无氰酸性镀镉在航空航天零部件的应用

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《航天工业管理》2016年第12期

摘要:介绍了一种用于航空航天零部件的高耐腐蚀性镀镉层结构，包括金属基体、预镀层、中间镀层、镀镉层以及钝化层，其中所述金属基体为钢铁基体和铝合金基体。对镀层结构进行中性盐雾试验2064h其表面无白色腐蚀物生成，耐盐雾性能比航天工业部标准QJ453-1988《镀镉层技术条件》中96h中性盐雾试验的要求高21倍。这种保护层在耐腐蚀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寿命。

关键词:航空航天零部件;无氰镀镉;镀层结构;高耐腐蚀性

引言

传统的氰化镀镉溶液性能稳定，镀层质量优良，因此，航空航天、航海以及一些特殊电子零部件采用氰化镀镉工艺制备防护层。氰化物是国家严令禁止使用的污染物之一，用无氰镀镉代替氰化镀镉已成为业内进行研究的热点课题。按照国家发展改革委员会《产业结构调整目录(2011年修改版)》的要求和贵州省经济和信息化委员会《关于淘汰部分含有毒有害氰化物电镀工艺专题会议纪要》(黔经信专议［2013］67号)工作部署，贵州省内电镀企业在2016年底前淘汰氰化物镀锌和氰化物镀镉有毒有害生产工艺。应贵州省装备制造业协会表面工程分会的要求，广州超邦化工有限公司开发了NCC-617无氰酸性镀镉工艺，提供了一种用于航空航天零部件的高耐腐蚀性镀镉层。NCC-617镀镉电镀废水用二甲基二硫代氨基甲酸钠沉淀处理后，镉离子的质量浓度小于0．01mg/L，满足GB21900-2008《电镀污染物排放标准》要求。

1镀镉工艺

无氰镀镉溶液成分及操作条件。

2制备流程

2．1钢铁基体镀镉钢铁基体镀镉具体操作如下:

1)前处理。对钢铁零部件进行碱性化学除油水洗碱性阳极电解除油水洗酸洗水洗阴极电解除油水洗活化水洗的工序。

2)镀镉。采用NCC-617无氰镀镉工艺制备镀镉层，其δ为6～20μm，按GB/T13346-1992标准在200℃对镀件进行除氢处理20h。

3)钝化。镀镉层经2%～3%的硝酸出光水洗铬酸盐低铬彩色钝化水洗干燥60℃老化15min，钝化层δ为0．3～0．5μm。

2．2铝合金基体镀镉铝合金基体镀镉具体操作如下:

1)前处理。对铝合金零部件进行化学除油水洗浸蚀水洗出光水洗的工序。

2)浸锌。第一次浸锌水洗退锌水洗第二次浸锌水洗。

3)化学预镀镍。在浸锌层上采用专用的碱性化学镀镍溶液制备化学预镀镍层。

4)镀镍。在化学预镀镍层上采用瓦特镀镍溶液制备镀镍层，其δ为5～10μm。

5)镀镉。在电镀镍上采用NCC-617无氰镀镉工艺制备镀镉层，其δ为6～20μm;然后200℃对镀件进行除氢处理20h。

6)钝化。镀镉层经1%～3%的硝酸出光水洗铬酸盐低铬彩色钝化水洗干燥60℃老化15min，钝化层δ为0．3～0．5μm。

3镀层性能

3．1耐腐蚀性

钢铁件按上述工艺制备的镀镉层，按照GB/T10125-1997《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》进行中性盐雾试验。试验结果表明，采用NCC-617无氰镀镉工艺制备的镀镉层耐腐蚀性能明显高于氰化镀镉工艺，测试2064h镀件表面无白色腐蚀物生成，耐腐蚀性比航天工业部标准QJ453-1988《镀镉层技术条件》中96h中性盐雾试验的要求高21倍。

3．2柔软性

用弯曲法定性检验镀层的脆性，采用δ为0．2mm的黄铜片按NCC-617工艺镀镉，镀层δ为23．7μm，将试片弯曲180°，镀镉层无爆裂，镀层柔软性较好。

3．3结合力

按JB2111-1977《金属覆盖层的结合强度试验方法》，以热震试验法测定镀层结合力。将镀件放在烘箱中加热至190℃，然后取出放入室温水中骤然冷却，镀层没有起泡和脱落，结合力良好。

4结语

NCC-617无氰酸性镀镉工艺是为满足航空航天企业的要求而开发的，使用的添加剂与配位剂，克服了含EDTA无氰酸性镀镉工艺存在的镀层性能差和废水处理困难的缺点。在贵州省航空航天企业的应用表明，NCC-617无氰镀镉层耐蚀性、柔软性及结合力等性能均满足航空航天工业部标准的要求，并且废水处理能够达标排放，尤其是镀层的耐腐蚀性取得了较大的突破，能大幅度提高航空航天零部件的使用寿命，受到了航空航天企业的青睐。

参考文献

［1］万冰华，杨军，王福新，等．无氰镀镉工艺开发研究与应用［J］．电镀与精饰，2014，36(3):22-25+46．

［2］李博．无氰镀镉替代氰化镀镉工艺研究［J］．电镀与精饰，2016，38(4):32-35．

［3］郭崇武．新型无氰酸性镀镉工艺的开发研究［J］．电镀与涂饰，2016，35(5):250-255．

［4］广州超邦化工有限公司．一种用于航空航天零部件的高耐腐蚀性镀镉层:中国，201520672126．3［P］．2015-12-30

作者：陈建锐；郭崇武 单位：广州超邦化工有限公司