出货管理系统周楠;丁毅;马立
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【摘 要】The surface of Q 235 steel was electroplated a nickel coating for enhancing its corrosion resistance and weldability. The pretreatment processes, including alkaline cleaning, acid pickling, activation, etc. , were studied. The research was focused on the technological parameters of DC plating and pulse plating as well as the properties of the nickel coating. The results show that both nickel coatings obtained by DC plating and pulse plating are uniform and compact without obvious defects, and the pulse nickel coating is more compact than that obtained by DC platings the coating obtained with agitation is obviously superior to that obtained without agitation; the self-corrosion potential of the pulse nickel coating is obviously higher than that of the DC nickel coating, and the self-corrosion potential is further increased when agitation is used.%在Q 235钢表面电镀镍,以提高低碳钢表面的耐蚀性和可焊接性.对碱洗、酸洗、活化等前处理工艺进行了研究,着重研究了直流电镀和脉冲电镀的工艺参数和镀镍层的性能.结果表明:直流镀镍层和脉冲镀镍层都较为均匀、致密、无明显缺陷,且脉冲镀镍层比直流镀镍层结构更加紧密；加搅拌后所得镀层的实验结果明显优于不加搅拌时所得镀层的；脉冲镀镍层的自腐蚀电位明显高于直流镀镍层的,且加搅拌后,自腐蚀电位进一步提高. 【期刊名称】《电镀与环保》
蓄电池模拟器【年(卷),期】2013(033)001
【总页数】3页(P4-6)
【关键词】Q235钢;电镀镍;直流电镀;脉冲电镀;搅拌
【作 者】周楠;丁毅;马立
【作者单位】南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京210009;南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京210009;南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京210009
【正文语种】投饵机中 文
【中图分类】TQ153
随着电池行业的蓬勃发展，迫切需要企业生产高性能的电池外壳。国内传统二次电池和一次碱性电池的钢壳生产工艺是用低碳钢带冲压成型后，再用滚镀镍的方式镀一层金属镍，用于提高耐蚀性。该方法会造成电池钢壳内孔漏镀及镀层厚度不均，使电池的使用寿命降低。目前最先进的方法是先对低碳钢带镀镍，然后再对镀镍的钢带进行深冲，直接得到镀镍的电池钢壳。这种生产工艺具有效率高、速率快、成本低等优点，但是必须保证镀层完整，不能有裂纹、皱折，更不能脱落。本文着重研究了直流电镀和脉冲电镀的工艺参数以及镀镍层的性能。
前处理的目的是去除基体表面的油脂、污垢及氧化物，从而获得清洁、有催化能力的光滑表面。前处理是决定镀层质量的关键因素。如果前处理不当，基体表面的氧化物或其他腐蚀产物没有被去除干净，会引起镀层孔隙率增加、结合力降低以及外观质量变差等问题，甚至会导致部分区域镀不上镀层。因此，前处理工艺的选择和实施对镀层质量有重要作用。实验所用的阳极材料为纯镍板。工艺流程为：打磨—→丙酮超声波除油—→水洗—→碱性除油—→水洗—→活化—→水洗—→电镀—→水洗—→吹干。
硫酸镍320g/L，氯化镍45g/L，硼酸30g/L，十二烷基硫酸钠0.5g/L，pH值4.1～4.2，平均电流密度2A/dm2，占空比0.4，频率40Hz，（55±2）℃，10min。
将浸过试液的潮湿滤纸贴在经过清洁处理的试件表面上。滤纸与清洁表面之间应无气泡。必要时可用滴管向贴好的滤纸补加试液，使其在测定时间内保持湿润。到时间后，取下印有孔隙斑点的滤纸，用蒸馏水冲洗，放在清洁玻璃板上，干燥后计算孔隙数目。
图1为镀镍层的SEM照片。由图1可知：与直流镀镍层相比，脉冲镀镍层结晶更加致密、晶粒更加细小，缺陷较少。由于脉冲峰值电流密度比对应的直流电流密度高，因而在脉冲电沉积时电极表面吸附的原子总数比直流电沉积时的多，所形成的大量晶核稍长大便由于脉冲关断而停止生长，在下一个脉冲导通时间内又会形成很多新的晶核，其结果是使成核速率增大。在脉冲电沉积过程中，新晶核的形成占主导地位而晶核的生长占次要位置，因此，形成的沉积层具有较细的晶粒结构；同时，高脉冲电流密度所导致的高过电位也有利于提高成核速率，从而促进晶粒的细化［1－2］。比较加搅拌的镀层和未加搅拌的镀层，可以看出：加入搅拌以后，镀层更加致密，晶粒更加细小。由于搅拌的作用，使溶液本体的浓度和电极附近的浓度趋于一致，使浓差极化减弱，从而得到致密的镀层。
图2为直流镀镍层和脉冲镀镍层的XRD衍射图谱。结合图谱和XRD分析可知，镍的晶体结构为面心立方结构。将XRD衍射图谱与标准图谱对照发现：在2θ为45°，52°，77°时，分
别对应于镍的（111），（200），（220）晶面。由图2可知：总体而言，脉冲电镀的衍射峰强度比直流电镀的强，但是两者在（111）晶面的衍射峰都很强，而在（220）晶面的衍射峰都较弱。根据晶体比表面能量最小化原理，面心立方格子构造的镍晶体中以（111）晶面优先发育。而且（200）型含量的增加也使得镀层更加均一，得到结晶更加致密、均匀的镀层，有利于提高镀层的耐蚀性。
固态高频采用中性盐雾实验人工加速镀层腐蚀的方法，按照 GB 10125-1997和 GB/T 6461-2002，评定镀镍层的耐蚀性。实验采用质量分数为5%的NaCl溶液，pH值为6.8，实验箱温度为（35±2）℃，饱和空气桶温度为47℃。试样的测试面与垂直方向成30°，表面膜层除测试面外其他各面用504胶密封保护，连续喷雾。根据膜层出现腐蚀点、起泡或者起皮的时间来评价表面保护膜层的耐蚀性，实验结果，如表1所示。
由表1可知：脉冲镀镍层出现腐蚀斑点的时间多于直流镀镍层的，并且腐蚀的区域也小于直流镀镍层的。因此，可以判断脉冲镀镍层的耐蚀性优于直流镀镍层的。比较加搅拌和未加搅拌的镀镍层后发现：加入搅拌后，镀层较长时间后才出现腐蚀，说明镀层的耐蚀性变好。
图3为不同条件下所得镀镍层在浓度为6 mol/L的KOH溶液中的阳极极化曲线，经分析所对应的数据，如表2所示。由图3和表2可知：直流镀镍层和脉冲镀镍层的极化曲线形状相似，直流镀镍层的自腐蚀电位为－0.56V，脉冲镀镍层的自腐蚀电位为－0.32V。脉冲镀镍层的致钝电位比直流镀镍层的高，并且此时的自腐蚀电流密度较小。处在强极化区时，由于生成镍的氢氧化物而发生二次钝化现象［3］，发生在图中的拐点处。电位更正时为析氧反应，此时可以观察到气泡的产生。比较脉冲电镀和直流电镀后发现：脉冲电镀材料的自腐蚀电位明显变正，并且自腐蚀电流密度降低很多，表明脉冲电镀的耐蚀性优于直流电镀的［4－7］。加入搅拌后，镀层的致钝电位比不加搅拌时的高，并且此时自腐蚀电流密度较小，说明加搅拌以后镀层的耐蚀性有所提高。这与中性盐雾实验的结果相一致。
镀层孔隙率的测定结果，如表3所示。由表3可知：脉冲镀镍层的孔隙率比直流镀镍层的低。因为脉冲电镀关断时间的存在使得沉积金属离子的质量浓度回升，比在直流电下有更高的沉积速率，促使镀层均匀分布，孔隙率降低。此外，加搅拌后镀层的孔隙率变小。这是因为搅拌可以提高阴极电流密度，加速氢气泡的逸出，缩短其滞留在阴极表面的时间，有效地减少镀层的针孔和麻点［8－10］。
压模
（1）与直流镀镍层相比，脉冲镀镍层结晶更加致密、晶粒更加细小，缺陷较少；并且加入搅拌以后，镀层更加致密、晶粒更加细小。脉冲镀镍层和直流镀镍层都为晶态结构，并且都有（111）晶面的择优取向，但是脉冲镀镍层在（200）晶面的衍射强度增加，使镀层更加致密。
（2）中性盐雾实验结果表明：脉冲结合搅拌所得镀层在6h后出现腐蚀斑点，直流结合搅拌所得镀层在3h后出现腐蚀斑点，而不加搅拌所得的镀层约在0.5h和1.5h时就出现腐蚀斑点。
（3）电化学测试结果表明：脉冲电镀和直流电镀都发生了二次钝化现象，并且脉冲镀镍层的自腐蚀电位比直流镀镍层的提高了240mV；加搅拌后，自腐蚀电位进一步提高。这表明脉冲镀镍层比直流镀镍层具有更好的耐蚀性，且加搅拌后耐蚀性进一步提高。
【相关文献】
［1］陈广.脉冲电镀Ni-W合金镀层及其性能研究［D］.无锡：江南大学，2006.
［2］金成昌，蔡绍雄，常怀伟.不同碱锰电池钢壳的SEM研究［J］.电池，2002，32（6）
：332-334.
［3］SEREBRENNIKOVA I，PARAMASIVAM I，ROY P，et al.Steel corrosion in alkaline batteries［J］.Electrochimica Acta，2009，54（22）：5 216-5 222.
［4］FLITT H J，SCHWEINSBERG D P.Evaluation of corrosion rate from polarisation curves not exhibiting a Tafel region［J］.Corrosion Science，2005，47（12）：3 034-3 052.
［5］MANSFELD F.Tafel slopes and corrosion rates obtained in the pre-Tafel region of polarization curves［J］.Corrosion Science，2005，47（12）：3 178-3 186.
［6］GILEADI E， KIROWA-EISNER E.Some observations concerning the Tafel equation and its relevance to charge transfer in corrosion［J］.Corrsion Science，2005，47（12）：3 068-3 085.
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