电镀镉(用作钢铁零件的防护层)
镉的电镀广泛用于保护钢和铸铁免遭腐蚀。以镉镀层来防护内层金属,由于镉相对于铁是阳极,其下面的铁金属甚至在镉被拉伤或刻出裂痕时的裸露基体都能通过镉板的消耗而得到保护。通常镉都是作为一种薄层(小于25μm或1mil厚)而应用于耐大气腐蚀。
电镀镉
cadmium elector plating
用作钢铁零件的防护层
工业领域
电解作用形成碱式碳酸盐膜
比较稳定,耐蚀性强
diàn dù gé
保护易受损仪器
氰化物镀镉、酸性镀镉等
二价金属化合物
镉
简介
借电解作用。在钢铁制件表面上沉积一层镉的方法。用于防止海水或盐雾的腐蚀,提高装配紧密性和摩合性,并增加美观。广泛应用于船舶机件、航海仪器、仪表和紧固零件等制造工业,分为酸性镀镉法(以硫酸镉或氟硼酸镉为电解液的主要成分)和氰化镀镉法(以氰化镍、氢氧化钠和氰化钠为电解液的主要成分)。氰化镀镉电解液配制简单,分布能力较高,可镀外形复杂的制件,镉镀层晶体细致而结合力强,应用较多,现应用的无氰电解液,用中性铵盐和氨羧络合剂-铵盐等。电镀后,在铬酸溶液中钝化,再冲洗和干燥。
特点
镉在海洋性的大气或海水接触的零件及在70℃以上的热水中,镉镀层比较稳定,耐蚀性强,故镀镉常用于海洋性环境使用的镀层。
镉是银白色的可塑性的金属。镉金属易于锻造和辗压。镉的相对原子质量为112.41,密度为8.65g/cm ,熔点为320.9℃,沸点为767℃。镉在化合物中以二价金属存在。其硬度为200HV。镉的化学性质与锌很相似,但不溶于碱液中,能溶于硝酸和硝酸铵中,在稀硫酸和稀盐酸中溶解很慢。在室温和干燥的空气中,几乎不发生化学变化,但在潮湿的空气中镉则易氧化,形成的氧化膜能够保护金属镉不再继续受腐蚀。
镉的蒸气和可溶性镉盐都有毒,必须严格防止镉的污染。镉的标准电位为-0.4V。在一般工业大气环境中,镉镀层对钢铁件是属于阴极性镀层,但在海洋性气候、海水或高温环境中,镉镀层对钢铁件是属于阳极性镀层。当工作温度超过232℃以上时,镉镀层易于导致零件发脆。
镉镀层常用于航空、航海、无线电和电子产品零件的防护。
国内生产中应用较多的镀镉溶液类型有:氨羧络合物镀镉、酸性硫酸盐镀镉和氰化镀镉。此外,还有焦磷酸盐镀镉、碱性三乙醇胺镀镉和HEDP镀镉等。
具体方法
镉镀层主要用作钢铁零件的防护层。在一般大气和工业大气条件下,相对于钢铁基体,镉镀层是阴极性镀层,而在不含工业性杂质的潮湿大气或海洋性大气条件下,镉镀层属于阳极性镀层。应用较广的镀液有氰化物镀液、氨羧络合剂镀液和酸性镀液等。
氰化物镀镉
氰化物镀液具有较大的阴极极化作用,镀层平滑细致。含有添加剂时,可获得光亮镀层,其孔隙少,耐蚀性高,但产生氢脆的倾向性大。主要适用于抗拉强度较低韵钢的防护。
a.镀液应定期分析,调整和过滤。并按分析结果添加氰化钠和氧化镉,控制NaCN:Cd=3~4:1。其它成份也应根据镀层质量补加。
b.使用阳极时应套布套,不用时应将阳极取出。铜及锡焊的零件最好带电下槽,避免铁、铜、锡等杂质增多。
c.镀液允许的杂质含量为:铜不大于1g/L、锡不大于0.05g/L、铁和铝不大于10g/L,碳酸盐不大于80g/L。金属杂质用小电流处理,碳酸盐的去除同氰化物镀锌。
氨酸络合剂镀镉
氨羧络合剂镀液可获得结晶细致、耐蚀性好的镉镀层,溶液稳定,均镀能力和深镀能力不亚于氰化镀镉镀液。但镀层脆性较大,溶液对设备的腐蚀严重、污水处理较困难。
酸性镀镉
酸性镀锅镀液成分简单,成本低。由于没有添加络合剂,阴极极化作用较小,均镀能力与深镀能力较差,只适用于电镀形状简单的零件。
性质和用途
电镀镉成型零件
镉的化学性质和镀锌层相似,在潮湿的空气中表面能生成一层碱式碳酸盐膜,具有一定的防护作用,可保护镉层使其不继续受到腐蚀。镀镉和镀锌一样,往往对钢铁特别是高强钢部件易产生“氢脆”,但镀镉比镀锌产生氢脆的倾向性小些。因此,通常采用低氢脆镀镉作为结构钢、高强钢和弹簧钢部件的重要防护方法。但电镀后,仍需进行严格的除氢处理,或采用其他更有效的防渗氢措施。
镀镉还容易出现“镉脆”现象,通常是在较高温度,并同时存在一定应力条件下,可使钢和钛合金产生镉脆。由于镀镉层在232℃以上能浸蚀到钢铁件的基体中去,能造成所谓“镉脆”现象,故使用温度不应超过232℃。
镀镉层可以焊接,该镀雇能减少镀铜电触点的氧化,还不增加接触电阻。镀镉层通常用在钢铁紧固件、管道件等受力件、铝和铝合金件、镁合金件以及与橡胶接触的钢件及铜件上。特别是一些弹性件、螺纹件、标准件以及航空航天、造船、电子及军工产品等习惯采用镀镉。但镉的蒸汽和它的可溶性盐类是有剧毒的,严重污染环境。因此,镀镉层的应用受到严格的限制,现已经很少应用,大多数采用镀锌层和锌合金层来取代镀镉层。