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镀层的结合力:铁的易钝化性

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-25  浏览次数:1350

铁的易钝化性

尽管铁的钝性系数仅0.18,但已属于易钝化金属。多年前就有人做过试验:在空气中将铁丝折断,立即放入汞中,断面处已不能生成铁汞齐;而在汞中将铁丝折断,断面处却可以生成铁汞齐。原因是:铁丝在空气中被折断的瞬间,其断面处已被空气中的氧所氧化而发生钝化,在钝化后的断面上不能形成铁汞齐。

钢铁件在除油、活化后本已被活化了,但活化后再水洗时,因溶解氧的氧化作用也不同程度地被钝化。在无氰碱铜液中,铁会进一步钝化,且在碱性条件下,其钝态可长期保持,而不会自然活化。20世纪70年代,笔者曾测定过当时提出的几种无氰碱铜液中铁试片的电位一时问曲线。发现在氰化镀铜液中,电位会随时间而变负,达到一稳定值;而在所有无氰碱铜液中,电位都会变得更正,最后也趋于一个完全钝化的稳定值,其中以焦磷酸盐镀铜液中的电位最正(有人认为还可形成某种形式的磷化膜)。由此证明,除了氰化镀铜液中CN-对钢铁件有化学活化作用外,无氰配位剂均无活化作用,钢铁件在无氰碱铜液中反而会进一步钝化。于是笔者撰文《钢铁件镀铜的结合力问题》,发表在《材料保护》l981年第2期上。

但与钛、铝、铬、镍不同的是,铁的钝性系数不大,形成的钝化膜薄而不致密,在大气中无防蚀能力而使铁很易生锈。

在电镀中利用铁的易钝性的例子也不少,如:在浓硝酸中褪除镍层后,铁基体呈钝态而不被腐蚀;因浓硫酸具有强氧化性,钢铁件用浓硫酸除油后被钝化了,不会被腐蚀。另外,可用硝酸铵溶液阳极电解,一次性褪除铜~镍一铬镀层。若掌握得好,褪去镀层后钢铁件不腐。原因是:电流密度足够大时,阳极析氧,使钢铁件电解钝化了;N0-3在阴极还原时可生成亚硝酸根,其氧化性会促使钢铁件发生化学钝化。但若阳极电流密度过小,氧气析出量不大或褪镀液过稀时,钢铁件会受腐蚀。

在电镀无氰化的进程中,镀锌在一般产品上已实现了无氰化,但钢铁件直接无氰镀铜,至今难有大生产适用的工艺。在光亮酸铜镀液中,因产生严重置换而导致结合力很差;而在无氰碱铜镀液中,易做到无置换铜,但难以使钝化了的钢铁件快速活化。

 

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