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电化学除油过程中容易出现的问题

放大字体  缩小字体发布日期:2013-03-26  浏览次数:2205
核心提示:电化学除油是将需除油的工件置于一定工艺配方的溶液之中,通上电源,将工件作为阴极或阳极(通常按先阴极后转阳极),通过电解处理来除去工件表面油污。

电化学除油是将需除油的工件置于一定工艺配方的溶液之中,通上电源,将工件作为阴极或阳极(通常按先阴极后转阳极),通过电解处理来除去工件表面油污。采用此工艺除油时,可借助电极上析出氢气泡和氧气泡的作用,促使工件表面油膜的强烈撕裂而变成不连续的小油滴,同时对溶液进行搅拌,加速了油污脱离工件表面的速度,从而又进一步强化除油过程,故电化学除油具有比化学除油更彻底、更快捷的除油效果。

在整个预处理过程中,电化学除油是最后一道除油工序,故又是至关重要的一道工序,其成功与否将会直接影响到电镀层的质量。为比,对该工艺的操作应予以高度重视。

电化学除油程序错乱引起镀层起泡

某单位镀出工件严重起泡、掉皮,除油后的工件表面发灰,是什么故障呢?经多方寻找原因,最后在电化学除油工序中终于找到了答秦。原来是正、负电极接错引起的。该厂在双向闸刀板上写(+)、(一)标志时位置写错,致使除油过程与工艺上实际要求的正、负极台好相反。

另一厂发现镀镍层常起泡、掉皮,撕下镍层基底呈灰黑色。开始以为是淬火件经酸洗后表面的游离碳未洗净,可是见到的除油后工件表面都很干净,没有氧化皮,表面污物也很少。于是,笔者取了几个互件简单的刷洗一下即进行镀铜、镀镍,镀后未见起泡、掉皮,说明陵铜、镀镍溶液都正常,问题很可能出在电化学除油过程中。由于该除油槽直流电源铜排未涂红、绿标记,无法辨认阴、阳极,铜排引出处又无法进入察看,为此笔者只好试着把电化学除油的极梗与直流电源铜排的连接处接触点对调后,让他们仍按原来的除油次序进行电阮学除油,结果连续镀出三槽工件结合力都很好,显然该厂在工件电_比学除油过程中阴、阳极除油次序颠倒,从而影响了镀层的结合力。实际上,单一阴极电化学除油有利有弊。阴极电化学除油时阴极二所产生的氢气的体积是阳极电解除油时阳极上所产生氧气的2倍。

实际上,单一阴极电化学除油效果优于阳极电化学除油。阴极电化学除油的一特点是不腐蚀基体,能有效地活化工件表面的钝化膜,对净化工表面具有较好的效果。阴极电化学除油的不足之处是工件容易渗,引起氢脆,乃至镀层起泡、掉皮,当除油溶液中积聚过多的锡、、锌等金属离子时还会在工件的基体表面析出海绵状的沉积物,从也严重地影响镀层质量。为此,根据上述利弊关系的比较,采取单的阴极电化学除油是不适宜的。

单一阳极电化学除油也有利有弊。阳极电化学除油时能将工件基体表面的有机物氧化分解,除去基体表面的残渣,不会发生氢脆。阳极电化学除油的不足之处是除油效果比阴极电化学除油差,有色金属不适宜采取此工艺方法,否则会产生严重腐蚀。当溶液中碱的浓度过稀或有氯离子存在时对钢铁件也会产生腐蚀。此外,若工件的狭缝等处进入的酸未能充分冲洗净时该处还可能出现棕色锈迹。故采取单一的阳极电化学除油也是不适宜的。

而先阳极后阴极电化学除油,因为阳极电化学除油时引起的弊端在阴极电化学除油时无法被消除,故此工序也是不可取的。

早期的电化学除油是在两个槽中分别进行的,即先在一个槽中进行阴极电化学除油,然后再在另一槽中进行阳极电化学除油,这样做在电化学除油全过程中绝少发生阴、阳极电化学除油次序倒错,也可避免处理时间的失控。近年来,为了减少车间占地面积、节省设备投资和日常生产中能源的消耗,二槽电化学除油方法已很少见,绝大多数是在同一槽内有序地改变电极极性来进行电化学除油,这种方法是可取的。阴极电化学除油与阳极电化学除油各有其作用和特点,但必须严格遵守先阴极电化学除油再阳极电化学除油的程序。

电化学除油后工件腐蚀的原因

电化学除油的工艺条件对质量影响较大的主要是溶液温度与除油时间,现就此两点分述如下。

(1)溶液温度。按常规工艺要求,溶液温度一般控制在60~70℃之间,由经验可知:溶液温度高虽然有其一定的优点,能加强工件表面油污的乳化作用,从而有利于提高除油效果。但溶液温度过高必然会引起室内碱雾弥漫,恶化环境,溶液蒸发加快。当溶液中含有较高的氯离子时还会加剧工件在电化学除油时的腐蚀,能源消耗也随之增加;溶液温度过低时除油效果明显降低,有时还可能出现锈蚀,为此,电化学除油溶液加温是必要的,温度过高又是不适宜的。

(2)除油时间。按常规工艺除油时间通常定为阴极电化学除油3~5min,阳极电化学除油0.5~1.0min。在这个时间范围内完全能使工件表面的薄层油膜彻底除尽,且对工件和镀层质量都不会产生影句。若在此基础上再延长,则无论对工件基材或镀层质量都是不利9,如阴极电化学除油时间过长引起渗氢,阳极电化学除油时间过长}1起锈蚀等弊端出现。

本例质量故障就是未按上述电解除油的工艺要求,而是采取室温}:长时间通电处理引起的。

电化学除油溶液中组分配比不当引起故障

在电化学除油溶液的组成中,氢氧化钠浓度过低或硅酸钠浓度过等对除油质量影响甚大。

(1)氢氧化钠浓度过低时的现象。当氢氧化钠浓度过低时,首先皂阳极区溶液的pH值下降,除油速度随之缓慢,放出氧气增加,工学表面开始遭到氧化,其表面出现附积物,甚至还会明显地出现棕色受锈。故要定期进行化验分析或凭经验予以补充。

(2)硅酸钠浓度过高时的现象。电化学除油溶液中加入适量的硅茛钠有利于除油时工件表面油污的乳化,但当浓度过高时会吸附在工4:表面,且极难清洗干净,结果必然会影响镀层的结合力。硅酸钠浓芝过高多为加料时计算上的错误引起。可采用在稀释溶液后只补充其电材料的办法来解决,也可经电化学除油后用热水加强清洗来解决。

洗净剂过量影响底镀层的结合强度

电镀厂因电化学除油用的抑雾剂断档,临时改用海鸥洗净剂代孛,未曾想到工件出槽离开液面时,工件上即被覆盖在液面上的海鸥氅净剂所包围。这层洗净剂虽很薄,但由于当时温度很高,当即干艺,这层干化膜较为顽固。在清水中和弱酸溶液中均未能被除去。结囊镀出镍层连续掉皮,后来改在除油后用热水洗烫,并增加在活化液处理时间,问题终于得到解决。

除油后未用热水洗烫影响镀层结合力

工件经电化学除油后需要用热水洗烫,这是工艺上的需要,也是保证质量的重要手段。因为工件经电化学除油之后表面留有被碱液刺皂化或乳化后的产物,这些物质遇到冷水后会凝聚在工件表面,并很快硬化,妨碍基体金属与镀层的紧密结合。而热水能很好溶解这层硬膜。故电化学除油之后用热水洗烫这一道工序是不容忽视的。

电化学除油溶液的表面要清洁

某厂工件镀层出现掉皮问题,结果证实是因为除油液表面不清洁。

电化学除油溶液的清洁维护重点首先是溶液的表面,在电化学除油的反应过程中,在分解油污的同时便会产生肥皂、甘油、硬脂酸酯等物质,这些物质及尚未与碱液起作用的游离油污悬浮于溶液表面,当工件进出溶液时即会黏附在工件表面上,严重地危害着工件的除油质量,这是引起镀层掉皮的重要因素。本例故障就是由此引起的,要!除去这层漂浮物可用布网捞除,也可用粗质纸平贴液面吸去。

为防止这类事故再次发生,可在工件挂入除油槽时先在碱液中抖动几下,以漂去工件入槽过程中与碱液表面接触时黏附上的污物。工件出槽时也应先在碱液中抖动几下,并趁液面上的污物向四周扩散时迅速提出。

当发现槽底有污泥沉淀时,可先吸出上部清液于另一槽里,弃去沉淀物,洗净槽子后将吸出的清液吸回原除油槽中,补充不足部分的材料即可使用。

电化学除油溶液对极的选择

某厂电化学除油溶液犹如黄泥水,经了解该厂电化学除油的对极直接接在槽体上,工件在阴极除油时整个槽体就是阳极,槽体遭到氧化,溶液中低价铁离子也会由此而不断增加,最后导致出现这一污染现象。同时槽体作为对极除有上述不利因素之外,由于对极面积过大,当工件处于阳极位置时还会对工件腐蚀。

电化学除油最好选用镍极作为对极,也有用镀镍铁板的,但镍层要保持一定的厚度,较厚的镍层孔隙率低,镀层鳞片状脱落的机会少。

电化学除油后出现红色锈迹的原因

这一现象经分析是工件酸洗时渗入到该处的酸未能彻底冲洗干净,同时电化学除油又直接进入阳极除油而形成的。

为避免上述现象,可将这类酸洗过的工件先在热水中浸泡,促使陕缝中的酸浸出来,同时改进电解除油程序,按正规的先阴极后阳极的除油过程进行除油,经此改变后问题得以彻底解决。

电化学除油后工件表面出现粗糙的故障

某厂抛光件经电化学除油之后表面光洁度大受影响,笔者应邀参与了对这一现象的讨论。首先否定了因氢氧化钠浓度过低的影响,否列必然是呈锈蚀状腐蚀,不可能如此均匀。是否有可能被氯离污染呢?姻溶液中混入盐酸(一般大剂量混入可能性不太大,加料时氯化钠当乍碳酸钠加入,这也应该有区别)。又难以用硝酸银检查,因为除油溶夜本身就是用含有氯离子的自来水配制的,再者检查出来也不值得治里,最后决定重新配制新溶液,换下来的溶液改作化学除油之用。

事后该厂自备的药品库内发现少了四瓶氯化钠,这次故障可能与比有关。

电化学除油之后时有发现尖角凸出部位无镀层沉积

工件的尖端部位无镀层沉积有以下两种可能。

(1)阴极电化学除油时电流过大。阴极电化学除油过程中电流过定时,工件的尖端部位极易沉上除油溶液中有机或无机杂质,有机质至要是油污,这些污物若在阳极电化学除油时,处理时间过短,则难扶退尽,电镀时就可能出现上述情况。

(2)电化学除油溶液太脏。液面上漂浮着过厚的污物时,这些污勿会随工件进出槽吸附在其表面上,若工件出槽后能在热水中漂洗,叫污物极易被洗脱下来,若直接在冷水中洗,则由于油污会骤冷而紧咕在工件表面,在后续的水洗、弱腐蚀过程中难以将其除干净,从而丑现难以沉上镀层的缺陷。

解决措施:

(1)工件出槽前先在液下提几下(不要露出液面),使液面上嘲污物向四周扩散,在此瞬时之间迅速把工件提出液面,达到“出污溯而不染”的效果;

(2)加强溶液维护,液面上的污物用粗质无填料的纸吸附除去;

(3)适当延长阳极电化学除油时间

(4)除油后先用热水清洗。

这类故障有时是因为电化学除油溶液蒸发,液面露出部分工件,j这一部分工件因未能有效除油,从而无法沉积上镀层。

电化学除油之后某些件易发脆

某厂镀出一批拉簧,轻轻一拉即断裂,邀笔者去找原因。一般情况下弹簧类材料镀后渗氢是有可能的,但不至于如此严重。先怀疑是酸洗时间太长了,据介绍并非如此,只酸洗1~2min,电化学除油与镀亮镍时间相同,约在15rain左右。据此情况,检查了电化学除油过程。原来电化学除油全在阴极上完成的,这完全违背了工艺要求。

最后调整了极性,并交待这一措施是针对该工件的。镀其他工件时必须要先阴极后阳极进行。这样弹簧件发脆问题得到了彻底解决。

电化学除油后某些件内角部位镀层易掉皮

这一现象可能是在电化学除油时吊挂角度不当,内角深部窝气,污物未能除尽所致,后经现场了解确系与此因有关。只见除油件的吊、挂角口都朝下,气体无法排出,在此未经过电化学除油的工件表面沉上镀层必然是不牢固的。

解决方法:调整吊挂角度,使电化学除油过程中产生的氢气或氧气能自由逸出。
 

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