镀镍故障处理及实例
㈠ 镀铬常见故障及处理
gongjian
1. 工件因渗氢镀不上铬
某电镀厂镀一批由热轧钢板制成的镀铬件时,由于工作表面锈蚀严重,酸洗时,氧化皮难以除尽,不得不延长时间,此时氧化皮虽然尽了,但工件的表面却出现了坑坑哇哇,边缘部分因为是剪切加工的,酸洗时又极易过腐蚀,结果遭到严重渗氢,镀不上铬,经驱氢处理仍未能满足镀铬要求。
解决这个问题的最有效的方法是表面重新加工,把锈蚀处的平面和剪切加工的表面在重新加工一下,该厂经于来协单位商定,对工件加工后镀出铬层满足了质量要求。
这种工件如果在机加时先把锈蚀处磨削掉,不仅不会发生这次故障,而且还能提高工件的表面质量。
2. 不锈钢镀铬的前处理要求
不锈钢表面想要获得牢固的铬层质量,首先要彻底除尽表面的氧化膜,这层结合牢固且致密的氧化膜很难除去,经过实践,摸索出下列工艺方法。
已经除尽油污的工件挂入镀铬槽的阴极上,以5~6的电流密度进行活化处理,这时不锈钢表面不会沉积上铬,只有氢气析出,这些氢原子与不锈钢表面的氧化膜作用,使表面获得充分活化,活化时间需视不锈钢表面的膜层情况而定,一般在5min即可,膜层过厚的需要8~10分钟,然后施以正常的电流镀铬,不要反镀,否则不利于结合强度。
3. 镀铬阳极的保护方法
新铸成的铅锑合金阳极,经刷洗干净后(或经过刷洗的旧铅锑阳极),如果直接挂入镀铬槽中,会很快生成一层导电性差的黄色铬酸铅,此铬酸铅会影响正常使用,但若在带电的情况下进入渡槽,并通过5~10A/dm2的电流阳极处理30~40min,阳极表面就会生成褐色的过氧化铅,有了这层过氧化铅,就很难再生成铬酸铅,但停产后还是应该把阳极从槽子中取出,经水洗后保存。
4. 阳极铬酸铅的的除去方法
清除可先在下列溶液中阳极电解处理。
NaOH 70~100g/L V 6~8v
NaCO3 70~100g/L t 视退除情况而定
若采用这方法处理后未能彻底,最后还需要用钢丝刷洗,且勿用盐酸洗,盐酸洗会产生氯化铅,不仅不宜再除去,且氯离子带入槽液易造成污染。
5. 硬铬层生锈
铬的电位虽然很负,但它有很强的钝化能力,它本身在大气中很稳定,但铬层内有很大空隙和裂纹,若单层镀铬,极有可能出现锈蚀,为此,在镀铬前需先镀层铜或镍,以防止基体金属裸漏出来。
一般镀铬后可以先用热水洗,后用毛巾擦干和烘箱中烘烤,最后在高于 105℃的机油中侵泡2~3分钟,以达到封闭镀层的目的。
6. 大面积件中间部位难以沉上理想铬层
某厂接到一批1.1*0.9m大板的抛光镀铬任务,质量总是过不了关,中间部位镀不上铬,中间镀上铬后四周,特别是四角即会严重烧焦,否则中间部位难以获得正常镀层。笔者采取以下2点措施。
1)镀铬阳极由平面改为锅形,锅形阳极可用铅版制作。
2)镀单面,把一排阳极撤下来,阴极移动到阳极位置,使阴,阳距离由原来的35cm增加到50~70cm(锅底50cm,锅沿70cm)。
7. 镀铬件孔眼、狭缝等处铬难以沉积
镀铬件的孔眼、狭缝等部位难以沉积上铬,主要是由电力线对这一部位密集而成的,众所周知,电流在电解液中流动时要克服较大欧姆电阻,同时电阻也由于该处电流密度的增大而增大,所以铬离子不能到达表面而沉积。因此,要改善与解决这些部位的沉积问题,在电镀过程中要注意以下几点。
1)要注意绑扎方法。要避免镀件与镀件,镀件与夹具以及不导电的护框贴靠过近等人为因素而引起的缝隙,否则该部位的镀层厚度将远远低于其他部位,甚至镀不上铬。为此,在绑扎过程中要考虑他们之间的距离,此外,镀件悬挂时的角度方向等也需要注意。
2)采取堵孔措施。避免孔的周围镀不上铬的有效办法就是堵孔(一般孔内是允许无镀层的),装饰铬可用乳胶塞子,镀硬铬以采取铅堵为好。可避免产生边缘效应以及由此而引起孔周围镀层过厚的弊端。
3)正确计算所需要的电流。否则不但这些部位镀不上铬,其他部位也镀不上。
4)采用辅助阳极。采用辅助阳极有利于降低电流在电解液中的电阻,这是改善深孔内表面镀层的主要措施之一,但只适用于一定直径的孔眼,孔径过小也是无能为力的。
5)采用大电流冲击,对于浅的通孔或较大的盲孔可用大电流冲击,来满足孔内及周围的铬层要求,冲击电流比正常电流大1/2,时间15~30min,时间过长尖端部位容易烧焦。
6)改进设计结构。
8. 镀铬槽内首尾两串工件容易烧焦
此类问题可利用压电棒来解决,压电棒是用直径5mm,长略长于阳极板的铜棒制成,使用时挂在槽内的阴极杠的首尾两端,把镀件夹在中间,以引走部分电流。
9. 电抛光件镀铬困难
根据电抛光原理的假说:当电路接通后,随着阳极表面层金属的溶解,在工件表面就被一层由溶解的阳极金属和电解液所组成的黏膜盖住,它的黏度很高,导电率很低,由于电抛光件表面黏膜的存在,(凹陷部位较厚,电阻大,凸出部分薄,电阻小)且受到电抛光过程中形成的氧化膜的覆盖,因而严重影响了铬离子的放电析出,从而造成电抛光件镀铬困难,若在镀铬前在稀酸中处理即可获得良好的效果。此工艺既稀释了黏膜又使氧化膜溶解,从而大大改善了镀铬的表面状况,促进了铬的沉积。
10. 镀铬液体积电流密度的控制
镀铬工艺中对溶液的体积电流密度有严格的要求,必须控制在15~20A/L,否则就可能造成下列弊端。
1)引起溶液温度升温过快,槽内挂镀件过多时必然需要配送较大的电流,从而引起溶液的电热效应加剧,致使溶液温度上升过快,当溶液温度超过工艺范围要求2℃时,就有可能影响镀层质量。
2)影响镀件的深镀能力。当额定容积内受镀面积过大时必然会减少阴、阳极之间的自由空间,从而产生电力线的分布不均,进而影响镀件的深镀能力。
为了避免产生上述后果,镀硬铬的槽内镀件挂的稀一点为好。这样对保证产品质量促进生产进度都是有好处的。
11. 根据溶液成分和工艺条件调节电流密度
在正常情况下,按工艺文件中规定的电流密度范围配送电流能获得理想的铬层质量,当遇到溶液组成的比例失调、溶液温度失控、工艺方法变更、基体材料更改、镀件的几何形状过于复杂、应设置而未设置辅助阳极或屏蔽阴极、表面光洁度相差悬殊、绑扎方法欠妥以及镀件的表面状态过差等因素时,按工艺配送电流可能难以获得理想的铬层质量。将调整方法简述如下。
1)镀铬溶液组分失调时电流的调整。标准镀铬溶液配方中除了少量必要的三价铬之外,其余就是铬酐和硫酸,比例为100:1,当两者比例发生变化时,所需要配送的电流也需要做相应的调整,以弥补各自存在的不足:
比例小于100:1(硫酸略高)时,因电流效率和覆盖能力下降,溶液中三价铬生长速度加快,需要适当提高电流密度值,以强化覆盖能力。
比例小于100:1(硫酸略低)时,镀层的光亮度虽然有所降低,但覆盖能力仍较好,为避免镀层烧焦,应适当降低电流密度。
2)溶液温度失控电流密度的调整,温度升高电流密度升高,反之则降低
3)基体不同的调整,不同材料镀铬的起始电流不同,以铜和铜合金为例,由于铜在镀铬溶液中容易钝化,故起始电流应该大些,并带电入槽,防止钝化膜的产生。待表面镀上铬层需要加厚时,要调整到正常范围。否则容易出现烧焦现象。
4)复杂形状的零件电流的配送。和简单零件是不同的,如凹入面较深的零件镀铬时(为采取其它措施),要采取大电流冲击的方法,而对于尖端凸出的零件应采取电流密度下限,防止烧焦。(切莫把尖端朝向阳极)
5)镀件设有辅助阳极或未设屏蔽阴极时的电流密度的调整。电流要相对小些,具体应根据实际情况而定,批量生产应做实验件。
6)表面光洁度好的零件电流可比光洁度差的小一些。
7)不同表面形状的镀件镀铬时电流密度的调整。镀镍后立即镀铬的可比放置多日的镀件低些,经过抛光的镀镍表面可比未经抛光或抛光后又除油活化的要高些。
12. 补镀方法
将要补镀的部位侵入溶液中并稍过一点,用镀件的挂钩做导线,挂钩的一头与镀件之间连接,另一头与阴极梗连接,按正常镀铬的2倍电流冲击,镀半分钟后稍加提高,然后再镀半分钟即可,此时原来没有铬层的部位呈光亮色,有铬的部位呈灰色,该灰色用布轮抛光即可恢复光泽。
13. 铬上镀铬困难
铬上镀铬也称二次镀铬,工艺较为复杂,质量较难保证,这是因为铬在大气中容易钝化,故表面难直接获得结合牢固的镀层,需要经过特殊处理才可以满足要求。
1)阴极极化法 就是利用阴极处理时氢离子在阴极放电这一过程,促使原由铬层表面的钝化状态转化为活化状态,然后在此基础上进行补镀,具体的操作如下:化学除油→阴极电化学除油→温水冲洗→流水冲洗→20%硫酸补充活化→流水冲洗→镀铬槽中预热→镀铬,镀铬起始电流为5A/dm2的电流密度处理3~5min,再用15min多次把电流调到15~20A/dm2,并在此电流密度下镀10min,(这种工艺下不会沉积铬,只能生成一层金黄并捎带棕色的薄膜)。
经上述处理后即可以正常电流电镀。
2)阳极反镀法 先将镀件挂入槽内预热,2min后以40~50A/dm2反镀,反镀1min后,转入正常状态电镀。实践证明,阴极活化法优于阳极反镀法。
14. 因忽视镀铬的预处理引起镀层粗糙
某厂镀出硬铬层很粗糙,结合力也不好,原估计是预处理不彻底,后经现场发现,操作者向槽内挂入镀件后没有进行预处理直接送电流,导致镀层状态不好。
其实,镀铬对温度的要求是很严格的,温度变化的范围在±2℃之内,否则就有可能影响镀层质量。如果不采取预热手段,镀件入槽后立即配送电流,就有可能因为镀件表面温度过低(偏离工艺条件),而产生黑色的粗糙沉积层,在此粗糙的的沉积层表面继续加厚的铬层就会显得很粗糙,而且镀层的结合力将受到影响
钢铁件可直接在镀铬槽中预热,铜和铜合金一般在热水槽中预热。
14. 镀铬工艺中直流电源设备功率不够的补救方法
工件电镀时遇到整流器功率不够的情况,可采取下列措施进行补救。
1)采用同一型号,统一规格的两台整流器并联配送电流法,工作前先将两台整流器并联,并分别与阴,阳极连接好,两台保持整流器保持一致的电流读数同步升压,至达到该镀件的电流要求为止(读数总和),最后同步退回至零,关闭电源。
2)采用屏蔽阴极分段镀法。用聚氯乙烯塑料板屏蔽。
15. 溶液中出现三价铬的积累
镀铬的阳极和阴极面积之比是(1.5~2):1较为合适,若阳极面积小,溶液中三价铬容易积累,当三价铬超过容许的浓度值时就会影响正常工作,此时除镀层的光亮范围缩小之外,溶液的导电能力也随之下降,电阻增大,侄使电流不稳定,镀出铬层呈暗黑色(高),或者出现蓝膜和雾状(略高)。为此在控制阴、阳极面积的比值上要注意有效面积,有的阳极面积虽然不算小,但大部分被铬酸铅覆盖,失去了应有的作用,实际上是减少了阳极的面积。
为了避免阳极表面生成导电性差的黄色铬酸铅,使三价铬浓度控制在正常的范围内,可在使用新阳极时(洗刷过的),用高电压电解5~10min,促使阳极表面预先生成一层黑褐色,导电性好的过氧化铅,为阳极再氧化六价铬创造条件,使溶液中三价铬维持在平衡状态。从而有利于维护镀液的稳定性。
平时为了保护阳极阳极表面的过氧化铅,在工作结束后,将阳极取出并用喷头洗净表面的溶液。否则依然容易生成铬酸铅,如:
PbO2+2H2CrO4→Pb(CrO4)2+H2O
解决方法:大阳极和小阴极 面积比30:1,阳极电密 2A/dm2
16. 镀铬溶液被氯离子污染
含有过高的氯离子时(超过0.5g/L),溶液的覆盖能力和电流效率将明显下降,铬的沉积速度也会降低,更严重的出现雾状和发花。
溶液中的氯离子可按下列方法去除
1)电解处理 DA 40~50A/dm2 T 60~70℃
2)化学处理法 向溶液中加入少量碳酸银,生成沉淀。
3)自然挥发 速度缓慢 但加温且时时搅拌有利于加快分解。
17. 镀铬溶液被铁离子污染
笔者曾走访了市郊的几家电镀厂,结果发现竟有三家电镀厂的镀铬溶液出现了相似的故障,后发现是被溶液中的铁离子浓度过高引起的(分别为23g/L,26 g/L,27 g/L),这说明厂家在镀液维护方面存在存在严重问题。
镀液出现故障后,笔者在现场仔细观察了镀铬工艺的全过程及镀层质量,未发现工艺漏洞,但镀铬的覆盖能力很差,镀铬呈雾状,有斑点,另外两家的斑点呈紫褐色。
上述故障现象估计是铁离子污染所致
㈡ 电镀镍工艺常见故障的原因与排除方法是什么
我们通常把小的麻点叫针孔,前处理不良、有金属杂质、硼酸含量太少、镀液温度太低都会产生针孔,所以镀液维护及严格控制流程是关键所在。
1、麻坑(针孔)
麻坑是有机物污染的结果。大的麻坑通常说明有油污染。搅拌不良,就不能驱逐掉气泡,这就会形成麻坑。可以使用润湿剂来减小它的影响,我们通常把小的麻点叫针孔,前处理不良、有金属杂质、硼酸含量太少、镀液温度太低都会产生针孔,所以镀液维护及严格控制流程是关键所在。
2、粗糙(毛刺)
粗糙就说明溶液脏,经充分过滤就可纠正;PH太高易形成氢氧化物沉淀应加以控制;电流密度太高、阳极泥及补加水不纯带入杂质,严重时都将产生粗糙(毛刺)。
3、结合力低
如果铜镀层未经活化去氧化层,铜和镍之间的附着力就差,就会产生镀层剥落现象。如果电流中断,有可能会造成镍镀层的自身剥落;温度太低,也会产生剥落现象。
4、镀层脆、可焊性差
当镀层受弯曲或受到某种程度的磨损时,通常会显露出镀层的脆性,这就表明存在有机物或重金属物质污染。添加剂过多,使镀层中夹带的有机物和分解产物增多,是有机物污染的主要来源,可用活性炭加以处理;重金属杂质可用电解等方法除去。
5、镀层发暗和色泽不均匀
镀层发暗和色泽不均匀,说明有金属污染。因为一般都是先镀铜后镀镍,所以带入的铜溶液是主要的污染源。重要的是,要把挂具所沾的铜溶液减少到zui低程度。为了除去槽中的金属污染,采用波纹钢板作阴极,在0.12~0.50A/d㎡的电流密度下,电解处理。前处理不良、底镀层不良、电流密度太小、主盐浓度太低,导电接触不良都会影响镀层色泽。
6、镀层烧伤
引起镀层烧伤的可能原因:硼酸不足、金属盐的浓度低、工作温度太低、电流密度太高、PH值太高或搅拌不充分。
7、沉积速率低
PH值低或电流密度低都会造成沉积速率低。
8、镀层起泡或起皮
镀前处理不良、中间断电时间过长、有机杂质污染、电流密度过大、温度太低、PH值太高或太低、杂质的影响严重时会产生起泡或起皮现象。
9、阳极钝化
阳极活化剂不足,阳极面积太小电流密度太高。
㈢ 电镀铜上镀镍脱皮如何处理
调整铜离子含量;调整阴极电流密度和镀液温度;还有就是避免杂质混入镀液。内
铜/镍镀层之间容脱皮,如果氰化物镀铜在大电流密度处容易脱皮,镀液中铜离子含量低;阴极电流密度太大而镀液温度低;另外还有可能是镀液中混入油污或者Cr6+离子等。
镀镍分电镀镍和化学镀镍。电镀镍是在由镍盐、导电盐、pH缓冲剂、润湿剂组成的电解液中,阳极用金属镍,阴极为镀件,通以直流电,在阴极(镀件)上沉积上一层均匀、致密的镍镀层。从加有光亮剂的镀液中获得的是亮镍,而在没有加入光亮剂的电解液中获得的是暗镍。
(3)镀镍故障处理及实例扩展阅读:
从电镀的观念来说,铜离子接受了电子而沉积成为铜金属,是在阴极上所发生的还原反应。然而若按“电子流”的方向与一般电路中直流电流(Current)方向是相反的习惯看来(科学界当年将电流的定义弄错了),其电流又是从正极流向负极的说法时,则被镀物却成了正极,而铜阳极却又成此种逻辑的"负极"。
由于错误的习惯由来已久无法更改,故读者们研读或讨论电镀时,只宜采用阴极与阳极的观念,千万不要引用一般电路中正极与负极的思维,以免造成彼此间鸡同鸭讲的莫名其妙。