碳钢化学镀镍工艺研究-开题报告

纸， 明书全套毕业设计均有 学 本科生毕业论文（设计）开题报告 题目名称 碳钢化学镀镍工艺研究 学生姓名 专业 学号 指导教师姓名 所学专业 职称 完成期限 11 月 1 日至 5 月 31 日 一、 一、 选题的目的意义 化学镀镍技术是采用金属盐和还原剂 ,在材料表面上发生自催化反应获得镀层的方法。 化学镀与电镀相比具有许多优点： 以往煤矿综采支架上用的立柱、千斤顶、油缸的防腐均采用镀铬及镀锌 ,由于受几何形状的影响 ,只能对活塞杆、活塞、导向套等简单部件进行电镀 ,稍微复杂一点的内孔、沟槽就很难 采用电镀的方法来解决防腐问题 ,且镀液废水对环境污染严重。化学镀镍 在以往煤矿综采支架油缸上还未使用过 ,也不敢轻易变更防腐工艺。通过实际考察和检验 ,该方法完全可行 ,只要对产品镀层的质量严格控制 ,完全能保证产品的使用性能。 由于化学镀镍层具有优秀的均匀性、硬度、耐磨和耐蚀性等综合物理化学性能，该项技术已经得到广泛应用，目前几乎难以找到一个工业不采用化学镀镍技术。 二、国内外研究综述 80 年代，欧美等工业化国家在化学镀技术的研究，开发和应用得到了飞跃发展，平均每年有 15 20%表面处理技术转为使用化学镀技术，使金 属表面得到更大的发展，并促使化学镀技术进入成熟时期。为了满足复杂的工艺要求，解决更尖端的技术难题，化学镀技术不断发展，引入多种合金镀层的化学复合技术，即三元化学镀或多元化学镀技术，得到了一些成果。 化学镀技术由于工艺本身的特点和优异性能，用途相当广泛。中国在 80 年代才开始在化学镀方面进行探讨，国家在 1992 年分布了国家标准（ 13913 92），称之为自催化镍 磷镀层。中国已将化学镀技术广泛用在汽车工业、石油化工行业、机械电子、纺织、印刷、食品机械、航空航太、军事工业等各种行业，由于电子电脑、通 讯等高科技产品的应用和迅速发展，为化学镀提供了广阔的市场。 2000 年以后，一方面由于国家注重环保，另一方面中国的工业发展了对金属表面处理要求提高了，加快了化学镀这一技术的发展，国家的高新技术目录也新增了化学镀。化学镀虽然在中国的起步比较晚，但近年发展相当快，有些性能的技术指标完全可以与欧美的化学镀比美，加上价格低、适应中国企业的工艺流程，发展前景备受注目。 纸， 明书全套毕业设计均有 三、主要研究内容 1、在原理上弄清化学镀与电镀的相同点和不同点，以及其应用上的不同； 2、了解碳钢零件的化学镀镍原理及过程，国内外 研究及应用状况； 3、对碳钢样品进行化学镀镍试验，通过控制工艺过程参数获得合格镀镍层； 4、要求经过化学镀镍的碳钢样品表面平整、光滑、美观 、耐磨和耐腐蚀 。 四、毕业论文（设计）的研究方法和技术路线 1、化学镀镍溶液的成分分析 为了保证化学镀镍的质 量，必须始终保持镀浴的化学成分、工艺技术参数在最佳范围（状态） 。 （ 1）、 度 镀液中镍离子浓度常规测定方法是用 合滴定 ,紫脲酸胺为指示剂。 试剂 1）浓氨水（密度： 2）紫脲酸胺指示剂（紫脲酸胺：氯化钠 =1： 100）。 3） 液 常规标定。 分析方法： 用移液管取出 10 却后的化学镀镍液于 250 锥形瓶中，并加入 100 馏水、 15氨水、约 示剂，用标定后的 液滴定，当溶液颜色由浅棕色变至紫色即为终点。 镍含量的计算： C = V (g/L) 式中 M 标准 液的摩尔浓度； V 耗用标准 液的毫升数。 （ 2）、 还原剂浓度 次亚磷酸钠 2O 浓度的测定 其原理是在酸性条件下，用过 量的碘氧化次磷酸钠，然后用硫代硫酸钠溶液反滴定自剩余的碘，淀粉为指示剂。 试剂 1）盐酸 1： 1； 2）碘标准溶液 常规标定 ； 3）淀粉指示剂 1%； 4）硫代硫酸钠 常规标定。 分析方法： 用移液管量取冷却后的镀液 5带盖的 250形瓶中；加入盐酸 25标准纸， 明书全套毕业设计均有 溶液于此锥形瓶中，加盖，置于暗处 度不得低于 25 )；打开瓶盖，加入 1粉指示剂，并用硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失为终点。 计算： C 2O = (g/L) 式中 标准碘溶液的摩尔浓度； 标准碘溶液毫升数； 标准硫代硫酸钠溶液的摩尔浓度； 耗用标准硫代硫酸钠溶液毫升数。 （ 3）、 浓度 化学镀镍浴还原剂反应产物中影响最大的是次 亚 磷酸钠的反应产物亚磷酸钠。其他种类的还原剂的反应产物的影响较小甚至几乎无影响，如 测定原理是在碱性条件下，用过量的碘氧化亚磷酸钠 ，但 次亚磷酸钠不参加反应；然而，用硫代硫酸钠反滴定剩余的碘， 淀粉为指示剂。 试剂 1）碳酸氢钠溶液 5%。 2）醋酸 98%。 3）其余试剂同前。 分析方法： 用移液管量取冷却后的镀液 5 250锥形瓶中（可视 量多少决定吸取镀液体积），加入蒸镏水 40 加入碳酸氢钠溶液 50用移液管量取 40准碘溶液于锥形瓶中，加盖，放置暗处1h。 开启瓶盖，滴加醋酸至 ，摇匀，用硫代硫酸钠滴定至溶液呈淡黄色，加入淀粉试剂 1续滴定至蓝色消失 1为终点。 计算： (g/L) 式中 标准碘溶液的摩尔浓度； 标准碘溶液毫升数； 标准硫代硫酸钠溶液的摩尔浓度； 耗用标准硫代硫酸钠溶液毫升数。 2、 化学镀镍浴稳定性的测定 取试验化学镀镍液 50于 100试管中，浸入已经恒温至 601 的水浴中，注纸， 明书全套毕业设计均有 意使试管内溶液面低于恒温水浴液面约 2小时后，在搅拌下，使用移液管量取浓度为10010氯化钯溶液 1试管内。记录自注入氯化钯溶液至试管内，化学镀浴开始出现混浊（沉淀）所经历的时间，以秒表示。 这是一种测定化学镀镍浴稳定性的加速试验方法，可作为鉴别不同化学镀镍浴稳定 性时的参考；亦可用于化学镀镍浴在使用过程中稳定性的监控，如果上述试验出现混浊时间明显加快，说明化学镀镍浴处于不稳定状态。 3、化学镀镍的主要技术指标 （ 1）、镀层厚度 10 2）、硬度 当于 5 72） （ 3）、结合强度大于 15kg/ 4）、耐腐蚀性能大大优于不锈钢。 4、需要完成的工作 （ 1）、熟悉化学镀镍工艺的现状及发展趋势； （ 2）、知道化学镀镍的定义以及在原理上弄清化学镀和电镀的异同； （ 3）、预习正交试验的试验过程，为下一步的试验打基 础； （ 4）、对碳钢样品进行化学镀镍试验，通过控制工艺过程参数获得合格镀镍层； （ 5）、优化改进试验，从而获得最佳的试验成品； （ 6）、总结 五、主要参考文献与资料 1 庄楚强，吴亚森应用数理统计基础广州：华南理工大学出版社 ， 1992 2 汤荣生 数理统计学教程 苏州大学学报 (自然科学 )， 2002(4)： 45 48 3 沈明山，成同福，王锦川化学镀镍行业近年的发展状况北京：科学出版社， 2004 4 魏银库 ， 陈建国 ， 狄国伟 影响化学镀镍稳定性的因素 2004(1)： 51 58 5 吴群英，林亮应用数理统计天津：天津大学出版社 ， 2004(3) 6 赵柏树 ， 肖运虹等 化学镀镍磷合金层的质量检验北京：人民邮电出版社， 2005 7 熊雨凯，吴光敏化学镀镍金及其温度的影响 2005， 26(1) 8