電鍍常見故障的分析和糾正
1、針孔
針孔大多是氣體(一般是氫氣)在鍍件表面上停留而造成的。針孔屬于麻點,但針孔不同于麻點,它像流星一樣,往往帶有向上的“尾巴”,而麻點僅僅是鍍層上微小的凹坑,一般是沒有向上的“尾巴”。
那些因素會促使鎳層產生針孔呢?鍍前處理不良;鍍液中有油或有機雜質過多;鍍液中有固體微粒;防針孔劑太少;鍍液中鐵等異金屬雜質過多;鍍液pH太高或操作電流密度過大;鍍液中硼酸含量太少和鍍液溫度太低等都會導致鍍鎳層產生針孔。
由于不同原因引起的針孔現象略有不同,所以在分析故障時,首先要觀察現象。例如鍍前處理不良,它僅僅使鍍件的局部表面上的油或銹未徹底除去,造成這些部位上氣體容易停留而產生針孔,所以這種因素造成的針孔現象是局部密集的,而且是無規則的;鍍液中有油或有機雜質過多引起的針孔較多地出現在零件的向下面和掛具上部的零件上,鍍液中固體微粒產生的針孔較多地出現在零件的向上面;防針孔劑太少造成的針孑L在零件的各個部位都有,鍍液中鐵雜質過多,pH值過高和陰極電流密度較大引起的針孔較多地出現在零件的尖端和邊緣(即高電流密度處),硼酸含量太少產生的針孔較多地出現在零件的下部,鍍液溫度過低造成的針孔是稀少的,也是零件各個部位都有可能出現的。
通過觀察現象,可以初步判斷造成針孔的部分原因,然后再進一步試驗。例如零件的局部表面上有密集的針孔,從現象來看,好像是前處理不良造成的,那么究竟是不是這個原因呢?可以取一批零件,進行良好的前處理后直接鍍鎳,假使經這樣處理后所得的鍍層上沒有針孔,那么原來的針孔是鍍前處理不良造成的。否則就是其他方面的原因。鍍液的溫度、pH值和陰極電流密度,比較容易檢查,所以可首先檢查和糾正。鍍液中是否缺少十二烷基硫酸鈉,從平時向鍍液中補充十二烷基硫酸鈉的情況就能基本確定,如難以確定時,可以向鍍液中加入O.05g/L十二烷基硫酸鈉后進行試鍍,若這樣所得的鍍層上針孔現象沒有改善,那就不是缺少十二烷基硫酸鈉,可能是鍍液中的雜質或硼酸太少引起的,這就可按前述的方法,用小試驗分析故障原因,然后按試驗所得的結果講行糾正。
2、鍍層結合力不好
產生鍍層結合力不好的原因有:鍍前處理不良,零件表面有油、氧化物等;清洗水中有油或有六價鉻;酸活化液中有銅、鉛雜質;電鍍過程中產生雙性電極或斷電時間過長;鍍液中硼酸少、鐵雜質多、pH高、有油、有機雜質或光亮劑過多等。
分析故障時,也是先觀察現象。如鍍前處理不良造成的結合力不好,常常時有時無,無規則地出現在零件的局部位置上;酸活化液中有銅、鉛雜質時,在鋼鐵基體表面上,形成疏松的置換層,這樣造成的結合力不好多數發生在整個零件的表面上,雙性電極造成的結合力不好總是有規則地發生在確定的位置上,而且總是一個部位結合力不好,另一個部位結合力很好,電鍍過程中斷電時間過長引起的結合力不好,雖然也是出現在整個零件的表面上,但它發生在鎳層與鎳層之間;鍍液中硼酸少、鐵雜質多、有機雜質多,光亮劑多或pH高造成的結合力不好較多地發生在零件的尖端和邊緣;鍍液中有油較多地發生在掛具上部的零件上。
從觀察現象得出一個初步的結論,再根據這個結論有意識地做試驗。例如:若認為故障的原因可能是鍍前處理不良造成的,那就用良好的鍍前處理進行對比試驗;認為可能是活化液中有銅、鉛雜質,就用良好的活化液進行對比試驗;認為可能是雙性電極造成故障時,可在帶電出槽、帶電入槽,并使所有接觸點導電良好的情況下進行試驗,鍍液中的硼酸含量、鐵雜質、光亮劑、有機雜質……等按分析或按前述的小試驗方法進行確定和糾正。
3、粗糙和毛刺
粗糙就是鍍層表面細小的“凸粒”。大而尖銳的“凸粒”叫做毛刺。鍍層粗糙有的是外部因素造成的,如空氣中的灰塵,拋光、磨光中的微粒進人溶液等;有的是從溶液內部產生的,如陽極袋破裂使陽極泥渣進入溶液;溶液中氯化物過多使陽極溶解過快,有小顆粒的鎳從陽極轉入溶液;掉人溶液中的鐵零件發生溶解,鐵離子進入溶液,并在較高的pH值下形成氫氧化物沉淀夾附到鍍層中;使用鈣含量較高的硬水,長期積累,足夠量的鈣在較高的溫度下會形成硫酸鈣沉淀;加料時原料未充分溶解,也會帶進一些微粒;鍍液中鎳含量太高,也會導致鍍層粗糙。
由固體微粒造成的粗糙可以用單純的過濾鍍液進行去除。但是在過濾除去固體微粒的同時,還應消除固體微粒的來源,否則固體會重新進入鍍液,再度引起故障。例如陽極袋破裂,使陽極泥渣進入溶液,過濾除去了這種陽極泥渣后還要及時修補或更換陽極袋,防止陽極泥渣再次進入鍍液;又如過濾除去硫酸鈣沉淀后,還要消除鈣離子的來源,防止鈣離子再次積累成硫酸鈣沉淀等。
鍍液中的硫酸鎳含量、氯化物含量和鐵雜質量的多少可以通過化學分析或小試驗確定。假使氯化物含量過高,可采取再套一層陽極袋來克服。硫酸鎳含量過高一般用稀釋法進行處理。鐵雜質常用高pH沉淀法處理,但處理后要防止鐵零件掉人槽內,一旦掉人,應及時取出,以免鐵雜質含量再次升高而引起故障。
4、鍍層發花
引起鍍層發花的原因很多,如鍍前處理不良,鍍件表面上的油污未徹底除凈,清洗水表面有油膜;底鍍層表面有有機物吸附膜;鍍液中有油,十二烷基硫酸鈉和糖精含量太少;十二烷基硫酸鈉或1,4一丁炔二醇質量不好;十二烷基硫酸鈉和豆素未溶解好;鍍液pH太高或鍍液渾濁等都會使鎳層發花。
首先要確定故障的起源。假使故障起因于鍍鎳以前,那么就應采用對比試驗或跳越試驗,檢查底鍍層是否有問題?清洗水中是否有油?鍍前除油是否徹底?檢查時要認真仔細,不能粗枝大葉。
倘若經過認真的檢查,確認故障起源于鍍鎳液,那就根據故障的現象和當時的情況,判斷產生故障的可能原因,然后再針對可能的原因做一些試驗。例如故障現象為零件的尖端和邊緣鍍層發花,可能的原因是鍍鎳液中糖精太少。根據這一判斷,進行赫爾槽試驗所得的陰極樣板高電流密度區鍍層發花(或發霧),則向試驗液中加入適量的糖精后再做試驗,如所得的樣板鍍層均勻光亮,發花(或發霧)現象消失,則故障是鍍鎳液中糖精太少引起的;又如,根據當時生產的情況,若十二烷基硫酸鈉已很久沒有補充,可能是鍍液中十二烷基硫酸鈉太少了,則可以直接向鍍液中補充0.05g/l十二烷基硫酸鈉后試鍍,假如故障現象消失,表明原鍍液中十二烷基硫酸鈉太少,如果在出現故障時,正好是使用一批新的十二烷基硫酸鈉(或1,4一丁炔二醇),則就應用小試驗確定這批新的十二烷基硫酸鈉(或1,4一丁炔二醇)的質量是否有問題,假如故障較多地出現在掛具上部的零件上,那么造成故障的可能原因是鍍液中有油,則應進行除油處理。
5、鍍層陰暗
鍍層陰暗多數出現在低電流密度區,偶爾也有出現在中電流密度區或高電流密度區。低電流密度區鍍層陰暗可能是鍍液溫度太高,電流密度太小,主鹽濃度太低;次級光亮劑過多或鍍液中有銅、鋅雜質引起的;中電流密度區鍍層陰暗可能是由次級光亮劑太少,有機雜質過多或有一定量的鐵雜質造成的;高電流密度區鍍層陰暗可能是鍍液pH太高,初級光亮劑太少或鍍液中有少量的鉻酸鹽、磷酸鹽及鉛雜質引起的。此外,鍍前處理不良,鍍件表面有堿膜或有機物吸附膜,或者底鍍層不好也會導致鎳層出現陰暗的現象。
分析這類故障,可以取鍍鎳液先做赫爾槽試驗,假使多次試驗,赫爾槽的陰極樣板上鍍層狀況良好,沒有出現陰暗的現象,那么電鍍時出現的故障,可能是鍍前處理不良或底鍍層不好造成的,應該認真檢查電鍍前的情況。若赫爾槽試驗所得的陰極樣板上出現低電流密度區鍍層陰暗,則可以根據前面提到的可能原因進行分析。
中、高電流密度區鍍層陰暗,也可用類似的方法進行試驗,這里不再贅述。
6、鍍層脆性
鍍液中次級光亮劑過多或初級光亮劑太少,銅、鋅、鐵或有機雜質過多,pH過高或溫度過低等都會使鎳層發脆。
檢查鎳層脆性可用不同的方法,一種是將鍍好鎳的小零件放在手中搓摩,或者將鍍好鎳的薄片型零件彎曲至180度,若有碎粒鎳層脫落下來,說明這類鎳層有脆性;另一種是將鎳層鍍在不銹鋼試片上,控制鍍層厚度在1Oμm左右,然后把鎳層剝離下來,彎曲180度,并用力擠壓彎曲處,若不斷裂,表示鎳層不脆。假使彎曲即斷,一般認為這種鎳層是脆性的。
產生鎳層脆性的原因,若鍍液pH值和溫度沒有問題,那么可能是光亮劑比例失調或鍍液中雜質的影響,由于光亮劑比例失調造成的脆性可以通過提高糖精含量來改善,所以光亮劑比例是否失調,可以通過補充糖精,觀察鍍層脆性有否改善的小試驗進行判斷。鍍液中幾種雜質的影響可按前述的方法分別試驗,進行檢查和糾正。
7、橘皮狀鍍層
在光照下,鍍層呈現隱隱的波紋狀現象稱之謂橘皮狀鍍層。鍍前處理不良,鍍液中有油或有膠類雜質,十二烷基硫酸鈉過多、異金屬雜質過多或鍍液中有未過濾掉的活性炭粉末等會產生橘皮狀鍍層。
出現這類故障時,可根據生產時的具體情況進行分析。若剛加過十二烷基硫酸鈉后出現橘皮狀鍍層,那就可能是十二烷基硫酸鈉過多,這時可以采用電解一段時間后看看故障能否消失進行判斷;假使剛用活性炭處理鍍液后出現這類故障,則可能是鍍液中有未過濾掉的活性炭粉末,需要再過濾鍍液后觀察現象。倘若既沒有補充過十二烷基硫酸鈉,又沒有用活性炭處理過鍍液,那么就應通過試驗,檢查鍍前處理和鍍液中幾種雜質的情況,然后根據試驗進行糾正。
8、沉積速度慢,零件的深凹處鍍不上鍍層
這類故障除了偶爾真實電流密度太小而引起外,多數是鍍液中有氧化劑存在。鍍鎳液中容易帶人的氧化劑是六價鉻和硝酸根。這些氧化劑能在陰極上還原,降低鍍鎳過程的陰極電流效率,甚至能排斥鎳的沉積,使零件的深凹處鍍不上鍍層。出現這類現象時,若不是真實電流密度太小,那就可以用赫爾槽試驗進行檢查。假使取故障液做赫爾槽試驗所得的陰極樣板的低電流密度區無鍍層,高電流密度區出現黑色或灰色條紋,表明鍍鎳液中有硝酸根,假使低電流密度區無鍍層而高電流密度區鍍層脆裂,這可能是六價鉻的影響,這時可以向試驗液中加入O.2g保險粉,攪拌5min后再做赫爾槽試驗,如用保險粉處理后,陰極樣板明顯好轉,表明原鍍液中有六價鉻,應清除六價鉻。
2、常見故障的分析和糾正
(1)鍍層發花或發霧。鍍前處理不良,零件表面有油;清洗水或鍍液中有油;陽極面積太小或太短;鍍液中聚二硫二丙烷磺酸鈉太多;有機雜質太多;光亮劑沒有攪均或十二烷基硫酸鈉太少等會造成鍍層發花或發霧。
分析故障,要先易后難,逐條進行。例如先攪拌一下鍍液,檢查一下陽極面積,這樣就可以排除由于光亮劑沒有攪均和陽極面積太小而造成的故障。同時也可從現象進行分析,假使發花現象僅出現在掛具下部的零件上,上部零件不發花,那就可能是陽極板太短而產生的,經檢查并換上足夠長的陽極板后,觀察發花現象是否消失。倘若發花現象出現在零件的向下面或掛具上部的零件上,那可能是清洗水或鍍液中有油而引起的。光亮硫酸鹽鍍銅對油污特別敏感,不管是毛坯上的油在鍍前處理時未除凈,還是鍍前的清洗水或鍍液中有微量的油,甚至是操作人員不干凈的手摸了摸鍍前的零件,都會使鍍銅層發花。有一個電鍍廠新投產的光亮硫酸鹽鍍銅,一直出現鍍層發花,不管怎樣處理鍍液,均不能解決問題。后來通過試驗,發現造成鍍層發花的原因是鍍前除油不徹底。實踐證明,光亮硫酸鹽鍍銅對油污較為敏感,大家應該注意。要確定故障的起源是否在鍍前,可以用前面敘述的良好前處理進行對比的方法。假使原來鍍銅出現發花或發霧,采用良好的前處理后,鍍層不出現發花或發霧現象廠,證明原來的鍍前處理有問題,應加強鍍前處理。否則,就應檢查鍍液中的情況。
鍍液中是否有油,不但可以從現象進行判斷,同時還可以通過小試驗來了解。取一定量的故障液做燒杯試驗,先要使陰極樣板上能看到類似于生產中的故障現象,接著對試驗液進行除油處理,另外再取相同體積的故障液進行雙氧水一活性炭處理,然后分別進行試驗(試驗液中需補充各種光亮劑)。若用雙氧水一活性炭處理過的鍍液仍有發花或發霧,而經過除油處理的鍍液不再出現發花或發霧,那么原鍍液中有油,應進行除油處理。假使用雙氧水一活性炭處理后的鍍液和經過除油處理的鍍液一樣,都不出現發花或發霧,那么原鍍液可能是有機雜質過多。只要用雙氧水一活性炭處理鍍液就可以了。
鍍液中聚二硫二丙烷磺酸鈉是否過多,只要向試驗液中添加其他光亮劑,并適當稀釋試驗液后進行試驗,假使經這樣處理后鍍層不發花(或不發霧),而且光亮度較好,這時可能原鍍液中聚二硫二丙烷磺酸鈉太多,應調整光亮劑的比例。
在含有十二烷基硫酸鈉的鍍銅液中,有時由于其含量過低,也會導致鍍層出現發花現象。這類鍍液若鍍層發花,可直接向鍍液中加入O.05g/L十二烷基硫酸鈉看看現象,假使加入后鍍層仍發花,那就不是十二烷基硫酸鈉含量太少造成的。
鍍液中若有大量鐵雜質存在,有時也會引起鍍層發花。大量的鐵雜質,可以用化學分析測定,也可以取1OmL鍍銅液,置于試管中,加人2滴30%的雙氧水加熱至60℃,然后用1O%Na2C03溶液提高pH=5.5左右,此時,若試管中有較多的棕色沉淀,表明原鍍液中有較多的鐵雜質;否則,無棕色沉淀,表明不是鐵雜質的影響。
(2)電鍍時電流下降,電壓升高。光亮硫酸鹽鍍銅過程中,有時會出現電流下降,電壓升高的現象,這時假使關掉電源,停鍍片刻,重新通電操作時,電流又上升到正常的數值,但是一會兒電流又下降了。造成這種故障的原因是陰、陽極之間的電阻增大了。那么有哪些因素會造成陰、陽極之間的電阻增大呢?鍍液中硫酸銅含量偏高;硫酸含量偏低;鍍液溫度太低;陽極面積太小和鍍液中Cl一過多等都會引起陰、陽極之間電阻增大。
硫酸銅含量偏高時,由于電鍍時陽極上還有銅溶解進入溶液,所以陽極區硫酸銅的含量更高,當鍍液溫度較低時,它就有可能在陽極表面上或陽極袋上結晶析出,使陽極的有效表面積減小,陽極電流密度增大,陽極電位變正,從而造成陽極鈍化而使操作電流下降。
硫酸含量偏低時,溶液的導電性差,而且不利于陽極活化,使陽極電位變正,有可能引起陽極鈍化而使操作電流下降。
鍍液溫度低,溶液的導電性差,陰、陽極極化增大,同時硫酸銅的溶解度小,使硫酸銅容易在陽極上或陽極袋上結晶析出。
陽極面積小,其電流密度大,極化作用就大,使陽極容易鈍化。
鍍液中Cl一過多時,它會在陽極上形成白色的氯化物,粘附于陽極表面上,導致陽極有效表面積減小,使陽極容易鈍化。
當出現這類故障時,應先檢查陽極,觀察陽極是否鈍化或有白色的粘附物。若陽極鈍化,應取出陽極經充分刷洗干凈后重新掛人鍍槽中,并盡量增大陽極面積。同時分析鍍液成分,若硫酸銅含量偏高,可適當稀釋鍍液。在硫酸銅含量不太高的情況下,可適當提高硫酸的含量,以提高溶液的電導率,促進陽極活化。冬天若液溫太低,可適當加溫,提高溶液的溫度;一般講,經這樣改進后,故障是能夠排除的。假使經這樣改進仍不能排除故障,那可能是鍍液中Cl一過多(用O.1NAgN03粗略估計,觀察Cl一是否過多),需要進行除Cl一處理(方法見雜質的去除)。
(3)低電流密度區鍍層不亮。在電鍍銅一銅一鎳一鉻或鎳一銅一鎳一鉻的裝飾性電鍍體系中,光亮硫酸鹽鍍銅出現低電流密度區鍍層不亮時,接著鍍光亮鎳和裝飾鉻,低電流密度區都不能獲得光亮的鍍層,從而使產品不合要求,次品率增加。引起這類故障的原因很多:預鍍層低電流密度區鍍層粗糙;掛具導電性不良;鍍銅液中N、M或十二烷基硫酸鈉含量偏低;聚二硫二丙烷磺酸鈉含量過多;鍍液中一價銅較多;溫度過高;硫酸含量偏低;Cl一過多或有機雜質過多等都會使低電流密度區鍍層不亮;雖然這類故障多數是鍍液成分失調或鍍液中的雜質引起的,但分析故障時,首先應檢查預鍍層的質量和掛具接觸點的導電性。有時由于掛具裝零件的鉤子上鍍層很厚,導電性很差,或是掛具各接觸點的接觸電阻較大,使零件表面上的真實電流密度太小而使低電流密度區鍍層不亮。這些因素引起的故障與鍍液成分無關,所以先檢查預鍍層和掛具導電情況,可以防止本來鍍液沒有問題而盲目地處理鍍液,只有在排除了預鍍層和掛具的接觸點的影響后,著手處理鍍液就不會走彎路。
鍍液成分失調或光亮劑比例失調,可以根據前面敘述的方法進行糾正。
故障是否是一價銅引起的?可以向鍍液中加入O.03mL/L~O.05mL/L30%的雙氧水后試鍍,觀察低電流密度區鑲層的光亮度有否改善,如有改善,表明鍍液中一價銅較多,否則就不是一價銅的影響。假使添加雙氧水后故障現象消失,但過了一會兒故障又重新出現,需要再加雙氧水才能消除故障。表明鍍液中一價銅很容易產生,那就要檢查陽極狀況,假使電鍍時在正常電流密度下,其表面上沒有棕黑色膜存在,說明該陽極質量不好或含磷量太少,必要時應更換陽極。
鍍液中C1一過多出現的現象是使鍍層粗糙并出現條紋,陽極上粘附有白色的氯化物,同時還可用O.1NAgN03溶液粗略估計Cl一的含量,發現其含量過多時,應進行除Cl一處理。
鍍液溫度過高(一般光亮硫酸鹽鍍銅液在28℃以上,寬溫度鍍液在38℃以上),會使低電流密度區鍍層不亮的區域擴大。必要時應采取降溫。
有機雜質的影響可根據前面敘述的方法試驗和糾正。
(4)鍍層粗糙。預鍍層太薄或粗糙;預鍍鎳進入硫酸鹽鍍銅液中未及時通電;掛具鉤子上的鉻層未徹底退除掉;陽極含磷量少;鍍液中硫酸銅含量過高、溫度過高或有“銅粉”及其他懸浮物存在時會使鍍層出現粗糙。
由于鐵在硫酸鹽鍍銅液中的電位比銅負得多,所以預鍍層太薄,鐵可以通過鍍層的孑L隙置換溶液中的銅,形成點狀疏松的置換層,使鍍層呈現粗糙的外觀,預鍍鎳進入硫酸鹽鍍銅液,若不及時通電,鎳也能置換銅,形成疏松、粗糙的置換層,掛具鉤子上若有鉻層,因鉻層上再鍍上去的鍍層結合不牢,它會以小顆粒的形式脫落下來,落在掛具下部的零件表面上,使下面的零件鍍層粗糙。這些因素造成的粗糙都與鍍液無關,應首先仔細檢查。
正常的銅陽極,其含磷量在O.1%~O.3%之間,電鍍時,表面會形成一層棕黑色的膜,它可以使銅陽極以二價銅的形式溶解,抑制“銅粉”和一價銅的產生。如果銅陽極中含磷量低,電鍍時陽極表面難以形成棕黑色的膜,這樣,“銅粉”就多,并會有一價銅溶解進入溶液,它較容易在陰極上還原而形成粗糙的鍍層。所以含磷量少的陽極不宜在該鍍液中使用。其含磷量的多少,可以從電鍍時它表面上的色澤進行判斷,有均勻棕黑色膜的陽極,其含磷量已經足夠,相反,如沒有均勻的棕黑色膜存在,則它的含磷量往往是太少了。
鍍液溫度過高或硫酸銅含量過高,都會使陰極極化降低,而且溫度過高,不利于添加劑在陰極表面的吸附,使添加劑的作用減弱,從而隹鍍層結晶粗糙。
“銅粉”或固體懸浮物會使鍍層粗糙是眾所周知的。當出現鍍層粗糙時,要仔細觀察現象:溶液中懸浮的固體微粒或“銅粉"造成的粗糙,出現在零件的向上面,因為這些粒子密度較大,在溶液中有下沉的趨勢,容易沉積在向上面上。當出現這樣的粗糙時,應檢查陽極袋(或陽極框)是否破裂,如有破裂,應立即修補或更換。同時應過濾鍍液,除去溶液中的固體微粒。掛具鉤子上有鉻層時,雖然也會使零件的向上面出現粗糙,但現象略有不同,它除了使零件向上面產生粗糙外,掛具上的鍍層也是粗糙疏松的,用手一摸,掛具上的鍍層即以粉末狀的細粒脫落下來。發現這種現象,就應加強鍍前掛具的退鉻。
鍍液溫度過高或一價銅的影響特征是除了使鍍層粗糙外,還使零件的低電流密度區鍍層不亮。鍍液溫度大家都會檢查。鍍液中的一價銅,可以通過向鍍液中加入0.05mL/L30%的雙氧水處理后進行判斷。
預鍍層太薄造成的粗糙是點狀的,由于它與基體結合不牢,所以可用小刀將點狀的粗糙刮破后觀察現象,還可以從延長預鍍時間,看看粗糙現象是否消失來判別。
預鍍鎳在鍍銅液中未及時通電造成的粗糙是結合不牢的,一擦即能把鍍層擦去,較容易區別。出現這種現象時,應刷洗所有的接觸點,降低接觸電阻,使各導電部位接觸良好。
(5)鍍層上有麻點。陽極質量不好;預鍍層上有麻點;鍍液中M太多或硫酸含量太低等會使鍍層出現麻點。
磷銅陽極的質量好壞直接影響鍍銅層質量。有些廠澆鑄的磷銅陽極,不但含磷量忽高忽低,而且磷在銅中不能均勻的分布,使局部表面上含磷量偏低,這就有可能使鍍層出現麻點或粗糙。
鍍銅層上的麻點,有時在鍍前處理過的毛坯上或預鍍層上就有了,但當時還看不出,經過鍍光亮銅后,由于鍍層比較光亮,麻點就比較明顯了。例如在化學堿液除油或電解除油時。由于除油液使用時間較長,液面上懸浮了一層小油滴。零件從除油液中取出,這種小油滴有可能吸附在零件表面上,因為當時零件的溫度較高,油滴在空氣中容易干燥,導致鍍銅層出現麻點。還有某些研磨過的零件,表面粘有磨光膏,假使這類磨光膏在除油時未徹底除去,那么將會帶入預鍍鎳的溶液中,長期操作,使預鍍鎳溶液中膠類雜質逐漸積累,致使預鍍鎳層產生麻點。
當鍍層上出現麻點時,除了要檢查陽極外,首先應確定故障的起源。假使故障起源于鍍前,一方面應更換或凈化除油液,另一方面要檢驗預鍍鎳溶液中是否有膠類雜質,方法是取1OOmL左右的預鍍鎳溶液,加熱至65℃~75℃,然后加人5%丹寧酸溶液1mL,攪拌片刻,待靜置后,若有絮狀物產生,表明有膠類雜質。否則就不是預鍍鎳中膠類雜質的影響。倘若故障起源于鍍銅液中:
①按分析調整硫酸的含量;
②通過小試驗調整光亮劑的比例。一般來說,如M過多,可加入O.05mL/L~O.1mL/L30%雙氧水,攪拌片刻,再補充適量的聚二硫二丙烷磺酸鈉即可調整。另外,有時溶液/鍍件之間的界面張力太大也會使鍍層產生麻點,這時可以向鍍液中補充十二烷基硫酸鈉,使其界面張力降低,從而消除麻點。
(6)鍍層上有條紋。預鍍鎳溶液中有膠類雜質,使預鍍層產生條紋,從而使鍍銅層反映出條紋的現象;鍍銅液中Cl一過多,N或四氫噻唑硫酮過多等會使鍍銅層出現條紋。
有時向鍍液中補充N或四氫噻唑硫酮后出現光亮的樹枝狀條紋,那是由于N或四氫噻唑硫酮加過量而造成的。這時可以向鍍液中加入適量的雙氧水(一般加入30%的雙氧水O.05mL/L~O.1mL/L),攪拌片刻,再加入適量的聚二硫二丙烷磺酸鈉進行調整,或者電解一段時間就可消除。
鍍液中Cl一過多,有時會產生樹枝狀的條紋,同時使鍍層結晶粗糙和失去光澤。C1一含量的多少可以用O.1NAgN03粗略地估計,也可以用小試驗進行驗證。發現Cl一含量過多,必須進行除Cl一處理。
有時鍍液中硫酸銅含量過低,也會出現一些不太明顯的條紋。由于硫酸銅含量過低時,溶液的顏色較淺,所以可從觀察顏色進行判別,同時可用化學分析測定其含量,然后按分析進行調整。
假使經過檢查,故障都不是上述因素引起的,那就可能是預鍍液或鍍前處理有問題,可以取一些銅零件或銅片,經手工擦刷除油和活化后,跳越掉預鍍槽,直接進入光亮硫酸鹽鍍銅液中電鍍。如果跳越掉預鍍槽后,鍍層上沒有條紋了,說明光亮鍍銅液沒有問題,應該從預鍍液或鍍前處理中尋找原因。
雜質的影響和去除
(1)氯離子的影響和去除。在光亮硫酸鹽鍍銅液中,雖然N(或四氫噻唑硫酮)和聚二硫二丙烷磺酸鈉都能使鍍層細化,配比得當能提高鍍層的光亮度和整平性,但它們都使鍍層的應力增大,然而在鍍液中含有適量的(20mg/L~80mg/L)Cl一,可以使鍍層的張應力降低,提高鍍層的韌性,所以可以說Cl一是該鍍液中的應力消減劑,同時適量的C1一還能提高鍍層的光亮度和整平性,使零件的低電流密度區鍍層更亮。但它的含量超過120mg/L時,就使鍍層粗化,更高的含量使鍍層粗糙,產生樹枝狀條紋和失去光澤。去除氯離子的方法是:
①銀鹽沉淀處理。
Cl一+Ag+→AgCl↓
選用哪一種銀鹽進行處理呢?有資料介紹用硫酸銀,因為硫酸銀與Cl一反應后,不會產生其它有害的陰離子:
2Cl一+Ag2S04→2AgCl↓+SO羞一
但硫酸銀不易買到,所以一般用AgN03與Na2C03作用,制成Ag2C03,然后用Ag2C03處理Cl一:
2AgN03+Na2C03→Ag2C03↓+2NaN03
340106(過量)276
340份AgN03與過量的Na2C03作用,可生成276份Ag2C03沉淀,這種沉淀用熱的蒸餾水洗滌4次~5次,以洗去N03-,然后在攪拌下加入故障液中,使與Cl一反應:
2HCl+Ag2C03→2AgCl↓+C02↑+H2O
73276
根據理論計算,4.66份AgN03可去除1份C1一。雖然實際操作過程中,由于部分銀鹽在洗滌時損失掉,用量應該要略高一些。不過,光亮硫酸鹽鍍銅液中的Cl一,不必全部除去,需要有20mg/L~80mg/IL留在溶液中,所以可按理論計算進行處理。具體步驟如下:
a.將鍍液加熱至60℃左右;
b.在攪拌下加入計算量的Ag2C03,加完后繼續攪拌30min左右;
c.加入3g/L~5g/L活性炭,攪拌30min左右;
d.靜置后過濾;
e.加入配方量的所有光亮劑,攪勻后即可電鍍。
②鋅粉處理:據文獻報道,用鋅粉處理光亮硫酸鹽鍍銅液,可以降低鍍液中C1一的含量。現經工廠實際應用,鋅粉確有降低C1-的效果,具體處理步驟如下:
a.在攪拌下,加入lg/L~3g/L鋅粉(要用試劑級鋅粉,使用時先調成糊狀)繼續攪拌30min左右;
b.加入2g/L~3g/L活性炭,攪拌3h左右;
c.靜置片刻,過濾;
d.加入配方量的所有光亮劑,攪勻后即可電鍍。
③用不溶性陽極電解處理:將陽極改為不溶性鈦或石墨。在適當加熱(40℃~50℃)的情況下,進行電解處理,使Cl一在陽極上氧化:
2Cl一一2e→Cl↑
處理時,加溫可降低Cl2在溶液中的溶解度,避免Cl2溶解在鍍液中(C12+H2O→HCl+HClO)再影響鍍液性能;同時需攪拌鍍液,使Cl一到達陽極表面,在陽板上發生反應而被除去,還需適當提高陽極電流密度,加快Cl一的氧化。
(2)有機雜質的影響和去除。有機雜質會使鍍層發花或發霧,降低鍍層的光亮度和整平性。去除有機雜質通常用雙氧水一活性炭處理。具體處理步驟如下:
①在攪拌下加人1mL/L~2mL/L30%的雙氧水,加熱至50℃~60℃.繼續攪拌60min左右,除去過量的雙氧水;
②在攪拌下加入3g/L~5g/L活性炭,繼續攪拌30min;
③靜置后過濾;
④加入配方量的所有光亮劑,攪勻后即可電鍍。
(3)油類雜質的影響和去除。油類雜質會使鍍層發花或發霧,產生針孔,嚴重時影響鍍層的結合力。去除油類雜質一般先用乳化劑將油乳化,然后用活性炭將乳化了的油和過量的乳化劑吸附除去。具體處理步驟如下:
①將鍍液加熱至50℃~60℃,在攪拌下加人溶解好的十二烷基硫酸鈉O.3g/L~O.5g/L(用量視油污的多少而定),攪拌60min左右;
②在攪拌下加入3g/L~5g/L活性炭,繼續攪拌30min左右,接下去同處理有機雜物的③和④的方法進行操作。
(4)鐵雜質的影響和去除。鐵雜質會降低陰極電流效率,較多的鐵會影響鍍層結構,形成不均勻的光亮鍍層。去除鐵雜質至今沒有好方法,但當鍍液中銅含量偏低(硫酸銅在1OOg/L以下)時,可用下法處理:
①向鍍液中加入1mL/L~2mL/L30%雙氧水,使Fe2+氧化為Fe¨:
②將鍍液加熱至50℃~60℃,在攪拌下,用Cu(OH),[Cu(OH),,可以用CuS04·5H2O和NaOH自制:CuS04+2NaOH→Cu(OH)↓NaSOd提高鍍液pH=5.O,使Fe3+生成Fe(OH);
③加入1g/L~2g/L活性炭,攪拌30min;
④靜置后過濾:
⑤用硫酸提高溶液的酸度(降低鍍液pH),按分析調整鍍液成分;
⑥加入配方量的所有光亮劑,攪勻后即可電鍍。
此法在提高pH時,相當于補充了硫酸銅(H2S04+Cu(OH)2→CuS04+2HO),但也中和掉了大量的硫酸,所以在沉淀除掉鐵雜質以后,還需補充硫酸,使溶液保持足夠的酸度。所以用此法除鐵,經濟上是不合算的。
此法只可用于鍍液中硫酸銅含量偏低的鍍液,對于鍍液成分正常的鍍液,除了用稀釋鍍液來降低鐵雜質的含量(稀釋后再補充其他成分)以外.至今沒有其他除鐵方法。
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