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氯化钾镀锌典型故障

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-16  浏览次数:817

 周长虹1, 戴丽雯1, 肖洪兵1, 王宗雄2

(1.武汉奥邦表面技术有限公司,湖北武汉420023;2.宁波市电镀协会,浙江宁波315016)

中图分类号:TQ 153

 文献标识码:B

 文章编号:1000-4742(2011)03-0052-02

1·液面浮油

在采用氯化钾镀锌工艺进行生产过程中,有一些电镀厂的镀液容易产生浮油(漂在液面上的一种油状有机物)。其产生的原因主要为:(1)前处理除油不佳,槽中有大量的有机油脂,与表面活性剂形成皂化等;(2)镀液中有较多的铁杂质,镀液一般很混浊;(3)氯化钾的质量浓度过高;(4)添加剂配比有问题,添加剂中某类载体过多等;(5)镀液的pH值≥6。

氯化钾镀锌液面浮油的黏度大,易黏在槽壁、挂具、滚桶、阳极及镀件上或沉淀于镀液底部,难以彻底清除。氯化钾镀锌液是弱酸性的,本身不具有除油能力。导电盐氯化钾对镀液的浊点有很大影响,在高温季节,当镀液中有较多铁杂质时,添加剂的浊点会大幅下降。随着组合型添加剂中某类载体添加剂的不断积累,与电镀液中的悬浮物和镀件中带入的油污及三价铁离子共同作用,形成酸性且黏度大的油渍,严重影响镀层质量。

找到液面浮油产生的原因后,解决起来就比较容易了。要选择大品牌的氯化钾镀锌添加剂,保证前处理后镀件表面无油,无锈,无挂灰,夏天镀液中氯化钾的质量浓度不应过高,控制镀液的pH值在5.6~6.0,镀液温度不宜过高,对于已产生浮油的镀液可按大处理方法进行认真处理,可除掉已产生的浮油。

2·蓝白钝易泛彩泛黄

氯化钾镀锌蓝白钝化的色调比无氰碱性镀锌的色调更艳丽、更易控制(无氰碱性镀锌更易泛黄泛彩),但该工艺也有许多常见故障。

2.1 镀锌层的问题

首先与镀层的厚度有关系,一般要求镀层厚度≥4μm,特别是对三价铬蓝白钝化而言,镀层过薄会出现以下问题:(1)蓝白的色调不佳,易泛彩泛黄;(2)钝化膜放置后易发白(黑)点(当钝化后清洗不良及烘干不彻底时更易出现)。

其次是镀层的纯度,镀液中的重金属杂质(如铜、铅等)较多时,低电流密度区的镀层钝化色泽不良,整体易泛彩泛黄,特别是铁杂质过量时,易大面积泛彩泛黄。镀液中的有机杂质是造成蓝白钝化时泛彩泛黄的主要原因之一,一般有如下规律:(1)镀液越老化(有机和重金属杂质多),越易出现;(2)镀层越光亮,越易出现;(3)生产电流密度≥1.5A/dm2时更易出现,电流密度越大的部位,越易出现;(4)当镀液中残留有微量氧化物时,易出现。

2.2 六价铬蓝白钝化液

配制六价铬蓝白钝化液时对原材料纯度的要求比较高,最好是用去离子水,最低标准是用城市自来水。使用井水、河水等配制蓝白钝化液,镀层易泛彩泛黄是必然结果。钝化用槽只能使用塑料槽,否则会带入大量杂质。

配制六价铬蓝白钝化液时,不得使用双氧水来还原产生三价铬,因为双氧水还原产生的三价铬会使镀层泛彩。最好使用还原剂还原三价铬。对清洗水也有要求,最低标准是用城市自来水,井水、河水作清洗水时,镀层也易泛彩泛黄。正确维护钝化液需定时检测钝化液的pH值,大多数六价铬蓝白钝化液的pH值应控制在1.0~1.5,三价铬蓝白钝化液的pH值控制在1.6~2.2。蓝白钝化液中锌离子或铁离子超标时,也会引起镀层泛彩泛黄。这一点对市售的三价铬蓝白钝化液格外重要,因为铁杂质超标后,镀层耐蚀性下降,NSS不过关,极易泛黄泛彩。

2.3 钝化操作及后处理

首先是钝化时间,六价铬蓝白钝化的pH值为1.0~1.5,钝化时间一般都比较短;三价铬蓝白钝化的pH值为1.6~2.2,钝化时间可略长些。不同的方法其最佳浸渍时间也不同,工件在钝化液中浸渍时间过长或过短都会引起钝化膜泛彩泛黄,最好由专人掌握钝化时间,以保证钝化膜的色泽。不论是六价铬还是三价铬的蓝白钝化,其最佳温度均为20~25℃。为获得优质的蓝白钝化膜,空中停留时间也十分关键。另外,钝化时注意装载量不宜过大,最后要注意的是清洗水的水质。对于三价铬蓝白钝化,不可用热水烫干,必须在70~90℃的烘箱内烘干为好。蓝白钝化时最好用强度适当且分布均匀的压缩空气进行搅拌。

3·低铬彩钝易脱膜褪色

光亮氯化钾镀锌时,镀液中添加了较多有机添加剂。这些有机物由于种种原因会夹杂在镀层中或吸附在镀层表面。如果添加剂的质量不佳、添加过量或镀后清洗不干净,都会产生不良后果。

(1)当镀层中夹杂过多的有机物,在钝化过程中因膜首先被溶解,结果有机物暴露出来,夹杂在工件表面起隔离作用而使膜脱落或褪色。

(2)清洗不彻底,工件表面吸附的有机物会在成膜过程中和工件存储过程中把六价铬还原成三价铬,过多的三价铬可能会影响彩钝膜的结合力或使之变浅褪色。

(3)由于钝化前清洗不认真或清洗不够,会带入大量的氯离子,虽然少量的氯离子有利于成膜的进行,但过量会使膜过厚而易脱落。

(4)由于镀前处理时没有彻底清除油污及氧化膜,造成局部镀层结合力不好,导致钝化膜脱落。

(5)镀锌液工艺控制不当,使镀液不稳定,局部导电不良,造成镀层疏松、脆性大及结合力差等缺陷。

(6)钝化剂硫酸根和氯离子的质量浓度过高时,成膜过快过厚,时间上很难掌握,时间短色泽浅,时间长则膜厚易脱膜。钝化液中的锌离子和铁离子过多会造成溶液老化,钝化膜易脱膜,耐蚀性下降。调整pH值时使用硝酸,但硝酸的质量浓度也不能过高,否则pH值过低,膜溶解快,使膜变薄,结合力不牢固易脱膜;当pH值高时,则会发生色泽差,易发雾,pH值控制在1.5左右为好。另外,温度高时成膜快,膜厚且疏松,易脱膜,当温度在15~25°C时,结合力比较好。

(7)钝化操作时,大小不同的工件在钝化液中摆动和抖动不好会造成工件与钝化液的交换不同,也易造成工件边缘等部位易脱膜。因此操作时一定要适当摆动和抖动,最好使用压缩空气搅拌。工件在钝化过程中,中途不可停顿或露出液面,否则易脱膜。另外在电镀过程中电流密度要适当,不可过大,挂镀一般为1 A/dm2即可。电流密度过大时,镀层中夹杂过多的有机物,虽然镀层特别光亮,但是膜的结合力减弱,且镀层脆性增加。

(8)低铬彩钝对镀层几乎没有抛光作用。出光可以除去一些吸附在镀层表面的有机物,因此低铬彩钝前一定要出光,以获得光泽均一、表面状况良好的镀层,同时保证了钝化膜的外观质量与膜层的结合力。

(9)钝化后工件应先在空中停留十几s,再在静止的水中清洗数次,然后可用60℃左右的热水烫一下,最后在60℃左右的烘箱中烘干,以提高彩钝膜的硬度和结合力,注意烘干温度要一致。

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