[其他]鎳磷合金電鍍及電渡液

無效

• 申請號: 85104887
• 申請日: 1985-06-22
• 公開（公告）號: CN85104887B
• 公開（公告）日: 1988-03-16
• 發明（設計）人: 馮力群
• 申請（專利權）人: 上海鋼鐵研究所
• 主分類號: C25D3/56
• 分類號: C25D3/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及鎳磷合金電鍍方法及電鍍液，尤其適用于具有高耐蝕性能的鎳磷合金（Ni-10～11%P）。迄今，用于電鍍鎳磷合金的電鍍液主要有鎳鹽一次亞磷酸（日本公開說明書55-31181，日本公開說明書57-165196，蘇聯專利699，037）和鎳鹽一次磷酸鈉（日本公開說明書50-137835。日本公開說明書52-68034，美國專利4，345，007）兩種。前一種電鍍液的缺點是，亞磷酸在較高的pH值下，其溶解度甚低，電鍍操作只能在低pH值下進行（通常，鍍液的pH值控制在0.5-1.0的范圍內）。因此陰極電流效率比較低（η＜50%），由于陰極電流效率和陽極電流效率嚴重不平衡而不能使用可溶性鎳陽極，這樣不僅提高了生產費用也造成電鍍操作的不便。此外，由該電鍍液得到的鎳磷合金鍍層的光澤性也不如后一種電鍍液。鎳鹽一次磷酸鈉電鍍液可以在較高的pH值（pH2-4.5）下操作，陰極電流效率可達到100%。這一鍍液盡管在pH3-4.5下操作是穩定的。但是在此pH值下進行電鍍，鎳磷合金中的磷含量很難達到所要求的數值，而在pH2-3下操作，其化學穩定性卻是較差的。這是因為在pH2-3下的電鍍過程中，次磷酸根將為鎳陽極所氧化變為亞磷酸根，也就是說，隨著電鍍過程的進行，鎳鹽一次磷酸鈉電鍍液將逐漸轉變為鎳鹽-亞磷酸電鍍液，鎳鹽-次磷酸鈉電鍍液的優點也隨之消失。

鎳磷合金的耐蝕性能與合金中的磷含量有著密切關系，它的耐蝕性開始隨著合金中磷含量的提高而提高，當磷含量達到10-11%（重量）時，合金具有最佳的耐蝕性能，進一步提高合金中的磷含量，它的耐蝕性隨著降低。本發明的主要目的就是獲取這種具有最佳耐蝕性能的非晶態鎳磷合金，用它作為強腐蝕介質中的耐蝕保護鍍層。

在鎳鹽-次磷酸鈉的電鍍過程中，鍍層中的磷含量主要取決于鍍液中的磷含量與鎳含量的重量比和鍍液的pH值。鍍層中的磷含量開始隨著鍍液中的磷含量與鎳含量的重量比的增加而增加，當磷含量與鎳含量的重量比達到一定數值后，鍍層中的磷含量將不再增加。鍍層中的磷含量是隨著鍍液的pH值的增加而線性地降低。在本發明的電鍍過程中，鍍液中的磷含量與鎳含量的重量比至少保持在0.3，鍍液的pH值控制在2.0-2.8。在所述電鍍條件下，可以穩定地得到具有最佳耐蝕性能的鎳磷合金鍍層，反之，所得到的鎳磷合金鍍層在強腐蝕性介質中的耐蝕性能就會大大降低。嚴格控制鍍層中的p/Ni含量比及pH值是構成本發明的一個重要特征。

解決鎳鹽-次磷酸鈉鍍液在pH2-2.8操作條件下的化學穩定性是本發明的一個重要任務。配制后的鍍液在電鍍前須經專門的處理，這是構成本發明的另一個重要特征。具體處理方法如下：當構成該鍍液的各組分溶解后，將溶液的pH值提高至3.5-4.5，并在此pH下至少保持15分鐘以上，而后再將溶液的pH值降低至電鍍操作所要求的范圍2.0-2.8。上述處理可有效地防止鍍液中次磷酸根的氧化，從而保證鍍液的長期穩定作用，對上述處理的效果可作如下解釋。次磷酸鈉是一種較弱的絡合劑，它可以與鎳離子形成絡合離子，然而絡合速度取決于溶液的pH值，當溶液的pH值＜3.5時，絡合速度是相當低的，因此，在未經上述處理的溶液中，大部分次磷酸根沒有與鎳離子形成絡合離子，在電鍍過程中，它將為鎳陽極所氧化并形成亞磷酸根。反之，在經上述處理后的溶液內大部分次磷酸根與鎳離子形成絡合離子，它將不易為陽極所氧化。從而保證了鍍液的化學穩定性。

用鎳板作陽極，其電流效率幾乎為100%，陰極電流效率視鍍液pH值的變化而變化;當鍍液的pH值為2.0時，陰極電流效率為80-85%，當鍍液的pH值≥2.5時，陰極電流效率可達100%。因陰極過程是鎳和磷二種元素的共沉積，即使陰極電流效率為100%，由鎳陽極電解溶解進入鍍液的鎳量要大于在陰極上沉積的鎳量，因此，隨著電鍍過程的進行，鍍液中的鎳含量不斷上升。為維持鍍液中的磷含量與鎳含量的重量比至少為0.3，次磷酸鈉的加入量不僅要用以彌補磷在陰極上的沉積。而且還應考慮到鍍液中鎳離子濃度的升高。

本發明的鍍液組成是：硫酸鎳120-300克/升，氯化鎳45克/升，次磷酸鈉45-90克/升，硼酸30-40克/升，氟化鈉20-40克/升，本發明在鍍液的組分上與已知的電鍍液一個主要區別是鍍液中除含有鎳鹽、次磷酸鈉及硼酸外，還含有氟化鈉，氟化鈉的添加可以促進硼酸的緩沖效果，提高陰極極限電流密度。