電鍍鎘簡介
借電解作用。在鋼鐵製件表面上沉積一層鎘的方法。用於防止海水或鹽霧的腐蝕,提高裝配緊密性和摩合性,並增加美觀。廣泛套用於船舶機件、航海儀器、儀表和緊固零件等製造工業,分為酸性鍍鎘法(以硫酸鎘或氟硼酸鎘為電解液的主要成分)和氰化鍍鎘法(以氰化鎳、氫氧化鈉和氰化鈉為電解液的主要成分)。氰化鍍鎘電解液配製簡單,分布能力較高,可鍍外形複雜的製件,鎘鍍層晶體細緻而結合力強,套用較多,現套用的無氰電解液,用中性銨鹽和氨羧絡合劑-銨鹽等。電鍍後,在鉻酸溶液中鈍化,再沖洗和乾燥。
電鍍鎘特點
鎘在海洋性的大氣或海水接觸的零件及在70℃以上的熱水中,鎘鍍層比較穩定,耐蝕性強,故鍍鎘常用於海洋性環境使用的鍍層。
鎘是銀白色的可塑性的金屬。鎘金屬易於鍛造和輾壓。鎘的相對原子質量為112.41,密度為8.65g/cm ,熔點為320.9℃,沸點為767℃。鎘在化合物中以二價金屬存在。其硬度為200HV。鎘的化學性質與鋅很相似,但不溶於鹼液中,能溶於硝酸和硝酸銨中,在稀硫酸和稀鹽酸中溶解很慢。在室溫和乾燥的空氣中,幾乎不發生化學變化,但在潮濕的空氣中鎘則易氧化,形成的氧化膜能夠保護金屬鎘不再繼續受腐蝕。
鎘的蒸氣和可溶性鎘鹽都有毒,必須嚴格防止鎘的污染。鎘的標準電位為-0.4V。在一般工業大氣環境中,鎘鍍層對鋼鐵件是屬於陰極性鍍層,但在海洋性氣候、海水或高溫環境中,鎘鍍層對鋼鐵件是屬於陽極性鍍層。當工作溫度超過232℃以上時,鎘鍍層易於導致零件發脆。
鎘鍍層常用於航空、航海、無線電和電子產品零件的防護。
國內生產中套用較多的鍍鎘溶液類型有:氨羧絡合物鍍鎘、酸性硫酸鹽鍍鎘和氰化鍍鎘。此外,還有焦磷酸鹽鍍鎘、鹼性三乙醇胺鍍鎘和HEDP鍍鎘等。
具體方法
鎘鍍層主要用作鋼鐵零件的防護層。在一般大氣和工業大氣條件下,相對於鋼鐵基體,鎘鍍層是陰極性鍍層,而在不含工業性雜質的潮濕大氣或海洋性大氣條件下,鎘鍍層屬於陽極性鍍層。套用較廣的鍍液有氰化物鍍液、氨羧絡合劑鍍液和酸性鍍液等。
氰化物鍍鎘
氰化物鍍液具有較大的陰極極化作用,鍍層平滑細緻。含有添加劑時,可獲得光亮鍍層,其孔隙少,耐蝕性高,但產生氫脆的傾向性大。主要適用於抗拉強度較低韻鋼的防護。
a.鍍液應定期分析,調整和過濾。並按分析結果添加氰化鈉和氧化鎘,控制NaCN:Cd=3~4:1。其它成份也應根據鍍層質量補加。
b.使用陽極時應套布套,不用時應將陽極取出。銅及錫焊的零件最好帶電下槽,避免鐵、銅、錫等雜質增多。
c.鍍液允許的雜質含量為:銅不大於1g/L、錫不大於0.05g/L、鐵和鋁不大於10g/L,碳酸鹽不大於80g/L。金屬雜質用小電流處理,碳酸鹽的去除同氰化物鍍鋅。
氨酸絡合劑鍍鎘
氨羧絡合劑鍍液可獲得結晶細緻、耐蝕性好的鎘鍍層,溶液穩定,均鍍能力和深鍍能力不亞於氰化鍍鎘鍍液。但鍍層脆性較大,溶液對設備的腐蝕嚴重、污水處理較困難。
酸性鍍鎘
酸性鍍鍋鍍液成分簡單,成本低。由於沒有添加絡合劑,陰極極化作用較小,均鍍能力與深鍍能力較差,只適用於電鍍形狀簡單的零件。
性質和用途
鎘的化學性質和鍍鋅層相似,在潮濕的空氣中表面能生成一層鹼式碳酸鹽膜,具有一定的防護作用,可保護鎘層使其不繼續受到腐蝕。
鍍鎘和鍍鋅一樣,往往對鋼鐵特別是高強鋼部件易產生“氫脆”,但鍍鎘比鍍鋅產生氫脆的傾向性小些。因此,通常採用低氫脆鍍鎘作為結構鋼、高強鋼和彈簧鋼部件的重要防護方法。但電鍍後,仍需進行嚴格的除氫處理,或採用其他更有效的防滲氫措施。
鍍鎘還容易出現“鎘脆”現象,通常是在較高溫度,並同時存在一定應力條件下,可使鋼和鈦合金產生鎘脆。由於鍍鎘層在232℃以上能浸蝕到鋼鐵件的基體中去,能造成所謂“鎘脆”現象,故使用溫度不應超過232℃。
鍍鎘層可以焊接,該鍍雇能減少鍍銅電觸點的氧化,還不增加接觸電阻。鍍鎘層通常用在鋼鐵緊固件、管道件等受力件、鋁和鋁合金件、鎂合金件以及與橡膠接觸的鋼件及銅件上。特別是一些彈性件、螺紋件、標準件以及航空航天、造船、電子及軍工產品等習慣採用鍍鎘。但鎘的蒸汽和它的可溶性鹽類是有劇毒的,嚴重污染環境。因此,鍍鎘層的套用受到嚴格的限制,現已經很少套用,大多數採用鍍鋅層和鋅合金層來取代鍍鎘層。