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电镀镍磷合金镀层性能:镀层硬度

放大字体  缩小字体发布日期:2012-03-08  浏览次数:1665

   ①硬度高这是镍磷合金的特点,只要镀层中含磷大于5%时,镀层硬度一般为600~800(Hv)。经过400℃热处理lh后,硬度可达l000(Hv),难能可贵的是在高温下,仍能保持相当高的硬度,这点比铬镀层优越,可适合代替硬铬层如汽缸内壁在高温下工作,而硬铬在高温下工作后,硬度从l000(Hv)反而下降到800(Hv)。

   ②影响镀层硬度的主要因素是镀层的含磷量。硬度随镀层中的含磷量的增加而减少,经过400~600℃温度热处理后,硬度还可以提高l~1.5倍。

硬度与镀层中含磷量的关系见图1[8]。硬度与热处理温度的关系见图2[8]。由图1可见:

图1硬度与镀层中含磷量的关系

图2硬度与热处理温度的关系

a镀层磷含量在5%~l0%,硬度为700600(Hv)

b磷含量在15%,硬度为500(Hv);

c磷含量20%,硬度为400(Hv)。

由图2可见:

   a.含磷9%的镍磷合金镀层经400热处理1h,硬度可达1100(Hv);

   b.含磷3%的镍磷合金镀层经热处理lh后,硬度随热处理温度上升至500℃而下降至200(HV);

   ③次磷酸钠含量对硬度的影响  

见表1在配方7中次磷酸钠含量为50g/L时硬度最高,达到492(Hv)。

表1次磷酸钠含量的影响

   次磷酸钠/(g/L)

   40

   50

   60

   70

硬度(Hv)

10%NaOH中失重率/[mg/(a·cm2)]

2mol/L HCl中失重率/Emg/(a·cm2)]

   42l

 0.050

 0.1293

   492

 0.049

 0.1186

   456

 0.046

 0.1135

   443

 0.042

 0.1089

④亚磷酸含量对镀层的影响

亚磷酸含量与硬度的关系见图3[8]

图3亚磷酸与硬度含量的关系

   由图3可见:

a.亚磷酸含量由O~10g/L,硬度由500Hv增加至600(Hv);

b.亚磷酸含量由10~20g/L,硬度增加不大,至620(Hv);

c.亚磷酸含量在20g/L以上至40g/L,硬度稍有下降,至550(Hv)。

   ⑤镀液温度对镀层硬度的影响

硬度与镀液温度的关系见图4。由图4可见:

图4硬度与镀液温度的关系

a.当镀液温度70℃,镀层硬度为550(Hv);

b.当镀液温度80℃,镀层硬度为570(Hv);

C.当镀液温度90℃,镀层硬度为600(Hv)。

镀层硬度随镀液温度上升而稍有增加。

   ⑥电流密度对镀层硬度的影响

硬度与电流密度的关系见图5[8]。由图5可见:

图5硬度与电流密度的关系

a.当电流密度为3A/dm2时,镀层硬度为610(Hv);

b.当电流密度为20A/dm2时,镀层硬度为550(Hv);

C.当电流密度为30A/dm2时,镀层硬度为600(Hv);

d.当电流密度为40A/dm2时,镀层硬度为650(Hv)。

电流密度对硬度的影响是先降低后升高。在配方7中,见表2电流密度5A/dm2时,硬度最大,为54g(Hv),此时镀层含磷量可达l2%。沉积速度54µm/h,镀层结晶细致、均匀、光亮银白色。

表2电流密度对硬度的影响

电流密度/(A/dm2)

   3

   4

   5

   6

   7

硬度(Hv)

   243

   363

   549

   504

   486

⑦镀液pH的影响

   a.pH=0.5时,阴极上大量析出氢气,镍的溶解加快,使阴极镍含量增加,磷含量减少。

b.pH不能高于2.5,否则,在配方1、2中亚磷酸还原成次磷酸的速度太小,得不到适量的磷含量,影响镀层的硬度。

⑧配方2中络合剂和稳定剂的影响[1]

   a.络合剂为了得到较高的含磷量的镀层,要适当提高亚磷酸的含量,为了防止亚磷酸镍的沉淀,必须采用一定浓度的络合剂,将镍离子部分络合,但络合剂用量不宜过多,否则镍离子全部络合,使镍析出困难,电流效率降低。

b.稳定剂 要采取措施保护亚磷酸不被氧化,要采用稳定剂,还要采用措施防止镀液电镀过程中pH值上升,否则会影响亚磷酸的还原速度,直接影响镀层的含磷量,从而影响镀层的硬度。

参考文献 

1黄清安,蔡乃才,左正忠.亚磷酸体系电镀磷一镍合金.上海电镀,l985,2:9~14

5冯力群.镍磷合金电镀.中国专利85104887A,1985

7维亚切斯拉沃夫著.电镀合金.冯金柱译.北京;机械工业出版社,l959.32~33

8屠振密主编.电镀合金原理与工艺.北京。:国防工业出版社,l993.329~335

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