珍珠鎳電鍍新工藝及其陰極過(guò)程初探.pdf

1、珍珠鎳電鍍是一種裝飾性電鍍工藝，不同于光亮鎳表面光亮，耀眼，珍珠鎳啞中帶微光，色澤柔和，可避免某些場(chǎng)合光線對(duì)視線的干擾，其鍍層晶粒細(xì)致，耐腐蝕性強(qiáng)，觸感滑膩，且可通過(guò)控制工藝生產(chǎn)出細(xì)沙、中沙、粗沙等不同風(fēng)格的珍珠鎳外觀，多用于照相機(jī)，醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器，箱包拉鏈，眼鏡框架等。國(guó)內(nèi)珍珠鎳工藝不如國(guó)外成熟，且品種單一，因此，本文在查閱大量國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料的基礎(chǔ)上嘗試開(kāi)發(fā)珍珠鎳電鍍新的工藝，對(duì)本研究?jī)?nèi)容及結(jié)果總結(jié)如下:
　　(1)結(jié)合赫爾槽試驗(yàn)

2、與方槽試驗(yàn)對(duì)大量可能添加劑進(jìn)行了篩選比較。優(yōu)選了BSI、BBI做為柔軟劑，兩者均能使鍍層結(jié)晶細(xì)致，鍍層沙感飽滿，起沙電流密度范圍寬;優(yōu)選了MA-80做為潤(rùn)濕劑，其特點(diǎn)為潤(rùn)濕性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，泡沫少;TB（一種聚醚類物質(zhì)）做為沙劑，該物質(zhì)具有很寬的起沙電流密度范圍，為0.2～10 A/dm2,所得鍍層表面凹坑分布均勻，大小均一，凹坑直徑約為4.66μm;優(yōu)選的穩(wěn)定劑為PVA-124,該物質(zhì)對(duì)鍍液中乳粒有一定的穩(wěn)定作用，且不影響鍍層外觀;鍍液

3、基礎(chǔ)組分與工藝條件對(duì)珍珠鎳鍍層外觀與起沙電流密度范圍均有一定影響，獲得的合適的珍珠鎳電鍍配方與工藝條件為:NiSO4·6H2O400～500g/L、 NiCl2·6H2O20～40g/L、H3BO340g/L、柔軟劑BSI8～32mL/L、潤(rùn)濕劑MA-800.8～2.0mL/L、沙劑TB2.4～3.2mL/L、穩(wěn)定劑PVA-1240.8～2.4mL/L、溫度50～60℃、pH3.5～4.5、陰極電流0.2～10 A/dm2。
　　

4、(2)采用正交試驗(yàn)分別對(duì)鍍液配方（NiSO4·6H2O濃度、BSI濃度、TB濃度、PVA-124濃度）和工藝條件（鍍液溫度、pH、攪拌速率、電鍍時(shí)間、電流密度）進(jìn)行了優(yōu)化研究，結(jié)果表明，對(duì)起沙電流密度范圍，BSI濃度與TB濃度都有顯著影響，對(duì)鍍層外觀，BSI濃度、TB濃度及攪拌速率都有顯著影響，得到的最佳鍍液配方與工藝條件為:NiSO4·6H2O400 g/L，NiCl2·6H2O35 g/L，H3BO340 g/L，柔軟劑BSI24

5、mL/L，潤(rùn)濕劑MA-801 mL/L，沙劑TB5.6 mL/L，穩(wěn)定劑PVA-1242.4 mL/L，溫度55℃，pH4.0，攪拌速率4次/s，電流密度6A/dm2,電鍍時(shí)間5 min。
　　(3)在最優(yōu)珍珠鎳電鍍工藝下，通過(guò)單因素試驗(yàn)研究了各添加劑對(duì)鍍層表面形貌的影響，結(jié)果表明，柔軟劑使得鍍層晶粒細(xì)化并輔助沙劑在鍍層表面形成凹坑;潤(rùn)濕劑的加入大大消除鍍層麻點(diǎn)、針孔;沙劑TB濃度的增大，會(huì)使鍍層表面凹坑密度與直徑越來(lái)越大，沙劑T

6、B濃度超過(guò)7.2mL/L時(shí)，將導(dǎo)致鍍層表面形成個(gè)別大凹坑，外觀表現(xiàn)為亮點(diǎn)、黑點(diǎn);穩(wěn)定劑PVA-124濃度過(guò)高，會(huì)使鍍層表面凹坑密度與直徑變小，鍍液穩(wěn)定性增強(qiáng)，但鍍層沙感變淡，起沙變慢。
　　(4)通過(guò)與某公司市售光亮鎳工藝對(duì)比，表征了本珍珠鎳電鍍工藝的鍍層與鍍液性能。耐腐蝕性測(cè)試表明，珍珠鎳鍍層的耐腐蝕性能比光亮鎳強(qiáng);結(jié)合力測(cè)試表明，珍珠鎳鍍層與基體的結(jié)合力良好;硬度測(cè)試表明，珍珠鎳鍍層硬度(452HV)比光亮鎳鍍層硬度(476H

7、V)略低;鍍液分散能力測(cè)試表明，珍珠鎳鍍液分散能力(-9.30％)與光亮鎳鍍液分散能力(-8.95％)相近;鍍液穩(wěn)定性測(cè)試表明，鍍液連續(xù)生產(chǎn)7h左右即出現(xiàn)亮點(diǎn)、黑點(diǎn)，鍍液穩(wěn)定性不強(qiáng)，需進(jìn)一步提高鍍液穩(wěn)定性。
　　(5)陰極極化曲線測(cè)試表明，柔軟劑、潤(rùn)濕劑、沙劑、穩(wěn)定劑均會(huì)抑制鎳離子的沉積，增大鎳電沉積的陰極極化。柔軟劑的加入可以使得鎳離子的析出電位負(fù)移，能明顯細(xì)化鍍層晶粒，提高鍍液分散能力;潤(rùn)濕劑抑制陰極析氫電流明顯，能減少鍍層針