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【簡介】
用于非金屬電鍍、電鑄、化學(xué)鍍、化學(xué)鑄的現(xiàn)行許多化學(xué)鍍鎳工藝，總是在零件尖端部位發(fā)生崩裂，在鏡面光潔的地方易起泡，這種難題至今未得到很好解決，這大大限制了化學(xué)鍍鎳的應(yīng)用。針對這種情況，采用正交實(shí)驗(yàn)方法開發(fā)出一個(gè)低溫、低內(nèi)應(yīng)力化學(xué)鍍鎳工藝，初步探討了沉積層內(nèi)應(yīng)力與各工藝參數(shù)之間的關(guān)系，以及作為添加劑的糖精在化學(xué)沉積層中的作用機(jī)理，并對內(nèi)應(yīng)力和結(jié)合力的關(guān)系作了簡介。實(shí)踐證明了該工藝在短時(shí)間內(nèi)能于多種復(fù)雜形狀或鏡面光亮的非金屬表面上獲得完整的化學(xué)鎳沉積層。
[關(guān)鍵詞] 內(nèi)應(yīng)力;化學(xué)鍍鎳;結(jié)臺力
[中圖分類號]田153 1’2
[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A
[文章編號]1001-3660(2002)01 0016-03
0 引言
化學(xué)鍍沉積層廣泛應(yīng)用于非金屬的電鍍、電鑄前的施加導(dǎo)電層以及用于化學(xué)鍍、化學(xué)鑄。由于化學(xué)鍍沉積層一般比較薄，因此人們不重視對其內(nèi)應(yīng)力的研究 迄今為止，國內(nèi)尚無有關(guān)化學(xué)鍍沉積層內(nèi)應(yīng)力研究的文章，而國外的有關(guān)文章也不多。然而，化學(xué)鍍沉積層質(zhì)量與其在零件上的附著力有著密切的關(guān)系，重視對化學(xué)鍍沉積層內(nèi)應(yīng)力的研究，開發(fā)r個(gè)低溫、低內(nèi)應(yīng)力的化學(xué)渡鎳1藝，對于化學(xué)鍍沉積層的推廣應(yīng)用有著十分重要的意義
不文正是基于此種目的，采用正交實(shí)驗(yàn)方法對低溫 ，低內(nèi)應(yīng)力化學(xué)鍍鎳[藝進(jìn)行r系統(tǒng)研究.并開發(fā)出了一個(gè)低溫、低內(nèi)J 力的化學(xué)鍍鎳I 藝 實(shí)驗(yàn)證明浚工藝在多種呈尖銳角狀的非金屬上或具親水能力的鏡面光潔的非金屬上短時(shí)間內(nèi)迅速附著上一層完整的化學(xué)鍍鎳沉積層。實(shí)踐證明這是別的化學(xué)鍍鎳工藝不能實(shí)現(xiàn)的。在研究中討論了化學(xué)鍍鎳層內(nèi)應(yīng)力與工藝中各因素之間的關(guān)系，并且發(fā)現(xiàn)化學(xué)沉積和電沉積一樣，某些金屬鹽，特別是某些有機(jī)添加劑會(huì)顯著地影響化學(xué)鍍沉積層的內(nèi)應(yīng)力。例如，本文采用r糖精作為應(yīng)力減小劑和光亮剎，這對本：I 藝具有明顯的改進(jìn)作用。
在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)沉積層內(nèi)應(yīng)力剛其在零件l二的結(jié)合力具有密切關(guān)系并對其進(jìn)行了初步探討.
1.實(shí)驗(yàn)方法
1.1正交實(shí)驗(yàn)方法
為了在低溫條件下，于復(fù)雜塑料零件上快速沉積土化學(xué)鎳沉積層，找出各個(gè)工藝參數(shù)對化學(xué)鎳沉積層的內(nèi)應(yīng)力以及其沉淀速率的影響，以已作探索性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，采用正交實(shí)驗(yàn)方法以確定最佳的工藝范圍。根據(jù)探索性實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，影響化學(xué)鍍鎳層內(nèi)應(yīng)力 和沉積層速率 的主要因素有7個(gè)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)工藝的初步要求，分別將每個(gè)因素選擇三個(gè)水平。試驗(yàn)因素和水平見表l所示。本實(shí)驗(yàn)采用正交表L ，每次分別對化學(xué)鍍鎳沉積層內(nèi)應(yīng)力 和化學(xué)鍍鎳的沉積速率V進(jìn)行測試。
1.2 沉積層內(nèi)應(yīng)力的測試方法
使用井崗山儀穩(wěn)廣生產(chǎn)的LDY一2型螺旋式鍍層內(nèi)應(yīng)力測定儀測定。選用壁厚為0.3mm的不銹鋼螺旋管，內(nèi)涂硝基清漆，吹干后校正螺旋管的偏轉(zhuǎn)常數(shù) 。將校正好 值的螺旋管裝到上述儀器上，預(yù)處理后，放人鍍槽內(nèi)按工藝要求進(jìn)行化學(xué)沉積，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)指針的偏轉(zhuǎn)角度，利用下式計(jì)算沉積層內(nèi)應(yīng)力：
2 結(jié)果與討論
2.1 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果
當(dāng)化學(xué)鍍應(yīng)用于電鍍、電鑄、化學(xué)鍍、化學(xué)鑄時(shí)，必須在零件的各個(gè)部位均能獲得合格的化學(xué)沉積層。對于形狀簡單親水性好的零件，由于導(dǎo)電層薄，內(nèi)應(yīng)力小，不會(huì)導(dǎo)致施加不上的后果。而形狀復(fù)雜，甚至呈自帶大內(nèi)應(yīng)力的尖銳角狀，親水能力差的零件，對導(dǎo)電層的內(nèi)應(yīng)力的要求很高。若張應(yīng)力過大，對零件的尖端部位就崩裂脫落;若壓應(yīng)力過大，導(dǎo)電層呈膨脹狀態(tài)，在附著力小時(shí)，導(dǎo)電層會(huì)起泡。因此導(dǎo)電層的內(nèi)應(yīng)力越小越好。與此同時(shí)，要求化學(xué)鍍鎳具有盡可能大的沉積速率，即盡可能在短時(shí)間內(nèi)，最大限度地利用零件上的各個(gè)催化活性中心，能盡快在零件的各個(gè)部位均勻覆蓋上一層完整的導(dǎo)電層，從而隨后能順利地在非金屬上進(jìn)行電鍍、電鑄或化學(xué)鑄。因此，本化學(xué)鍍鎳工藝擬選擇沉積層內(nèi)應(yīng)力 和沉積速率 作為正交實(shí)驗(yàn)的評價(jià)因素，以期獲得在理論和應(yīng)用上均具有一定意義的化學(xué)鍍鎳工藝，其測試結(jié)果見表2。
用極差法分別對內(nèi)應(yīng)力 和沉積速率 進(jìn)行處理。內(nèi)應(yīng)力的處理結(jié)果見表3。從該表可以看出：化學(xué)鍍鎳的內(nèi)應(yīng)力受多種因素的影響。其中主鹽濃度、還原劑濃度、溫度、硼酸的影響最為顯著，同時(shí)糖精的加入對內(nèi)應(yīng)力也有明顯的影響。沉積速率的處理結(jié)果如表4所示。可以看出，化學(xué)鍍鎳的沉積速率同樣受到多種因素的影響，其中還原劑濃度對沉積速率的影響最為顯著，其次主鹽濃度、糖精含量、DH值對沉積速率均有明顯的影響。正交實(shí)驗(yàn)的圖示處理結(jié)果見圖1。綜合考慮化學(xué)鍍鎳工藝的溶液穩(wěn)定性 內(nèi)應(yīng)力大小、沉積速率等因素，確定 最佳的低溫 低內(nèi)應(yīng)力化學(xué)鍍鎳工藝。
實(shí)驗(yàn)證明該工藝完全能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀的多種非金屬零件的化學(xué)鍍，側(cè)：不粗化的ABs樹脂和有機(jī)玻璃以及玻璃七進(jìn)行完整的化學(xué)沉積。謝得其內(nèi)應(yīng)力為I IMPa，沉積速率為4 25um/h
