不锈钢模具板化学蚀刻、抛光和电镀铬研究（二）

作者:xingyang                         时间：2010-12-02

轴承及轴承相关技术文章（轴承型号查询网提供） 关键字：轴承, 　　(2)盐酸的质量浓度　　在硝酸为45mL/L、磷酸为25mL/L、温度为35℃和时间为2h条件下，发现：a.当盐酸小于50mL/L时，开始表面形成一层浅黄色粘膜，后期表面虽然平整，但不光亮；b.当盐酸在60～130mL/L时，表面形成较厚的青色粘膜，表面比较光亮；c.当盐酸大于140mL/L时，开始表面有一层极厚的青绿色粘膜，后期表面无浮灰，但乌黑，有明显的气道和大量黄烟生成。原因在于盐酸是非氧化性酸，不仅可以去除不锈钢表面的氧化皮，而且也可以溶解不锈钢基体，特别是微观突起部分，起一定整平作用。盐酸用量较少时，不锈钢溶解缓慢，所需抛光时间很长，而且容易出现局部腐蚀现象，特别是当材质不均时尤为明显。当盐酸用量较多时，不锈钢溶解过快，不锈钢表面会有明显的气体流动痕迹，抛光效果很差，同时大量Fe2+加速了硝酸的还原，析出的NOx气体形成黄烟污染环境。综合考虑，盐酸可控制为60～100mL/L。　　(3)磷酸的质量浓度　　在硝酸为45mL/L、盐酸为125mL/L、温度为35℃和时间为2h条件下，发现：a.当磷酸小于15mL/L时，开始表面形成一层浅黄色粘膜，后期表面既不平整又发黑；b.当磷酸为20～50mL/L时，开始表面形成较厚的青色粘膜，可以得到较高的光亮度；c.当磷酸大于60mL/L时，开始表面有一层厚青绿色粘膜，后期没有气道出现和黄烟生成，虽然表面相当平整，但乌黑没有亮度。磷酸溶解能力比盐酸低，没有氧化能力，在抛光溶液中加入磷酸是为了在不锈钢表面形成一层磷酸盐膜，以阻止对不锈钢基体造成过腐蚀，但较高的磷酸易形成较厚的磷酸盐膜，从而影响溶解速度，导致光亮度较差。综合考虑，磷酸的用量为20～45mL/L。　　(4)添加剂　　以氯烷基吡啶、卤素化合物、含氰化合物和磺基水杨酸为光亮剂，若丁和有机胺为缓蚀剂，纤维素醚、聚乙二醇、丙二醇和丙三醇为增稠剂实验发现，采用复合光亮剂、缓蚀剂和增稠剂效果效好，添加量分别为1～5g/L、0.2～2g/L和2～20g/L，复合光亮剂∶缓蚀剂∶增稠剂=4∶1∶6。添加剂最适宜的总质量浓度为5～10g/L。　　(5)温度和时间　　固定盐酸为125mL/L、硝酸为45mL/L、磷酸为25mL/L、添加剂总质量浓度为6g/L。实验发现，在25～40℃温度范围内，抛光1～5h，都可以获得光亮如镜的抛光面。降低抛光温度，必须适当提高抛光时间。 　　2.3抛光溶液维护　　随着抛光的进行，三种酸的浓度会有所改变，抛光效果会越来越差，为了保持抛光效果，延长抛光溶液的寿命，抛光一段时间以后需要对抛光溶液进行调整维护。三种酸的添加比例：硝酸(65%)∶盐酸(36.5%)∶磷酸(85%)=10∶1∶1。当抛光溶液使用较长时间以后，经调整仍得不到理想效果时，应弃去重配。　　2.4电镀铬及影响因素　　(1)铬酐质量浓度　　铬酐的质量浓度除了对镀速有很大的影响，还直接影响着镀液的稳定性。其主要原因是铬酐的质量浓度较低，使镀液对杂质离子如三价铁离子变得极为敏感。考虑到稳定的情况，铬酐的质量浓度应在230～270g/L。　　(2)硫酸质量浓度　　硫酸质量浓度是电镀中较难控制的参数。硫酸质量浓度过高或过低，往往会引起镀层“露黄”、带黄彩膜或蓝彩膜、烧焦和发雾等问题。中浓度镀铬溶液中硫酸的质量浓度是根据其与铬酐质量浓度的比值确定的。通常，铬酐/硫酸=90～120，因此，硫酸的质量浓度取为2.3～2.7g/L。　　(3)三价铬质量浓度　　三价铬离子应该保持一个较低的水平，因为随着三价铬质量浓度的升高，便会出现分散能力降低、电流范围狭窄等一系列的问题。这些问题通过增加阳极面积等方法是无法解决的。实验发现，当三价铬的质量浓度　　(4)阴极电流密度　　实验发现，在较宽的电流密度范围内均可得到质量良好的镀层，而当电流密度过高时，镀层开始由光亮变得泛白，甚至出现镀件边角粗糙、烧焦的现象。电流密度过低也会出现光亮度降低、漏镀的现象。综合考虑，阴极电流密度应保持在50～60A/dm2。　　(5)温度　　赫尔槽和小槽实验说明温度对镀层的外观和质量有很大的影响，温度较低时，电结晶过程较慢，阴极极化较大，晶粒细致紧密，但色泽较暗；温度较高时，阴极极化较小，镀速很快，但镀层疏松多孔，质量较差。综合考虑，温度应控制在55～60℃。　　3结论　　(1)化学蚀刻最佳配方和工艺参数为：FeCl3660～850g/L、HCl(36%)8～20mL/L，添加剂10～20g/L，温度45～50℃。在此条件下，蚀刻速度为10～20μm/h，蚀刻时间根据图纹具体深度而定。　　(2)化学抛光最佳配方和工艺参数为：硝酸(65%)15～40mL/L，盐酸(36.5%)60～100mL/L，磷酸(85%)20～45mL/L，复合光亮剂1～5g/L，缓蚀剂0.2～2g/L，增稠剂2～20g/L，抛光温度为25～40℃，抛光时间为1～5h。在此条件下，可以获得光亮如镜的抛光面。　　(3)电镀铬最佳工艺：铬酐230～270g/L，硫酸2.3～2.7g/L，三价铬

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