的影响比硫显著。

   如果以文献发表的电铸外刃用合金硬度(Hv)530作为标准,则从图4中可以看出,在硫的配合下:

   a.合金含锰量增加到0.06%,合金含钴量只要7%~8.5%即可达这一指标;

   b.合金含锰量增加到0.10%,合金含钴量只要2%~3%即可达这一指标,含钴量可降低77%~91%,由于甲酸镍的存在,合金仍有高于2%的延伸率;

   C.用硫锰取代钴,在含钴量为0的曲线表明:硬度可达到,但延伸率过低,即使有甲酸镍存在也如此。

   ④镍钴锰硫电铸合金含钴量与力学性能的关系。Ni-Co-Mn-S电铸合金含钴量对力学性能的影响见图5[5]。

图5 Ni-Co-Mn-S龟铸合金含钴量对力学性能的影响

电铸液:基本组成+甲酸镍30g/L,硫酸锰0.6g/L,

硫酸钴5~20g/L,糖精0.6g/L,丁炔二醇0.3g/L

合金组成:Ni-0.04%~0.06%Mm0.064%~0.078%S-Co 0-Hv;△一δ10

   图5是把电铸液中甲酸镍和合金含硫、,锰量保持一定,改变钴量从5%提高到20%,对合金的硬度和延伸率有降低倾向,表明保持合金含钴量2%~8%最适宜。

   ⑤电铸液中硫酸钴含量、钴阳极分流比例与电铸合金含钴量的关系。电铸液中硫酸钴含量、钴阳极分流比例与电铸合金含钴量的关系见图6[5]。   

图6电铸液中硫酸钴含量,钴阳极分流比例与电铸合金含钴量的关系

   从图6可见,电铸液中硫酸钴含量与钴阳极分流比例之间有配合关系,只有在电铸液中含有一定量的硫酸钴,电铸合金中含钴量才与钴阳极的分流比例一致。

   ⑥电铸液中硫酸锰含量与合金含锰量的关系。电铸液中硫酸锰含量与合金含锰量的关系见图7[5]。

图7 电铸液中硫酸锰含量与合金含锰量的关系

电镀液:基本组成+甲酸镍30g/L,硫酸钴l0g/L,

糖精0.6g/L,丁炔二醇0.3g/L。

由图7可见:电铸合金中含锰量随电铸液中硫酸锰含量和搅拌程度而增加,这是锰在合金沉积中与扩散过程有关。合金中锰的适宜含量0.04%~0.10%。   

⑦电铸液中糖精含量与合金含硫量的关系。电铸液中糖精含量与合金含硫量的关系见图8[7]。   

 

图8电铸液中糖精含量与合金含硫量的关系

电铸液:基本组成+甲酸镍30g/L,硫酸钴10g/L,

硫酸锰0.8g/L,丁炔二醇0.3g/L。

 由图中可见:电铸合金中含硫量随电铸液中糖精含量和搅拌程度而增加。因为硫在合金中的沉积依存于扩散过程。合金中硫的适宜含量为0.045%~0.080%。

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