無氰酸性鍍鎘在航空航天零部件的應用范文

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《航天工業管理》2016年第12期

摘要:介紹了一種用于航空航天零部件的高耐腐蝕性鍍鎘層結構，包括金屬基體、預鍍層、中間鍍層、鍍鎘層以及鈍化層，其中所述金屬基體為鋼鐵基體和鋁合金基體。對鍍層結構進行中性鹽霧試驗2064h其表面無白色腐蝕物生成，耐鹽霧性能比航天工業部標準QJ453-1988《鍍鎘層技術條件》中96h中性鹽霧試驗的要求高21倍。這種保護層在耐腐蝕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壽命。

關鍵詞:航空航天零部件;無氰鍍鎘;鍍層結構;高耐腐蝕性

引言

傳統的氰化鍍鎘溶液性能穩定，鍍層質量優良，因此，航空航天、航海以及一些特殊電子零部件采用氰化鍍鎘工藝制備防護層。氰化物是國家嚴令禁止使用的污染物之一，用無氰鍍鎘代替氰化鍍鎘已成為業內進行研究的熱點課題。按照國家發展改革委員會《產業結構調整目錄(2011年修改版)》的要求和貴州省經濟和信息化委員會《關于淘汰部分含有毒有害氰化物電鍍工藝專題會議紀要》(黔經信專議［2013］67號)工作部署，貴州省內電鍍企業在2016年底前淘汰氰化物鍍鋅和氰化物鍍鎘有毒有害生產工藝。應貴州省裝備制造業協會表面工程分會的要求，廣州超邦化工有限公司開發了NCC-617無氰酸性鍍鎘工藝，提供了一種用于航空航天零部件的高耐腐蝕性鍍鎘層。NCC-617鍍鎘電鍍廢水用二甲基二硫代氨基甲酸鈉沉淀處理后，鎘離子的質量濃度小于0．01mg/L，滿足GB21900-2008《電鍍污染物排放標準》要求。

1鍍鎘工藝

無氰鍍鎘溶液成分及操作條件。

2制備流程

2．1鋼鐵基體鍍鎘鋼鐵基體鍍鎘具體操作如下:

1)前處理。對鋼鐵零部件進行堿性化學除油→水洗→堿性陽極電解除油→水洗→酸洗→水洗→陰極電解除油→水洗→活化→水洗的工序。

2)鍍鎘。采用NCC-617無氰鍍鎘工藝制備鍍鎘層，其δ為6～20μm，按GB/T13346-1992標準在200℃對鍍件進行除氫處理20h。

3)鈍化。鍍鎘層經2%～3%的硝酸出光→水洗→鉻酸鹽低鉻彩色鈍化→水洗→干燥→60℃老化15min，鈍化層δ為0．3～0．5μm。

2．2鋁合金基體鍍鎘鋁合金基體鍍鎘具體操作如下:

1)前處理。對鋁合金零部件進行化學除油→水洗→浸蝕→水洗→出光→水洗的工序。

2)浸鋅。第一次浸鋅→水洗→退鋅→水洗→第二次浸鋅→水洗。

3)化學預鍍鎳。在浸鋅層上采用專用的堿性化學鍍鎳溶液制備化學預鍍鎳層。

4)鍍鎳。在化學預鍍鎳層上采用瓦特鍍鎳溶液制備鍍鎳層，其δ為5～10μm。

5)鍍鎘。在電鍍鎳上采用NCC-617無氰鍍鎘工藝制備鍍鎘層，其δ為6～20μm;然后200℃對鍍件進行除氫處理20h。

6)鈍化。鍍鎘層經1%～3%的硝酸出光→水洗→鉻酸鹽低鉻彩色鈍化→水洗→干燥→60℃老化15min，鈍化層δ為0．3～0．5μm。

3鍍層性能

3．1耐腐蝕性

鋼鐵件按上述工藝制備的鍍鎘層，按照GB/T10125-1997《人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗》進行中性鹽霧試驗。試驗結果表明，采用NCC-617無氰鍍鎘工藝制備的鍍鎘層耐腐蝕性能明顯高于氰化鍍鎘工藝，測試2064h鍍件表面無白色腐蝕物生成，耐腐蝕性比航天工業部標準QJ453-1988《鍍鎘層技術條件》中96h中性鹽霧試驗的要求高21倍。

3．2柔軟性

用彎曲法定性檢驗鍍層的脆性，采用δ為0．2mm的黃銅片按NCC-617工藝鍍鎘，鍍層δ為23．7μm，將試片彎曲180°，鍍鎘層無爆裂，鍍層柔軟性較好。

3．3結合力

按JB2111-1977《金屬覆蓋層的結合強度試驗方法》，以熱震試驗法測定鍍層結合力。將鍍件放在烘箱中加熱至190℃，然后取出放入室溫水中驟然冷卻，鍍層沒有起泡和脫落，結合力良好。

4結語

NCC-617無氰酸性鍍鎘工藝是為滿足航空航天企業的要求而開發的，使用的添加劑與配位劑，克服了含EDTA無氰酸性鍍鎘工藝存在的鍍層性能差和廢水處理困難的缺點。在貴州省航空航天企業的應用表明，NCC-617無氰鍍鎘層耐蝕性、柔軟性及結合力等性能均滿足航空航天工業部標準的要求，并且廢水處理能夠達標排放，尤其是鍍層的耐腐蝕性取得了較大的突破，能大幅度提高航空航天零部件的使用壽命，受到了航空航天企業的青睞。

參考文獻

［1］萬冰華，楊軍，王福新，等．無氰鍍鎘工藝開發研究與應用［J］．電鍍與精飾，2014，36(3):22-25+46．

［2］李博．無氰鍍鎘替代氰化鍍鎘工藝研究［J］．電鍍與精飾，2016，38(4):32-35．

［3］郭崇武．新型無氰酸性鍍鎘工藝的開發研究［J］．電鍍與涂飾，2016，35(5):250-255．

［4］廣州超邦化工有限公司．一種用于航空航天零部件的高耐腐蝕性鍍鎘層:中國，201520672126．3［P］．2015-12-30

作者：陳建銳；郭崇武 單位：廣州超邦化工有限公司