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脉冲电镀Zn-Fe合金

吴小芳  
【摘要】: 锌铁合金具有高的耐蚀性、低氢脆性、可焊性和机械加工性等优良特性,极具发展前景。本文研究了镀液的性能,镀层的沉积机理及各工艺参数对镀层性能的影响,并对钝化前后的锌铁合金镀层进行了耐蚀性能、镀层的成分和微观结构研究。 结果表明:镀层中铁含量随占空比及平均电流密度的增大均减少,随频率的增大先减少后增加:随镀液中氯化钾、柠檬酸钠以及硼酸含量的增加均先增加后减小,随镀液中氯化锌含量的增加而减小,随氯化亚铁含量的增加而增加。电沉积过程受电化学极化控制,存在电活性的吸附态中间产物;电沉积具有三维成核生长的特点。 锌铁合金镀层的耐蚀性随占空比、频率的增大而降低,随平均电流密度的增大呈先增强后降低趋势:随镀液中氯化钾、氯化亚铁含量的增加而增强,随氯化锌含量的增加而降低,随柠檬酸钠和硼酸含量的增加呈先增强后降低趋势。脉冲电镀得到的镀层耐蚀性比直流好;经过钝化处理的镀层耐蚀性显著提高,在钝化的过程中,铬参与了钝化膜的形成。三种钝化效果比较而言,黑色钝化后镀层的耐蚀性最好,彩色钝化次之,蓝白色钝化最差。 锌铁合金镀层中合金相结构为Fe_4Zn_9,采用脉冲电镀不能改变合金相结构,钝化以后合金相结构也未发生变化;脉冲电镀比直流电镀所获的合金镀层平滑均匀。 优选的电镀液配方和工艺条件为:氯化钾170~180 g/L,氯化锌70~80 g/L,氯化亚铁7~8 g/L,柠檬酸钠13~17 g/L,硼酸14-18 g/L,SF-522柔软剂25~35mL/L,SF-522光亮剂1~2mL/L;占空比30%,频率125Hz,平均电流密度1.6A/dm~2,pH值4.0~4.8,阳极板为锌板,在室温下施镀。可得到合金镀层含铁量在0.14~0.15%范围内,具有良好外观和耐蚀性。


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