[发明专利]一种机械沉积镉用添加剂

说明书

本发明公开一种机械沉积镉用添加剂，属于金属表面防护技术领域。本发明所述添加剂的组分及质量百分比为：丁炔二醇1%~3%，乳化剂OP‑10 1.5%~4%，柠檬酸6%~10%，木质素磺酸钠3%~5%，苹果糖酸钠0.5%~2%，硫酸镉3~10%，氯化亚锡10~18%、余量为水。施镀时，本发明添加剂的组分能够保证基体和镉粉表面处于清洁状态，控制镉粉具有合适的团聚尺寸，对金属离子产生较强的吸附、螯合作用，能够实现较短时间内（3～5min）获得10μm厚度的镀层沉积。

技术领域

本发明涉及一种机械沉积镉用添加剂，属于金属表面处理技术领域，用于钢铁制件表面镉镀层的机械沉积，确切地讲，它属于钢铁基体上金属涂镀技术领域。

背景技术

镀镉存在潜在的环境污染，且镀层易出现氢脆、镉脆，但由于其具有以上优异的耐海洋环境腐蚀性能，所以镀镉目前仍然是海工装备用钢基零部件的主要防护措施，尤其是应用于船舰装备的紧固件、连接件等的表面防护，镀镉仍然是主要的首选；当前的镀镉基本采用电镀镉工艺，300M、30CrMnSiNi2A、A-100等高强度钢螺栓及连接件的电镀镉易出现氢脆、镉脆，严重影响着基体材料的疲劳寿命。

与传统的电镀和热镀相比，机械沉积镀具有室温下操作、镀后无氢脆、镀层厚度容易控制、无镉离子扩散、无回火软化等诸多优点；又因为，机械沉积镀过程没有电解效应，也没有高温冶金反应；所以，机械沉积镀过程没有电解析氢，更没有高温熔融金属的侵蚀。所以，从氢脆和镉脆产生的原因考虑，机械沉积法制备镉镀层有着明显的优势。但金属镉不同于金属锌，锌对钢铁基材属于牺牲阳极保护，而镉的电极电位比铁正，故镉对钢铁基材属于阴极保护镀层。因为锌、镉电极电位不同，以及锌、镉与铁电极电位排序位置的不同，导致传统的机械沉积锌原理及机械沉积锌的活化剂并不能照搬到镉的机械沉积过程。试验表明，采用机械沉积锌工艺镀敷镉时，镉粉的沉积速度慢，镉粉添加10分钟后镀层增厚不到10μm，沉积过程不稳定，镉粉的有效利用率低于50%，难以获得预期厚度的镀层。国内外的文献检索表明，有关机械沉积镉工艺流程、添加剂、工艺原理等方面的相关研究甚少。鉴于此，针对传统电镀镉存在的诸多问题，开展镉镀层的快速机械沉积研究具有重要的实践意义，这也是金属表面处理技术领域科技工作者们亟待解决的问题。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术的不足，提出一种机械沉积镉用添加剂，实现钢铁制件表面镉的快速机械沉积，所述添加剂的组分及质量百分比为：丁炔二醇1%~3%，乳化剂OP-10 1.5%~4%，柠檬酸6%~10%，木质素磺酸钠3%~5%，苹果糖酸钠0.5%~2%，硫酸镉3~10%，氯化亚锡10~18%、余量为水，所有组份的质量百分比之和为100%。

本发明所述机械沉积镉用添加剂的组分组成均为工业级化工原料。

本发明所述机械沉积镉用添加剂的配制方法：首先向容器中加入水和柠檬酸，然后加入丁炔二醇，乳化剂OP-10，木质素磺酸钠，苹果糖酸钠，硫酸镉，氯化亚锡，搅拌均匀后得到添加剂水溶液。

本发明所述机械沉积镉用添加剂使用时镀层厚度每增厚10μm时活化剂的添加量Q为：

Q：添加量，单位ml；

S：镀件的表面积，单位m²；

40～45：系数，据镀件表面的平整度从40至45选取。

本发明所述机械沉积镉用添加剂使用时的工艺步骤如下：

（1）预处理：采用电镀、热浸镀、机械镀工艺常用的脱脂除油方法如热碱法、超声波法、氧化法等去除工件表面的油脂，采用电镀、热浸镀、机械镀工艺常用的除锈方法如化学酸洗法、喷砂喷丸等去除工件表面的锈垢，经预处理的钢铁制件表面露出清洁的金属表层。