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硫酸盐镀光亮镍故障及其处理方法:镀镍时槽电压高,电流开不大,镀层不易厚

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-13  浏览次数:1954

   可能原因

   原因分析及处理方法

 (1)镍阳极面积过小

 这种异常现象,多数出现在亮镍镀槽,当采取高浓度、高温度、高电流密度及低pH值(即三高一低)的工艺时,镍阳极的溶解很快,如果镍阳极面积迅速减少,而又得不到及时补充的话,就会出现上述异常的现象

 处理方法:

 a.增大阳极面积,控制镍阳极面积与阴极面积之比在2:1以上;

 b.加强维护保养,定期补加和清洗阳极

 (2)镀液中氯化物含量过低

 详见故障现象3(6)的原因分析及处理方法

  为了让读者更深刻地了解Cl一的作用机理,下面再作补充论述:在电解液中如果氯离子很少或没有氯离子,硫酸根就像在稀硫酸中镍阳极电解那样

   SO42-+Ni—Ni2++SO42-+2e-

 当SO42-在阳极附近放出氧气

   2SO42-+2H20一4H++ SO42-+02+4e一

 由于氧的析出,镍会产生氧化现象

   4Ni2++302—2Ni203-8e一

 此时,生成深褐色的三氧化二镍覆盖在阳极的局部表面上,致使这些表面不能导电,因而阳极工作表面减小,电流密度相应增大,阳极电势升高

 如果电解液中存在氯离子(C1一),则生成的三价镍氧化物与氯离子发生作用

   Ni203+2Cl一+6H+→2Ni2++Cl2+3H2O

 钝化膜首先变松,然后溶解。此时电流密度由于工作表面的增大而下降,阳极开始呈现活化状态。氯的作用可解释为阳极上放电的氯对钝化膜产生溶解作用

 阳极的活化状态,一直保持到阳极表面一定部位上氯离子的浓度由于电流分布不均匀而减小,大约不能与所采用的电流密度相适应时,阳极上主要是SO42-放电而析出气体氧,镍阳极的溶解则是微小的,从而重新引起阳极钝化。这种交替现象就是阳极循环钝化现象。如果有足量的氯离子(0.25mol/L),可避免循环钝化现象发生.

(3)阳极电流密度过大

 

   在镀镍过程中,由于阳极溶解较快,若不及时得到补充和设置合理的阳极面积,有效的阳极面积会迅速减小,必然出现阳极电流密度过大,导致阳极钝化,出现槽电压升高、电流开不大、镀层镀不厚的现象

   处理方法:定期刷洗阳极板,并及时补充镍阳极

 下面把镍阳极的相关知识介绍给读者,便于读者在镍阳极的选择、使用和维护时,有更深入的了解

   ①镍阳极材料的选择。镍阳极材料的纯度是电镀中最重要的条件,镍的含量大于99%,不纯的阳极导致镀液污染,使镀层的物理性能变坏,阳极的溶解应当是缓慢的、平衡的溶解,没有颗粒沉陷及微小镍粒的产生。常规镀镍均采用可溶性镍阳极,常用的有电解镍、铸造镍、含硫镍等,使用较多的是含硫镍(含有0.Ol%~0.15%的硫),这种阳极的溶解性好,活性强,可以在大电流密度下操作,即使在没有氯化物的镀液中,阳极效率也接近100%。从形状上看,阳极材料有镍板(200~250)mm×(200~250)mm×l5mm、镍球β6~12mm、镍冠声l0~30mm等(特别强调的是,读者在选用镍板时,据笔者的经验,应选择外形尺寸不超过120mm×l2mm的镍板,以保证正对阳极面的表面电流分布均匀,阳极溶解也均匀,阳极面积较易控制)。使用时通常将镍阳极装入钛篮,以保证足够大且稳定的阳极面积,为了防止阳极泥渣进入镀液,钛篮应包双层聚丙烯阳极袋

   ②设计钛篮时的注意事项。在选择和设计钛篮时,要考虑其外形尺寸,即钛篮二般为lOmm×3mm,钛篮底部应高出槽底150~200mm,篮筐下端应高于零件l50~200mm,以避免阴极边缘因电力线过于集中而使镀层烧焦;生产中应定期清洗和及时补充阳极材料,防止阳极“架空”;镍球装载密度一般为5.4~6.Okg/dm3,镍饼(冠)为4.6kg/dm3;阳极袋口应高出液面30~40mm,以防止阳极泥外溢,阳极袋应内紧外松,袋口要把钛篮口包紧,袋底应留出30~50mm空隙,以存贮可能产生的阳极泥渣,防止阳极泥渣黏附于阳极表面,致使阳极有效面积减小。钛篮和阳极以及阳极和阳极之间应紧密接触,否则钛篮上阳极电势将急剧上升,使钛篮表面发生析氧和析氯反应,加速钛篮损坏和光泽剂的氧化

③阳极面积计算。镀镍采用钛篮阳极,便于补充阳极,可提高阳极的利用率,并能较好地保证阳极面积。钛篮在镀镍电解液中不溶解,它与其中盛放的镍组成混合阳极。钛篮中阳极面积是以镍的重量来维持的,与钛篮中镍重量相等的整体阳极,其表面积小于钛篮中的镍阳极面积。实践中没有出现过由于镍阳极面积增大,而使镀液中镍金属盐提高的现象,这时阳极面积可以是阴极面积的5~6倍,所以镀镍时总是把阳极面积加大些。下面以举例形式说明阳极面积的计算方法

    [例一]使用镍板作阳极的面积计算(供参考)

    a.钛篮正面尺寸:l.0dm×1.5dm;

    b.镍板尺寸:l.0dm×l.0dm×0.1dm;

    c.钛篮装载量:lOkg

    计算如下:

    ①镍板的总表面积

     A1=2W/10ds

 式中W—质量,g;

     d—密度,8.93g/dm3;

     S—厚度,mm;

     A1—总表面积,dm2。

     A1=(2×1000×10)/(10×8.93×10)=22.40(dm2)

    ②钛篮正面表面积

    A2=10×1.5-15(dm2)

    ③阳极有效面积(S1)

     S1=A2+(A1-A2)/2=15+(22.4-15)/2=18.7(dm2)

   [例二]使用镍冠作阳极的面积计算(供参考)

    a.镍冠表面积:5dm2/kg;

    b.钛篮正面尺寸:l0dm×1.5dm;

    c.钛篮装载量:lOkg

 计算如下:

    ①镍冠的总面积:Al=5dm2/kg×l0kg=50dm2

     ②钛篮正面尺寸:A2=10dm×l.5dm=15dm2

    ③阳极有效面积(S1)

   S1=A2+(A1-A2)/2=15+(50-15)/2=32.5dm2)

 

 

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