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影響鋁型材鍍層外觀及硬度的因素
1. 影響鋁型材鍍層外觀的因素
以次磷酸鹽為還原劑的化學(xué)鍍鎳層一般是光亮或半光亮并略帶黃色,鋁型材鍍層的外觀主要與三個(gè)因素有關(guān):
(1)鋁型材表面的光潔度:鋁型材表面的光潔度越高,獲得的鍍層的光亮度才越好;如果需要獲得光亮度高的鍍層,則需要對(duì)鋁型材進(jìn)行預(yù)先拋光處理;
(2)鍍層厚度:當(dāng)鍍層厚度小于20μm時(shí),鍍層的光澤性隨厚度的增加而升高;當(dāng)鍍層厚度大于20μm時(shí),則鍍層的光澤性隨厚度的增加已不明顯并可能略有降低;
(3)操作條件對(duì)光亮度的影響:在極限溫度范圍內(nèi),溫度升高,沉積速度加快,鍍層光亮度增加;當(dāng)鍍液的pH值升高時(shí),沉積速度加快,同時(shí)鍍層中磷含量降低,鍍層光亮度增加;操作條件及鍍層含磷量對(duì)光亮度的影響見下表;
溶液成分
|
溫度/℃
|
pH值
|
沉積速度
|
磷含量/%
|
鍍層外觀
|
||
材料名稱
|
化學(xué)式
|
含量/(g/L)
|
|||||
硫酸鎳
|
NiSO4·6H2O
|
30
|
84~88
|
1.0
|
測不出
|
—
|
灰色
|
3.5
|
3.0
|
11.0
|
半光亮
|
||||
醋酸鈉
|
CH3COONa·3H2O
|
20
|
4.0
|
6.0
|
9.07
|
光亮
|
|
4.5
|
11.0
|
8.29
|
光亮
|
||||
次磷酸二氫鈉
|
NaH2PO2·H2O
|
20
|
5.6
|
22.0
|
6.00
|
全光亮
|
|
6.0
|
25.0
|
5.60
|
全光亮
|
雖然表中數(shù)據(jù)只是參考,但經(jīng)編著者多次試驗(yàn),當(dāng)鍍液pH值較高時(shí)所獲得的鍍層光亮度高,預(yù)先經(jīng)過化學(xué)拋光的鋁型材可得到鏡面光澤效果;而要獲得含磷量較高的鍍層,除鍍液中次磷酸鹽濃度及絡(luò)合劑的種類外,適當(dāng)?shù)偷?/span>pH值和提高施鍍溫度亦是有效的方法;
2. 影響鍍層硬度的因素
化學(xué)鍍鎳層的硬度一般為300~600kg/mm2,最高可達(dá)700kg/mm2以上,比電鍍鎳的硬度高得多;化學(xué)鍍鎳層的硬度與熱處理溫度及熱處理介質(zhì)、鍍層中的磷含量等兩大因素有關(guān);
(1)熱處理溫度對(duì)鋁型材鍍層硬度的影響:當(dāng)熱處理溫度在200℃以下,經(jīng)過約60min處理后對(duì)鋁型材鍍層的硬度無影響,但可降低鍍層的內(nèi)應(yīng)力;當(dāng)熱處理溫度達(dá)200℃時(shí),鍍層硬度提高很慢,即使延長時(shí)間效果也不明顯;當(dāng)熱處理溫度達(dá)到400℃時(shí),保溫120min,可使硬度達(dá)到最大值,超過這個(gè)溫度,鋁型材鍍層硬度反而有所下降;
提高鋁型材鍍層硬度的合適熱處理溫度是380~400℃,處理時(shí)間為60~120min,最好在氫氣或氮?dú)夥譃榛蛘婵諣t中進(jìn)行,以防止鍍層變化;
(2)鋁型材鍍層中磷含量的影響:化學(xué)鍍鎳層的硬度隨磷的含量增加而升高,影響鍍層中磷含量的因素也會(huì)影響鋁型材鍍層的硬度;在這里鍍液的組成、鍍液各組分之間的比例,特別是次磷酸鹽與鎳鹽的比例、鍍液pH值、溫度等都會(huì)影響鍍層的磷含量,進(jìn)而也影響鋁型材鍍層的硬度;
但是鍍層的磷含量也并不是越高越好,鋁型材鍍層經(jīng)熱處理后其硬度的提高是與Ni3P相的析出數(shù)量和彌散成正比來實(shí)現(xiàn)的,但當(dāng)鍍層的磷含量超過12%,熱處理溫度超過400℃時(shí),Ni3P相開始較明顯的集中,使其在鍍層中的彌散度減小,因而降低鋁型材鍍層的硬度;在工業(yè)上為了使鍍層有較高的硬度和穩(wěn)定性,鍍層中的磷含量控制在7%~10%為宜;
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