电镀槽常用槽体的材料(一)

一、选择材料的原则
(一)满足工艺条件要求根据溶液成分、浓度和温度选择适当的材料。材料必须耐所装溶液的腐蚀,不污染溶液。一般地说,温度增高使腐蚀速度加快;不同的浓度,腐蚀速度也不一样。
(二)价格低、来源广
选材应注意降低成本,因地制宜。目前聚氯乙烯塑料、化工陶瓷、碳钢、玻璃钢的成本较低,来源较广;镍铬不锈钢等较贵;钛的价格贵,但国内资源丰富;镍和橡胶应尽量不用。
(三)施工方便
选材时应注意施工方便,有的材料耐腐蚀性能很好,但施工条件苛刻或难以施工,不宜选用。
(四)适应生产特点
选材应与生产特点相适应,处理重型零部件、盛装剧毒溶液或贵重溶液以及需要经常移动的设备,不宜选用脆性较大的材料制作。
要同时满足上述要求是较困难的,只能综合比较,因地制宜,就地取材,按照具体情况选择适当的材料。
聚乙烯塑料和聚丙烯塑料也是较好的耐腐蚀材料,比聚氯乙烯塑料的综合性能好一些,近来得到了广泛的应用,特别在滚镀设备,各种管道上使用较多。随着我国石油化工工业的发展,新型耐腐蚀塑料将更多地在电镀设备中发挥其应有的作用。

二、碳钢
在电镀设备中,最常用的材料是普通低碳钢,适于制造大部分碱性溶液用槽体或有衬里的槽体,但不宜直接用于高洁净度的碱性镀槽。常用钢号为A,、A,F。
碳钢在水中腐蚀性不大。在盐酸中腐蚀速度随浓度的增加而加快;在硫酸中,当浓度低时,腐蚀速度随浓度增加而加快,浓度在47%~50%(重量)时,腐蚀速度最大;浓度再进一步增加,由于铁发生钝化,腐蚀速度渐渐降低;在80%~96%的硫酸及发烟硫酸中,腐蚀速度很小。在氢氟酸、硝酸中,不能用碳钢。

碳钢的耐腐蚀性能

碳钢的耐腐蚀性能

三、不锈钢
1Crl8Ni9Ti钢是电镀设备使用的不锈钢中应用最广的。钢中含有钛,促使碳化物稳定,故具有较高的抗晶间腐蚀性能。
1Crl8Ni9Ti钢的耐腐蚀性能对硝酸、醋酸、磷酸、许多盐及碱的溶液、有机酸、水蒸汽及湿空气的耐腐蚀性高。对硫酸、盐酸、氢氟酸、氯气、草酸及氯化铵等耐腐蚀性差。

1Crl8Ni9Ti不锈钢的耐腐蚀性能

1Crl8Ni9Ti不锈钢的耐腐蚀性能

四、紫铜与黄铜
(一)紫铜的性能
紫铜(纯铜)具有良好的导电性和导热性能。在没有氧化剂存在时,紫铜在水中及非氧化性酸中最稳定。当溶液中有氧化剂存在时,会加速铜的腐蚀。紫铜在稀的和中等浓度的硫酸、柠檬酸中有较高的稳定性;浓度大于50%和温度高于60℃的硫酸对铜的腐蚀严重。在室温下铜在氢氟酸中较为稳定。硝酸及铬酸等对铜有强烈作用。在盐酸中一般不用铜。紫铜主要用于制造导电杆及个别场合下的加热管或冷却管,其耐腐蚀性能如表12—2—21所列。
(二)黄铜的性能
黄铜具有较好的导电性能,力学性能比紫铜高,在大气条件下,腐蚀非常缓慢。氯化物、硝酸和盐酸对黄铜有严重的腐蚀,但硫酸、氢氧化钠对黄铜的腐蚀较缓和。黄铜脱锌是腐蚀破坏的主要形式之一,脱锌的结果有时会引起穿孔。主要用于制造导电杆及导电座等。常用的黄铜牌号为H62。

紫铜的耐腐蚀性能

紫铜的耐腐蚀性能

黄铜的耐腐蚀性能

黄铜的耐腐蚀性能

五、铅与铅合金
(一)铅
铅在稀硫酸等介质中有很高的稳定性。但强度低、硬度低、比重大,不宜作独立结构使用,通常用作衬里,常用牌号是Pb-4。铅价格较贵,施工较难,具有毒害,因此应尽可能不用铅。
(二)铅锑合金
铅锑合金是在铅中加入适量的锑,以提高铅的强度和硬度,但对其化学稳定性有所降低。作为耐腐蚀材料,过多的加入锑是不利的,因其能使铅变脆,耐腐蚀性能降低,而且不利于焊接,含锑量通常为2%~l2%。从强度、硬度和化学稳定性来看,含锑量在4%~6%较好。硬铅和铅的强度均随温度升高而下降,用作加热管时,蒸汽温度不得超过150℃。
(三)铅锡合金
铅锡合金中锡的含量范围较大,从6%~30%,在电镀设备中,目前用Pb93%,Sn6%,Sb1%。
(四)铅的耐腐蚀性能
铅与稀硫酸作用,生成结合很牢的硫酸铅膜,溶解度极小;而在高的浓度和温度下,硫酸铅膜会溶解,因而铅在热的浓硫酸中耐腐蚀性能较差;在亚硫酸、磷酸(<85%)、铬酸中较稳定。

铅的耐腐蚀性能

铅的耐腐蚀性能

铅的耐腐蚀性能

六、钛
钛是一种耐腐蚀的非铁金属材料,我国资源丰富,在电镀设备中应用日益普遍。
(一)钛的物理性能和力学性能
钛的密度为4.5 X 103kg/m3,介于铝(2.7 X 103kg/m3)和钢(7.8 X 103kg/m3)之间,熔点为l668±5℃,线膨胀系数为8.5×10-6/K,其比热容为0.5J/(g·K),其导热系数入为l4.63W/(m·K),只有钢的1/5,铝的1/15,弹性模数E为112500MPa,

钛的力学性能

钛的力学性能

(二)钛的耐腐蚀性能
钛是一种化学活性很高的金属,很容易与氧结合成惰性氧化膜,其稳定性远高于铝及不锈钢的氧化膜,且在受到机械损伤后能很快修复,对很多活性介质是耐腐蚀的,尤其是对氧化性介质及含氯、氯化物和氯酸盐等,其耐腐蚀性更好。 ·
钛在非氧化性介质中的耐腐蚀性不好,但若在这些介质中加入氧化性抑制剂,可降低其腐蚀程度。
钛在任何浓度的硝酸中(除红色发烟硝酸外)即使在沸腾的温度下,都是稳定的。钛在硫酸中,当浓度超过10%时,开始被腐蚀并随浓度的增加而加快。钛在盐酸中的耐腐蚀性较差。在磷酸中,当浓度在30%以下,温度低于35℃时较稳定;当温度升高时,耐腐蚀性能降低。在100%的任何浓度的醋酸和蚁酸中,钛都是稳定的。

钛的耐腐蚀性能

钛的耐腐蚀性能

钛的耐腐蚀性能

(三)钛的加工性能
钛不仅具有良好的耐腐蚀性能,而且加工性能也较好,可进行一般机械加工、胀接、焊接等,亦可进行冷、热加工成型。
(四)钛在电镀设备中的应用
电镀生产中的许多溶液,可用钛蛇形管加热或冷却,也可作槽体材料。如(1)可作硫酸镍或氯化镍镀镍溶液的加热管,但不适用于含氟硼酸镍的溶液;(2)可作硫酸型镀铬溶液的加热管和冷却管以及套槽的内槽,对于含氟化物或氟硅酸的溶液,钛管应安装在阳极和塑料槽壁之间;(3)可作硫酸阳极氧化槽的冷却管,但需作持续阳极保护,对于O℃左右工作的硬质阳极氧化槽,钛管可不作持续性阳极保护;(4)可作磷化溶液的加热管,其优点是沉积物容易去除;(5)可作电解铜箔生产用连续电铸的阴极滚筒,由于其表面保持良好的平整度,使剥离下来的铜箔表面光洁度极高,滚筒使用寿命长。

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