塑料三价铬电镀层的腐蚀失效分析.pdf

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1、塑料三价铬电镀层的腐蚀失效分析堇．qoN100000塑料三价铬电镀层的腐蚀失效分析张炬，陈克勤，王秀静。吴军，郑鹏华，张三平(1．武汉材料保护研究所，湖北武汉430030；2．武汉铁路职业技术学院，湖北武汉430205)[摘要]某汽车上塑料电镀零部件的三价铬镀层在大气环境中容易腐蚀。对此塑料电镀制品(底层为铜镀层，中间镀双层镍，表面镀三价铬)的镀层厚度、电位、形貌、成分及耐蚀性进行了分析，并与表面镀六价铬的塑料镀件进行比较。结果表明：三价铬镀层的耐腐蚀性劣于传统六价铬镀层；三价铬镀层为微孔镀，各层厚度达到了工艺指标，但镀层中含有单质铁，其电化学的优先腐蚀是三价镀铬层耐蚀性差的主要原因。[关

2、键词]腐蚀失效分析；三价铬电镀层；塑料镀件；大气腐蚀[中图分类号]TQ153．3[文献标识码]B[文章编号]1001～1560(2012)02—0074—03O前言1．2测试分析塑料电镀制品兼有塑料质量轻、易成型和金属镀(1)镀层厚度及镀层间电位差取完整的三价镀层美观、耐磨、耐蚀的特点，因而被广泛用于汽车零部铬亮条和六价镀铬亮条各1根，从右到左依次取5个点，按照GB／T4955—2005金属覆盖层、覆盖层厚度件中。目前国内外多在塑料件上电镀铜／铬复合阳极溶解库仑法测量各点镀铬层、镀镍层和镀铜层的镀层，然而传统六价铬电镀工艺污染较大，发展三价厚度。同时按照JB／T10534—2005多层镍镀

3、层各层铬电镀工艺势在必行。厚度和电化学电位同步测定法测量电镀双层镍各层本工作对某汽车零部件公司生产的塑料电镀件的厚度及电位差。选用DJH—G电解测厚仪测试镀层亮条在露天存放过程中表面三价铬装饰镀层腐蚀剥厚度。落的情况进行分析，探讨其原因，为塑料三价铬电镀(2)镀层表面形貌及成分通过LEICAS8APO莱工艺的改进提供可靠的数据支持。卡体视显微镜和JSM一6510LV扫描电镜(SEM)分析试1试验样的表面微观形貌，同时通过SEM附带能谱仪(EDS)分析表面镀层成分。采用ThermoESCALAB250x射线1．1试样状态光电子能谱仪(xes)分析表面镀层元素价态。塑料件表面化学镀cul5m后

4、电镀双层Ni25(3)镀层耐蚀性人造雨水浸泡：人造雨水成分Ixm，再镀厚0．3m以上的Cr层。采用硫酸盐三价为0．05％NaNO3，0．80％Na2S2O8，4．00％NaC1；用铬电镀工艺，镀液主要成分为硫酸铬、硫酸亚铁、配位NaOH(分析纯)调整溶液pH值为4，在试样两端和中剂、促进剂、硼酸、硫酸钠、十二烷基硫酸钠，pH值2～部取样浸泡9h，室温(26℃)。往复循环：分别按照3，电流密度15—45A／din，温度25～45℃。GB／T10125—1997人造气氛腐蚀试验盐雾试验和为考核面层的质量，另选底层和中问层相同、面GB／T9789—2008金属和其他非有机覆盖层通常凝层为传统六价

5、铬镀层的试样进行比较。从亮条上截露条件下的s0：腐蚀试验进行，先在中性盐雾环境下取10cm长作为试样，并用可剥性塑料封住截断面。暴露16h，然后转入S0：环境下暴露8h，以此为1个循环周期，往复进行6次。[收稿日期j2011—09—242结果与讨论[通信作者]张炬(1985一)，硕士，主要从事材料腐蚀2．1镀层厚度及双层镍电位差与防护研究，电话：027—83639940，E—mail：ZJWMQ1009@126．corn2种镀铬试样镀层厚度及双层镍的电位差见表塑料三价铬电镀层的腐蚀失效分析1。由表1可以看出：三价镀铬试样各层厚度均达到蚀性；镀层表面除局部有较大孔隙外，微观结构与标准要求(C

6、r镀层、Ni镀层、cu镀层以及双层镍镀层六价铬试样无明显差异，微观结构不是影响三价铬镀的标准厚度分别为>0．30txm，>25．00txm，>15．00层耐蚀性的主要原因；三价铬镀层含有Fe(原子分数m，>100．00m)，双层镍镀层之间存在160．0mV为2％)，主要来源于Fe¨的还原。三价铬电镀液中，左右的电位差；六价镀铬试样与三价镀铬试样的基本Fe的加入使阴极极化曲线正移，提高镀铬的沉积速参数无显著差异。率，同时由于Cr／Cr¨标准电位为一0．74V、，Fe／Fe表12种试样的镀层厚度及双层镍电位差标准电位为一0．44V，Fe与配位剂的结合使得电位负移，铬析出的同时也会析出铁j。三价

7、铬镀层表面未经Ar溅射时的XPS谱见图3。图3中Cr2p的峰值为576．8eV，对应CrO，Fe的XPS谱由于噪声背景太强，无法判断。三价铬镀层的表面经Ar溅射60S，剥离表面氧化层，其XPS谱见图4图4中Cr在574．1eV处出现明显波峰，对应Cr单质；Fe在707．1eV有尖锐波峰，对应单质Fe。这说明在三价铬镀层形成过程中，同时夹杂有以单质形式存在的铁J。镀层XPS谱中有碳元素，可能来自有机添加剂的还原产物。2．2