模具鋅合金表面化學(xué)鍍鎳工藝研究.pdf

1、鋅合金作為一種經(jīng)濟(jì)快速模具材料，應(yīng)用于沖壓、注塑和吹塑等領(lǐng)域的試制和中小批量模具中，取得了很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。但是相對(duì)于鋼模，其強(qiáng)度硬度較低、耐蝕耐磨性差，限制了應(yīng)用?；瘜W(xué)鍍鎳可以有效改善材料的表面性能，廣泛用于各種材料的表面改性，也是一種重要的模具表面處理工藝。將化學(xué)鍍鎳用于鋅合金模具上，既可以充分利用鋅合金的成型性能好和成本低的優(yōu)勢(shì)，又能有效改善鋅合金模具的耐蝕耐磨性，提高其使用壽命，但是傳統(tǒng)意義上的鋅合金表面化學(xué)鍍鎳工藝都存在各

2、種缺點(diǎn)或弊端，所以找到一種既環(huán)保鍍層質(zhì)量又高的化學(xué)鍍鎳工藝勢(shì)在必行。本課題研究了一種能夠清潔生產(chǎn)、低能耗且鍍層質(zhì)量較高的堿性化學(xué)鍍鎳+酸性化學(xué)鍍鎳的工藝，此工藝避免了傳統(tǒng)工藝的缺點(diǎn)，最大限度的降低了鋅在鍍液中的返溶現(xiàn)象，也解決了酸性鍍液對(duì)基體的腐蝕問(wèn)題。 鍍層質(zhì)量的好壞，關(guān)鍵在于前處理工藝。本文通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，找到了適合模具鋅合金表面化學(xué)鍍鎳的前處理工藝：化學(xué)除油－弱酸浸蝕－活化－堿性預(yù)鍍鎳。通過(guò)本工藝處理后，鋅合金表面沉積了1

3、．0μm～1．5μm厚的Ni—P鍍層，該鍍層致密，光亮。 本文系統(tǒng)介紹了化學(xué)鍍鎳溶液的組成以及各組分的作用，在此基礎(chǔ)上獲得了模具鋅合金表面化學(xué)鍍鎳的工藝。在化學(xué)鍍鎳工藝中，研究了鍍液中硫酸鎳的濃度、次亞磷酸鈉的濃度、絡(luò)合劑的濃度、緩沖劑的濃度、pH值、溫度等工藝參數(shù)對(duì)化學(xué)鍍鎳沉積速率的影響，得到了合理的化學(xué)鍍鎳工藝：酸性化學(xué)鍍鎳：硫酸鎳25～30 g/L，次磷酸鈉30～35 g/L，主絡(luò)合劑20～25 ml/L，輔助絡(luò)合劑5～1

4、0g/L，加速劑2～8ml/L，緩沖劑20～25g/L，穩(wěn)定劑10～20 mg/L，pH值5．0，溫度85℃。 對(duì)鍍層進(jìn)行了結(jié)合力、硬度、耐蝕性以及耐磨性測(cè)試，用測(cè)厚儀測(cè)量了鍍層的平均厚度。用掃描電鏡、電子探針、X射線(xiàn)衍射儀對(duì)鍍層進(jìn)行了微觀(guān)形貌、結(jié)構(gòu)及成分分析，結(jié)果表明： 從外觀(guān)上觀(guān)察，模具鋅合金表面的化學(xué)鍍鎳層光滑、致密、光澤度好，沒(méi)有任何針孔、麻點(diǎn)、起泡等缺陷。鍍層的含磷量為6．03％，屬于中磷鍍層，鍍層為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)