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铜合金酸盐活化工艺性能研究(2)

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图1 两种酸洗活化试样的宏观形貌与微观形貌Fig.1 Macromorphology and micromorphology of two different pickling specimens

表1 两种酸洗活化试样的元素成分Table 1 Comparison of element composition of two different pickling specimens?

图2 两种镀银试样的附着强度检测Fig.2 Attachment strength detection of two silver plated samples

2.3 镀层硬度测定

对两种活化试样表面的镀银层进行硬度测试，结果如表2所示。

试验测得盐酸活化镀银试样和酸盐活化镀银试样的硬度均在120 HV ～130 HV 之间，两种试样硬度相当，说明盐酸活化与酸盐活化对银层的硬度影响不大。

表2 两种酸洗活化试样镀银层的硬度Table 1 Microhardness of silver plated on the two different pickling specimens?

2.4 溶液挥发腐蚀性测试

电镀生产线设备中的金属制件主要以铝合金、铁合金和铜合金为主，通过溶液挥发腐蚀性实验，研究盐酸和酸盐两种溶液对生产线设备设施的腐蚀破坏情况。

2.4.1 溶液挥发对铝合金的影响

图3 为铝合金试样经腐蚀性实验后的表面形貌，并测试两种试样的表面成分，结果列于表3。可以看出，铝合金试样经过盐酸挥发气体腐蚀后，表面变得粗糙且有密集的点状腐蚀。试样经过酸盐挥发气体腐蚀，表面相对平整，存在少量点状腐蚀。通过成分分析结果，可以看出，盐酸腐蚀试样的氧元素、氯元素较高，腐蚀程度相对严重。

图3 铝合金两种腐蚀试样的宏观形貌与微观形貌Fig.3 Macromorphology and micromorphology of two aluminium alloy corrosion specimens

2.4.2 溶液挥发对铁合金的影响

图4 为铁合金试样经腐蚀性实验后的表面形貌，并测试了两种试样的表面成分，结果列于表4。由图4 可以看出，铁合金试样经过盐酸挥发气体腐蚀后，表面呈粉状腐蚀，有较多腐蚀坑道相互叠压，呈层状剥离微观形貌。铁合金试样经过酸盐挥发气体腐蚀后，表面平整，无明显腐蚀痕迹。通过成分分析结果，可以看出，盐酸腐蚀试样中氧元素和氯元素占比达34%，表面金属基本全部腐蚀。酸盐腐蚀试样中氧元素和氯元素占比仅为4.25%，表面只有少量金属发生腐蚀。

表3 铝合金两种腐蚀试样的元素成分Table 3 Comparison of element composition of two aluminium alloy corrosion specimens?

图4 铁合金两种腐蚀试样的宏观形貌与微观形貌Fig.4 Macromorphology and micromorphology of two iron alloy corrosion specimens

表4 铁合金两种腐蚀试样的元素成分Table 4 Comparison of element composition of two iron alloy corrosion specimens?

2.4.3 溶液挥发对铜合金的影响

图5 为铜合金试样经腐蚀性实验后的表面形貌，并测试了两种试样的表面成分，结果列于表5。可以看出，铜合金试样经过盐酸挥气体腐蚀后，表面呈墨绿色，存在较多腐蚀坑道。试样经酸盐挥发气体腐蚀后，表面平整，且无明显腐蚀痕迹。通过成分分析结果，可以看出，盐酸腐蚀试样中氯元素占比30.81%，表面大部分金属发生腐蚀，酸盐试样中氧元素占比2.89%，表面只有少量金属发生腐蚀。

图5 铜合金两种腐蚀试样的宏观形貌与微观形貌Fig.5 Macromorphology and micromorphology of two copper alloy corrosion specimens

表5 铜合金两种腐蚀试样的元素成分Table 5 Comparison of element composition of two copper alloy corrosion specimens?

综合分析以上结果可知，铝合金、铁合金、铜合金试样发生的腐蚀主要以氯离子和氧离子两种腐蚀形式存在。其中，酸盐溶液挥发的气体对三种合金的腐蚀是以氧离子的腐蚀为主，且腐蚀程度较弱，说明除氧气外，酸盐溶液挥发的气体无腐蚀或促进腐蚀的成分。

盐酸溶液挥发的气体对铝合金的腐蚀主要以氧离子形式为主，氯离子对铝合金的腐蚀速率较弱，但在微小程度上促进氧离子对铝合金基体的腐蚀作用。对铁合金的腐蚀仍以氧离子腐蚀为主，但氯化氢气体的存在，能够持续破坏铁合金表面膜层的完整性，极大的促进氧离子对铁合金基体的腐蚀效率，腐蚀速率是纯氧离子的7～8 倍。对铜合金的腐蚀基本全部以氯离子的腐蚀形式存在，说明氯化氢气体极易与铜合金发生反应，且腐蚀速率是氧离子腐蚀的10～12倍。

3 结论

（1）本文提出的酸盐活化工艺与盐酸活化工艺对铜及铜合金的酸洗活化效果相当；

（2）通过酸盐活化工艺活化的铜基体的镀银层，在硬度、附着强度等性能上接近或达到盐酸活化的水平；

（3）与盐酸溶液相比，酸盐溶液不易挥发腐蚀性气体，对设备腐蚀性低，对环境更加友好。

文章来源：《硅酸盐学报》网址: http://www.gsyxbzz.cn/qikandaodu/2021/0220/443.html