無氰酸性鍍鎘在航空航天零部件的應(yīng)用范文

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《航天工業(yè)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(jié)構(gòu)，包括金屬基體、預(yù)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(jié)構(gòu)進(jìn)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(yè)部標(biāo)準(zhǔn)QJ453-1988《鍍鎘層技術(shù)條件》中96h中性鹽霧試驗的要求高21倍。這種保護(hù)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(guān)鍵詞:航空航天零部件;無氰鍍鎘;鍍層結(jié)構(gòu);高耐腐蝕性

引言

傳統(tǒng)的氰化鍍鎘溶液性能穩(wěn)定，鍍層質(zhì)量優(yōu)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(hù)層。氰化物是國家嚴(yán)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(yè)內(nèi)進(jìn)行研究的熱點課題。按照國家發(fā)展改革委員會《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整目錄(2011年修改版)》的要求和貴州省經(jīng)濟(jì)和信息化委員會《關(guān)于淘汰部分含有毒有害氰化物電鍍工藝專題會議紀(jì)要》(黔經(jīng)信專議［2013］67號)工作部署，貴州省內(nèi)電鍍企業(yè)在2016年底前淘汰氰化物鍍鋅和氰化物鍍鎘有毒有害生產(chǎn)工藝。應(yīng)貴州省裝備制造業(yè)協(xié)會表面工程分會的要求，廣州超邦化工有限公司開發(fā)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(zhì)量濃度小于0．01mg/L，滿足GB21900-2008《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》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(jìn)行堿性化學(xué)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(biāo)準(zhǔn)在200℃對鍍件進(jìn)行除氫處理20h。

3)鈍化。鍍鎘層經(jīng)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(jìn)行化學(xué)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(xué)預(yù)鍍鎳。在浸鋅層上采用專用的堿性化學(xué)鍍鎳溶液制備化學(xué)預(yù)鍍鎳層。

4)鍍鎳。在化學(xué)預(yù)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(jìn)行除氫處理20h。

6)鈍化。鍍鎘層經(jīng)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(jìn)行中性鹽霧試驗。試驗結(jié)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(yè)部標(biāo)準(zhǔn)QJ453-1988《鍍鎘層技術(shù)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(jié)合力

按JB2111-1977《金屬覆蓋層的結(jié)合強(qiáng)度試驗方法》，以熱震試驗法測定鍍層結(jié)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(jié)合力良好。

4結(jié)語

NCC-617無氰酸性鍍鎘工藝是為滿足航空航天企業(yè)的要求而開發(fā)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(yè)的應(yīng)用表明，NCC-617無氰鍍鎘層耐蝕性、柔軟性及結(jié)合力等性能均滿足航空航天工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)的要求，并且廢水處理能夠達(dá)標(biāo)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(yè)的青睞。

參考文獻(xiàn)

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［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(fā)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