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什么是雙層鎳?釹鐵硼滾鍍雙層鎳有必要嗎?

人氣:發表時間:2021-05-12

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   今日話題:什么是雙層鎳?釹鐵硼滾鍍雙層鎳有必要嗎?
   鎳鍍層對鐵基體來說屬于陰極性鍍層,當鎳鍍層存在孔隙時與鐵基體形成腐蝕電池,鐵為陽極,鎳為陰極,鐵先于鎳受到腐蝕。而此時鎳不僅不能保護鐵基體,反倒加速其腐蝕,因這種腐蝕為里外或垂直發展,稱之為“縱向腐蝕”。
   雙層鎳在鐵基體上先鍍一層半亮鎳,其含硫量較低,則電位正;再鍍一層亮鎳,其含硫量較高,則電位負。兩層鎳之間電位差約120~130mv,這樣的話,在兩者形成腐蝕電池時,亮鎳為陽極,半亮鎳為陰極,亮鎳先于半亮鎳受到腐蝕,從而阻滯了腐蝕作用穿透整個鎳層(即“縱向腐蝕”)的速度,保護了鐵基體。因這種腐蝕為左右或平行發展,稱之為“橫向腐蝕”。“橫向腐蝕”比“縱向腐蝕”對鐵基體的保護作用要好得多,所以雙層鎳比單層鎳防腐性顯著提高。
   但雙層鎳起到有效保護作用是有前提的:①兩層鎳之間電位差至少應達到120mv;②半亮鎳與亮鎳的鍍層厚度比一般應在(3:2)~(2:1),否則“橫向腐蝕”過快或過慢,均不利于阻滯“縱向腐蝕”的發展;③兩層鎳總厚度一般應在10~15um以上,否則“橫向腐蝕”作用較弱,不能有效阻滯“縱向腐蝕”的發展。這樣的話,不滿足以上幾個前提,雙層鎳對基體的保護作用就會打折扣,不滿足的程度不同折扣也不同。
   我們再來分析一下釹鐵硼滾鍍雙層鎳是否真的有必要?
   首先來看一下釹鐵硼雙層鎳的保護作用是否真的有效,釹鐵硼鎳-銅-鎳組合鍍層總厚度打上20um不少了(實際未必達得到),其中底鎳至少占5um(否則基體容易受到后續焦銅溶液腐蝕),則剩下加厚銅和面鎳最多15um。釹鐵硼鍍層是忌諱使用太多鎳的,因為鐵系金屬(含鐵、鈷、鎳)都會對磁體的磁性能產生影響(磁屏蔽或稱隔磁)。且鎳的孔隙率較高,做為陰極性鍍層防腐性不如銅鍍層好(銅孔隙率低且不隔磁),所以釹鐵硼鎳-銅-鎳組合實際是一個“厚銅薄鎳”(防腐靠厚銅外觀靠面鎳)的思路。這樣的話,在剩下的15um鍍層中,加厚銅和面鎳厚度按2:1開不少了(面鎳甚至還可以更少),則面鎳厚度5um。請算一下,5um厚若鍍雙層鎳其“橫向腐蝕”的保護作用應該打多少折扣?
   當然,你可以增加面鎳厚度比如到10um或更厚,這時鍍雙層鎳的作用從傳統理論上講應該比較明顯了。但這樣一來,一方面失去了“厚銅薄鎳”的意義,一方面這么厚的鎳(別忘了還有5um底鎳)磁體磁性能受得了嗎?成本呢?
   另外,“雙層鎳-鉻”體系的“橫向腐蝕”保護作用是成立的、有定論的,但如果體系中沒有鉻是否仍然成立呢?如果面層不是鉻而是亮鎳的話,亮鎳在空氣中很容易鈍化使電位變得很正(鎳的易鈍化性在常規鍍種金屬中僅次于鉻),甚至比銅還要正(具體數據尚無)。而處于里層的半亮鎳的電位是沒有銅正的,則亮鎳的電位要比半亮鎳正。這樣的話,在組成腐蝕電池時,亮鎳和半亮鎳到底是誰保護誰?懵了吧?
   其次來看一下釹鐵硼雙層鎳是否容易做到“名至實歸”。雙層鎳是靠兩種鎳層之間的電位差來維系的,這個電位差至少要達到120mv,否則就不是“名至實歸”。而這個120mv電位差主要靠兩種鎳層的含硫量不同來實現,半亮鎳層含硫量低電位正,亮鎳層含硫量高電位負。而兩種鎳層的含硫量不同,主要靠兩種鍍液中含硫添加劑的含量不同來實現。半亮鎳液中無含硫添加劑,則得到的鍍層不含硫或含硫極少,亮鎳液中有一定量含硫添加劑,則得到的鍍層含硫。這樣的話,控制好鍍液(尤其半亮鎳液)中的含硫添加劑,是雙層鎳“名至實歸”的關鍵所在。
   然而,實際生產中往往因為滾筒清洗、設施混用、鍍槽排布、操作不當等多種因素,造成半亮鎳液中混入含硫添加劑,從而使半亮鎳層含硫量增加、電位變負、兩層鎳間電位差縮小,則雙層鎳“名不符實”。不易做到“名至實歸”,是雙層鎳技術(尤其滾鍍雙層鎳)難以在生產中大量推廣和普及的重要原因之一,難道釹鐵硼不存在這樣的問題嗎?
   再有真的能解決好兩層鎳間的鍍層結合力問題?
   很多人在半亮鎳滾筒出槽后,先進行多道回收-水洗-活化-水洗等,完后再進亮鎳槽滾鍍亮鎳,以為這樣可避免半亮鎳層鈍化造成的后續亮鎳層結合力不良。其實,半亮鎳滾筒出槽后可不水洗(半亮鎳液不會污染亮鎳液)直接進亮鎳槽滾鍍亮鎳,這樣因滾筒內零件上殘存的鎳液具有活化作用,反倒不容易使半亮鎳層鈍化。而多道水洗等卻可能會“弄巧成拙”,反倒造成亮鎳層結合力不良。
   其實,兩層鎳間鍍層結合力不良,往往不是由工序間半亮鎳層鈍化引起的,而往往是由雙性電極現象引起的。雙性電極現象及雙性電極現象引起的雙層鎳鍍層結合力不良等。
   文章資料來源于滾鍍工藝技術,由東莞磁鐵廠家卡瑞奇小傅整理分享,買磁鐵,找卡瑞奇磁鐵生產商。
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