表4-1列出阳极电解活化-预镀镍溶液成分及工艺条件。  在日常工作中,活化液可在宽范围内长期使用,操作方便。活化液保持一定量的氯离子浓度和一定的酸度,酸度不可太高,以免造成对不锈钢表面的过腐蚀,是保证活化的基本条件。适量的镍离子是保持预镀镍的必要条件。最好通过溶液分析及时加以调整。溶液中铁离子、铬离子通过阳极溶解,逐渐增加是不可避免的。当杂质含量达到10g/L的数量时,会影响活化和预镀的质量,此时溶液可采取局部更换。也可以将阳极活化和预镀镍分两个槽使用,即由一步法更改为两步法,这样只要更换阳极活化槽即可,阳极活化槽液内只含有盐酸,预镀镍槽液成分不变,仍含有一步法所含有的氯化镍和盐酸。在操作上阳极活化后不经水洗立即进行预镀镍,工艺条件不变。


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1. 阳极活化机理


 在电解活化液中含有盐酸和氯化镍,在活化液中氯离子浓度很高。在电解活化时,首先对不锈钢表面钝化膜进行阳极活化,阳极的电极过程为:


  Fe-2e→Fe2+  (铁溶解为铁离子)


  2Cl- 2e → 2Cl → Cl2


 在阳极活化过程中,初生态氯原子有很强的氧化性,它不断氧化新形成的表面金属铁等为离子。氯离子与不锈钢钝化膜表面形成的铁、铬、镍离子的配位体的稳定常数又较高,因此,易生成配阴离子而不断溶解,于是溶解过程易于进行,起到了阳极活化作用。同时,不锈钢在阳极电解活化时,金属离子冲破氧化膜进入溶液,使金属与氧化膜之间起松动作用,与此同时,阳极初生态氯气的逸出,使得钝化膜更容易受到破坏,从而获得活化洁净的表面。


2. 预镀镍处理


 在同一槽液中,利用换向闸刀开关,将极性变换,原来的阳极变成阴极进行预镀镍。


 阴极电极过程:溶液中的镍离子接受电子转变为金属镍原子,覆盖在阴极表面上。


  Ni2++2e → Ni


 在这短短的瞬间镀上镍,避免了在不锈钢表面再形成钝化膜。镍层不要求一定的厚度,只要有一薄层覆盖在整个不锈钢表面上,避免再次钝化表面,然后随之再进行镀其他镀层,如镀铜、镀镍、镀铬、镀银等,可达到结合力满意的要求。


3. 电解活化-预镀镍后的镀层结合力试验


a. 常温弯曲试验


   薄片状不锈钢镀一定厚度的铜层后进行反复弯曲,直至不锈钢镀铜片折断,观察不锈钢基体与镀层的断面不分层起皮为合格。


 b. 低温弯曲试验


  这是在更严酷的条件下进行的结合力试验。将样品按前节方法镀好镀层后,放在-196℃的液氮中浸泡,再拿到常温中冷却到常温25℃,如此反复进行5次,然后在常温下进行弯曲至折断,或用锉刀摩擦镀层等方法,不锈钢基体与镀层不起皮分层为合格。这种试验适用于航天用镀层的考验。


 c. 高温试验


  这也是在更严酷的条件下进行的结合力试验,即将镀有镀层的不锈钢加热至400~500℃,不耐高温的锡、锌镀层可降低至200~300℃,然后冷却至常温,进行弯曲到折断,或用尖锐钢针划镀层,基体与镀层之间不起皮分层为合格。