氯化铵镀镉工艺研究
氯化铵镀镉工艺研究
井玉兰00095)(北京航空材料研究院，北京1
【摘要】本文介绍的氯化铵镀镉是一种带有添加剂的无氰型镀镉工艺，本文对氯化铵镀镉 的氢脆性能、槽液成分、工艺条件等进行了研究。 【关键词】氯化铵、镀镉、氢脆(V 、(一一 一刖吾 高强度钢舫护为避免氢脆一般采用低氢脆或无氢脆的电镀工艺(目前美国波音公司采用 8低氢脆氰化镀cd—T((BAC5 04)”’，麦道公司采用松孔镀镉(DPS9(28)”’，国内采用低 氢脆cd—Ti【HB,X1 07)”’，本文叙述的是一种带有添加剂的氯化铵镀镉工艺。以 上几种无氰镀 氯 化铵镀镉防护工艺的共同特点是其镀层均为疏松、多孔、便于除氢而保证其低氢脆特性( 响低氢脆工艺中使用有机添加剂，而一般低氢脆镀镉工艺都避免使用有机添加荆，唯恐影_该工艺 的氢脆性能(在镀前处理中，允许使用带缓蚀剂的弱腐蚀溶液，本文重点研究了(温度、电流密度、PH等)对镀层的影响( 性能，同时还研究了工艺参数 二试验2(I试验材料 X 00(1Dlx5 0mm 2(0mm普通碳钢板; 用于电镀工艺试验的试片为l 用于检验弱腐蚀和镀镉00mmx8mmx2mm的3 0C洲,SiNi 2A钢试 1 溶液氢脆性能的试样为片(钢的强度不低于1 7 0 5);kgf,mm2，
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面加工粗糙度为凡2(5一i(2 用于氢脆的缺[1拉棒试样材料为300M高强度钢。 2(2试验用电镀溶液及弱腐蚀溶液 氯化铵镀镉溶液 弱腐蚀溶液 氯化镉0 501 00 ,200—g,l 盐酸 g,l 氯化铵 40,5 0 0—5g,i g,l 0 30,4缓蚀剂4 氯化钠 g九280 温度 室温 1—2 min添加剂 时间 1—2 g,1 温度 室温 (j卜溶液配制后在
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赳下放置24h) PH4—63(8,1(2k,dm2 电流密度 2(3试验方法 (I)应力弯曲法险验溶液的氢脆性06 (2)延迟破坏氢脆试验按HB5 7氢脆试验方能， 法。 三结果与讨论3(1应力弯曲法检验弱腐蚀溶液和镀镉溶液 本工艺规定高强度钢弱腐蚀溶液和镀镉溶液 在使用前必须用应力弯曲试验方法进行测 定(检验使用30C。MISiNi 2A钢制作的板状试样。为在磨光试样上建立拉伸应力，在用夹布胶木制作的特种夹具(图1所示)上弯曲试样，借助于有螺纹M6×1(0，精度不大于0(05mm 的螺钉在夹具中进行弯曲(
一】30
试样上的拉伸应力按下式进行计算:G=I 4(8、
式中: G一外部施加的应力(kgf,nam2) h一试样厚度(m)， f一挠度 (mm)(图1为在试样上建立拉伸应力的夹具 挠度的测定用千分表监控(根据上述公式计算 挠度值(f)为4(9mm。 4 具体方法是将三个应力状态(G=I 5kgf,?l口n2)下的试样除油，水洗后在弱腐蚀溶液中 浸泡，经过30min试样从溶液中取出，水洗并观察，在试样上不应有裂纹，如果试样上有 裂纹，弱腐蚀溶液禁止使用。镀镉溶液的测定是将三个应力状态下的试样在盐酸加乌洛托 品的弱腐蚀溶液中浸1,2min，然后在氯化铵电解液中镀镉(1A,dm 2，6 Omin)，在之后试样水洗并观察，在试样上不应有裂纹(如果试样上有裂纹，镀镉溶液禁止使用。 此按上述方法我们对所配的弱腐蚀溶液和氯化铵镀镉溶液都进行了检测，检验结果在试 样上没有裂纹，可以用于高强度钢的弱腐蚀和镀镉。 3(2缺口延迟破坏试验 HB5 06 7的氢脆试验方法是鉴定氢脆性能的最重要的方法，将其与应力弯曲试验方法进 行对比(电镀工艺条件: 1A,dm2，4 5miil，室温。镀后在3h之内19 o?除氢L 2h，然后 钝化处理。多次试验结果表明，带有添加剂的镀镉溶液镀的试棒每次氢脆试验能都不合 格，经扫描电镜分析为典型的氢脆断口。通过该试验说明氯化铵镀镉的氢脆性能不如其它 高强度钢镀镉工艺，而应力弯曲的试验方法也没有缺E1拉棒试验方法苛刻。 3(4槽液成分对氯化铵镀镉的影响3(4(1添加剂的影响 添加剂在溶液中起光亮作用，并可以改善镀层结构，使镀层细致，添 加剂的含量应控 制在工艺所推荐的范围内。3(4(2氯化铵 氯化铵是镉的主要络合剂，氯化铵的络合能力比较差，单用氯化铵这种络合 剂，镀层结晶粗糙，一般含量控制在200,2809,1(氯化铵的含量不宜太高，冬季温度低含量太 高易析出，配槽液时可根据季节温度的变化决定含量的上、下限。 3 4(3氯化镉 氯化镉在电解液中是主盐，提供Cd离子，当镉含量太高时镀层易析出粗糙 毛刺，太 低时，在阴极没有cd离子沉积。3(4(4氯化钠 氯化钠提高溶液的导电性，同时还能提高阴极极化作用，从而促使阴极上析
出结晶较 细和较均匀的沉积层。3(5工艺条件对氯化铵镀镉的影响 3(5(1 氯化铵镀镉溶液的PH值应在5,6之间，呈弱酸灶(如果电解液的PH的影响 PH值过高，则
会因镉盐的水解在阴极附近产生和聚集氢氧化镉，溶液变得混浊、不透明、并有沉淀产生，
镀层发暗、粗糙(当电解液的酸度过高时，会使氢强烈地析出，溶液同样也变得混浊不清， 沉积速度慢。溶液PH值的最佳范围应控制在4,6之间( 一13l,
3(5(2温度的影响 氯化铵镀镉溶液工作温度为室温(温度很低时，沉积速度慢，镀层外观 呈深灰色，而5—35 且溶液中的氯化铵易析出(在较高的温度下，镀层外观呈浅灰色(因此，温度在1 ?都是较合适的范围( 3(5(3电流密度的影响 在允许范围内提高电流密度可以促使形成晶粒较细的沉积层(通 过试验证明本工艺电流密度的最佳范围力O(8,1(2A,dm2，电流密度低，沉积速度慢，高于1(2A,dml时在阴 的尖端产生树枝状的疏松沉积层或者在阴极的整个表面上产生连续的海绵沉积层。 极3(6镀层物理性能和防护性能 3(6(1镀层外观 氯化铵镀层是结晶细致、均匀的灰色镀层，经钝化后呈彩虹色，肉眼观 测无针孔和麻点。 3(6(2镀层与基体金属结合力 目视察看的检查方法，镀层没有鼓泡表明镉层结合质量 好，划线试验镀层无翘起或剥离(
3(6(3镀层的盐雾试验 按ASTl4811 7进行中性盐雾试验。试验材料为普通碳钢板，工艺条件为1A,dm2， 4一i 45min，镀层厚度1 6舯(三酸钝化，经360h连续盐雾试验所有试片均未出现任何腐 蚀。
四结论1槽液成分简单，稳定性好，易于操作; 2用应力弯曲法，试样在弱腐蚀和镀镉溶液中部没有裂纹，溶液的氢脆性能合格; 00h就玻断，说明应力弯曲试验方法检验 3用缺口拉棒进行延迟破坏试验，试样未通过2 氢脆性能的
标准
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比缺口拉棒试验方法的标准低: 4溶液中不舍氰化物，减轻污水处理负担，有利于环境保护。
参考文献Cadmililll—TltaniumBAC5804 Low Embrittlemcnt 1(process specification Hydrogen Ai Joy Plating( P1 St Cadmium s standa rd DPS 9(28 s Hi as Proces For rength2(Dou91 Special ating gh s(Steel 07—86，高强度钢低氢脆镀cd—Ti工艺 3(航空工业部标准HB,Z1
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