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无氰酸性镀镉在航空航天零部件的应用

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《航天工业管理》2016年第12期

摘要:介绍了一种用于航空航天零部件的高耐腐蚀性镀镉层结构,包括金属基体、预镀层、中间镀层、镀镉层以及钝化层,其中所述金属基体为钢铁基体和铝合金基体。对镀层结构进行中性盐雾试验2064h其表面无白色腐蚀物生成,耐盐雾性能比航天工业部标准QJ453-1988《镀镉层技术条件》中96h中性盐雾试验的要求高21倍。这种保护层在耐腐蚀性上取得了重大突破,能大幅度提高航空航天零部件的使用寿命。

关键词:航空航天零部件;无氰镀镉;镀层结构;高耐腐蚀性

引言

传统的氰化镀镉溶液性能稳定,镀层质量优良,因此,航空航天、航海以及一些特殊电子零部件采用氰化镀镉工艺制备防护层。氰化物是国家严令禁止使用的污染物之一,用无氰镀镉代替氰化镀镉已成为业内进行研究的热点课题。按照国家发展改革委员会《产业结构调整目录(2011年修改版)》的要求和贵州省经济和信息化委员会《关于淘汰部分含有毒有害氰化物电镀工艺专题会议纪要》(黔经信专议[2013]67号)工作部署,贵州省内电镀企业在2016年底前淘汰氰化物镀锌和氰化物镀镉有毒有害生产工艺。应贵州省装备制造业协会表面工程分会的要求,广州超邦化工有限公司开发了NCC-617无氰酸性镀镉工艺,提供了一种用于航空航天零部件的高耐腐蚀性镀镉层。NCC-617镀镉电镀废水用二甲基二硫代氨基甲酸钠沉淀处理后,镉离子的质量浓度小于0.01mg/L,满足GB21900-2008《电镀污染物排放标准》要求。

1镀镉工艺

无氰镀镉溶液成分及操作条件。

2制备流程

2.1钢铁基体镀镉钢铁基体镀镉具体操作如下:

1)前处理。对钢铁零部件进行碱性化学除油→水洗→碱性阳极电解除油→水洗→酸洗→水洗→阴极电解除油→水洗→活化→水洗的工序。

2)镀镉。采用NCC-617无氰镀镉工艺制备镀镉层,其δ为6~20μm,按GB/T13346-1992标准在200℃对镀件进行除氢处理20h。

3)钝化。镀镉层经2%~3%的硝酸出光→水洗→铬酸盐低铬彩色钝化→水洗→干燥→60℃老化15min,钝化层δ为0.3~0.5μm。

2.2铝合金基体镀镉铝合金基体镀镉具体操作如下:

1)前处理。对铝合金零部件进行化学除油→水洗→浸蚀→水洗→出光→水洗的工序。

2)浸锌。第一次浸锌→水洗→退锌→水洗→第二次浸锌→水洗。

3)化学预镀镍。在浸锌层上采用专用的碱性化学镀镍溶液制备化学预镀镍层。

4)镀镍。在化学预镀镍层上采用瓦特镀镍溶液制备镀镍层,其δ为5~10μm。

5)镀镉。在电镀镍上采用NCC-617无氰镀镉工艺制备镀镉层,其δ为6~20μm;然后200℃对镀件进行除氢处理20h。

6)钝化。镀镉层经1%~3%的硝酸出光→水洗→铬酸盐低铬彩色钝化→水洗→干燥→60℃老化15min,钝化层δ为0.3~0.5μm。

3镀层性能

3.1耐腐蚀性

钢铁件按上述工艺制备的镀镉层,按照GB/T10125-1997《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》进行中性盐雾试验。试验结果表明,采用NCC-617无氰镀镉工艺制备的镀镉层耐腐蚀性能明显高于氰化镀镉工艺,测试2064h镀件表面无白色腐蚀物生成,耐腐蚀性比航天工业部标准QJ453-1988《镀镉层技术条件》中96h中性盐雾试验的要求高21倍。

3.2柔软性

用弯曲法定性检验镀层的脆性,采用δ为0.2mm的黄铜片按NCC-617工艺镀镉,镀层δ为23.7μm,将试片弯曲180°,镀镉层无爆裂,镀层柔软性较好。

3.3结合力

按JB2111-1977《金属覆盖层的结合强度试验方法》,以热震试验法测定镀层结合力。将镀件放在烘箱中加热至190℃,然后取出放入室温水中骤然冷却,镀层没有起泡和脱落,结合力良好。

4结语

NCC-617无氰酸性镀镉工艺是为满足航空航天企业的要求而开发的,使用的添加剂与配位剂,克服了含EDTA无氰酸性镀镉工艺存在的镀层性能差和废水处理困难的缺点。在贵州省航空航天企业的应用表明,NCC-617无氰镀镉层耐蚀性、柔软性及结合力等性能均满足航空航天工业部标准的要求,并且废水处理能够达标排放,尤其是镀层的耐腐蚀性取得了较大的突破,能大幅度提高航空航天零部件的使用寿命,受到了航空航天企业的青睐。

参考文献

[1]万冰华,杨军,王福新,等.无氰镀镉工艺开发研究与应用[J].电镀与精饰,2014,36(3):22-25+46.

[2]李博.无氰镀镉替代氰化镀镉工艺研究[J].电镀与精饰,2016,38(4):32-35.

[3]郭崇武.新型无氰酸性镀镉工艺的开发研究[J].电镀与涂饰,2016,35(5):250-255.

[4]广州超邦化工有限公司.一种用于航空航天零部件的高耐腐蚀性镀镉层:中国,201520672126.3[P].2015-12-30

作者:陈建锐;郭崇武 单位:广州超邦化工有限公司

航天工业管理杂志责任编辑:冯紫嫣    阅读:人次