[发明专利]一种机械沉积镉及镉合金镀层用活化剂

说明书

本发明公开了一种机械沉积镉及镉合金镀层用活化剂，属于表面防护技术领域。本发明所述活化剂的组分及质量百分比为：丙二醇5%~12%，聚乙烯醇6%~10%，钠基膨润土0.5%~2%，柠檬酸3%~6%，木质素纤维2%~5%，氟硼酸1%~2%，二价镉盐15%~20%，余量为水。本发明所述活化剂中各组分加入能够保证在稳定酸性的镀液环境中镉粉、镉合金粉表面处于合适的活化状态，金属粉末颗粒表面、基体表面和二价镉离子之间形成一定范围的弱电吸附，有利于金属粉末在基体表面的稳定吸附沉积，因此，本发明所述活化剂用于机械沉积镉及镉合金镀层时具有明显的金属粉末机械沉积速度稳定，镀层增厚速度稳定的优点。

技术领域

本发明涉及一种机械沉积镉及镉合金镀层用活化剂，属于表面防护技术领域。

背景技术

镉对钢铁基材属于阴极保护镀层，但在高温或海洋气候下，镉镀层则属于牺牲性阳极保护镀层；同时镉镀层的焊接性与润滑性良好。虽然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。

机械沉积镀是一种在常温常压下利用物理、化学吸附沉积和机械碰撞使金属粉末在工件表面形成镀层的工艺。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。机械沉积锌镀层形成过程的研究发现，金属粉末的机械沉积过程是金属粉体的直接成型过程，是金属粉末的固态→固态的转变，不同于电镀过程金属的固态→离子态→固态转变，也不同于热浸镀过程的固态→液态→固态转变；所以，机械沉积镀过程没有电解效应、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。显而易见，从氢脆和镉脆产生的原因考虑，采用机械沉积镀方法制备镉及镉合金镀层有着明显的优势。但国内外的文献检索表明，有关机械沉积镉及镉合金镀层的相关研究甚少。鉴于此，针对传统电镀镉存在的诸多问题，开展镉及镉合金镀层的机械沉积研究具有重要的实践意义和应用价值，这也是金属表面处理技术领域科技工作者们亟待解决的课题。

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及镉合金镀层用活化剂，所述活化剂的组分及质量百分比为：丙二醇5%~12%，聚乙烯醇6%~10%，钠基膨润土0.5%~2%，柠檬酸3%~6%，木质素纤维2%~5%，氟硼酸1%~2%，二价镉盐15%~20%，余量为水，所有组份的质量百分比之和为100%。

本发明所述二价镉盐为硫酸镉、乙酸镉中一种或两种按任意比例混合得到的混合物。

本发明所述活化剂的原料均为工业级化工原料。

本发明所述活化剂的配制方法：首先向容器中加入计算量的水，按质量百分比再向水中加入丙二醇、聚乙烯醇、钠基膨润土、柠檬酸、氟硼酸，最后加入木质素纤维和二价镉盐，并搅拌均匀，得到活化剂的水溶液。

本发明所述机械沉积镉及镉合金镀层用活化剂配制完成后要求4～6小时之内用完。

本发明所述机械沉积镉及镉合金镀层用活化剂使用时镀层厚度每增厚10μm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；

40～50：系数，据镀件表面的平整度从40至50选取。

本发明所述机械沉积镉及镉合金镀层用活化剂使用时的工艺步骤如下：