SF-400加厚納米鎳在鋅合金和鋁合金壓鑄件上的應用

儲榮邦， 戴昭文， 楊立保

（1.南京724研究所，江蘇 南京210011；2.江蘇表面協(xié)會，江蘇 南京210000；3.南京四方表面技術有限公司，江蘇 南京211100）

0 前言

SF-400加厚納米鎳工藝集電鍍鎳技術、化學鍍鎳技術和納米鍍鎳技術于一身。在電鍍過程中，通電提供能量使部分添加劑分解。其一部分分解物恰好是化學鍍的還原劑，從而使鍍液還具有化學鍍的功能；另一部分分解物恰好是納米鍍鎳的添加劑，因此，鍍液還具有納米鍍鎳的功能。該工藝是一種以電鍍?yōu)橹?、化學鍍?yōu)檩o，并伴有納米鍍的新工藝。一般的電鍍液和化學鍍液會由于有機物的積累而老化，并需要進行停產(chǎn)大處理。而SF-400加厚納米鎳工藝可以通過物理連續(xù)過濾的形式凈化多余的有機物，所以不需進行大處理，這極大地降低了停工成本。另外，納米鎳還可以使基材表面活性均勻，界面張力降低，并使后續(xù)鍍層結晶細化致密，粗糙度降低，耐蝕性提高。

目前，電鍍企業(yè)對鋅合金、鋁合金壓鑄件預鍍層的加厚仍采用焦磷酸鹽鍍銅工藝。焦磷酸鹽鍍銅的主要問題是長期運行維護困難，而且深鍍能力有限。

SF-400加厚納米鎳工藝可替代焦磷酸鹽鍍銅工藝，這將會為預鍍層上加厚和深孔電鍍做出貢獻。

SF-400加厚納米鎳工藝經(jīng)過兩年多的推廣應用，已經(jīng)被證明：此工藝不僅在鍍液穩(wěn)定性及維護方面，而且在鍍層性能和外觀上都具有很多獨特的優(yōu)勢。這些將會引起國內(nèi)電鍍界的極大反響。

1 加厚納米鎳工藝

1.1 工藝特點

環(huán)保型（無氰化物），深鍍能力強，鍍層?。?.2～0.3μm），均鍍好（采用沃特遜法測得均鍍能力在95%以上），易焊接（可釬焊、熔焊等），結合力好（采用環(huán)形剪切試驗測得結合強度為15kN／cm2，可進行二次加工），鍍液穩(wěn)定（不需大處理），表面質(zhì)量高（作為中間鍍層鍍出的工件表面，比焦磷酸鹽鍍銅工藝加厚的鍍層表面更加光亮、飽滿），前處理要求低（弱堿性鍍液），主鹽的質(zhì)量濃度低（NiSO4·6H2O 30g／L，鎳離子帶出量少），滾鍍、掛鍍均可，pH值范圍寬（7～14，易維護），電流密度范圍廣（0.5～10.0A／dm2，低電流密度區(qū)不漏鍍，高電流密度區(qū)不燒焦），消耗補加少（20～30mL·kA-1·h-1），容納金屬雜質(zhì)的能力強（添加劑可配位化合金屬雜質(zhì)并共沉積）。

1.2 工藝配方及操作條件

需要說明的是：（1）加熱棒最好用陶瓷的，在加熱時需空氣攪拌以使鍍液溫度均勻；（2）SF-400C作為鍍液消耗補加劑（非開缸劑），其消耗量為20～30mL／（kA·h）。

2 工藝實例

產(chǎn)品為鋅合金壓鑄件打火機外殼?？蛻粢笊铄?，加厚。原先鍍中間層采用的是焦磷酸鹽鍍銅工藝（3min），深孔內(nèi)有漏鍍，鍍酸銅時會有腐蝕?，F(xiàn)在采用加厚納米鎳工藝（2min），完全覆蓋，鍍酸銅時不會腐蝕。

3 成本分析

（1）開缸成本

本工藝的開缸成本較高，約為13元／L。

（2）金屬陽極消耗成本

預鍍層加厚納米鎳工藝如果按2min計算，厚度約為0.24μm，其每平方米工件的金屬消耗成本約為0.3元；而焦磷酸鹽鍍銅如果以2μm厚度計，其每平方米工件的金屬消耗成本約為1.04元。

（3）鍍液帶出的損耗成本

本工藝中主鹽NiSO4·6H2O的質(zhì)量濃度為30 g／L，鎳離子的質(zhì)量濃度為6.7g／L；而焦磷酸鹽鍍銅液中銅離子的質(zhì)量濃度在20～25g／L之間，帶出銅離子的損耗更大。

（4）消耗添加劑的補加成本

電鍍消耗量為20～30mL／（kA·h），成本約為2元／（kA·h）。

（5）氨水補加成本

氨水補加成本約為0.8元／h。

4 結束語

鋅合金、鋁合金壓鑄件在很多情況下要在預鍍層上加厚，再進行鍍酸銅，以此來提高鍍層的結合力。目前，電鍍企業(yè)對鋅合金、鋁合金壓鑄件預鍍層的加厚仍采用焦磷酸鹽鍍銅工藝。焦磷酸鹽鍍銅的主要問題是長期運行維護困難，而且深鍍能力有限。SF-400加厚納米鎳工藝集電鍍鎳技術、化學鍍鎳技術和納米鍍鎳技術于一身，是一種以電鍍?yōu)橹?、化學鍍?yōu)檩o，并伴有納米鍍的新工藝。該工藝可以替代焦磷酸鹽鍍銅工藝，這將會為在預鍍層上加厚和深孔電鍍做出貢獻。