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光亮镀镍故障处理

放大字体  缩小字体发布日期:2011-11-21  浏览次数:5056
核心提示:镀镍是常见的镀种之一,它已从普通镀镍(暗镍)发展到全光亮镀镍,镀镍用的光亮剂也从无机光亮剂发展到第四代有机光亮剂。

1前言

镀镍是常见的镀种之一,它已从普通镀镍(暗镍)发展到全光亮镀镍,镀镍用的光亮剂也从无机光亮剂发展到第四代有机光亮剂。电镀行业现用的全光亮镀镍槽液基本上是瓦特型,其配方及工艺规范除浓缩型光亮剂外,基本上大同小异。镀镍出现故障时,应检查工艺执行情况,分析故障出现的原因,将其解决。

2故障产生原因及排除方法

2.1工艺失衡

2.1.1镀层光亮度不足

2.1.1.1产生原因

(1)光亮剂太少,主盐含量太低,阳极板太短太少,镍离子的沉积速度与迁移速度达不到平衡,致使镀层光亮度不足。

(2)pH和温度太高。此时主盐易水解成Ni(OH)2沉淀,部分Ni(OH)2夹杂在镀层中,造成镀层光亮度不足。

(3)酸性镀铜后,零件未洗净。此时零件表面(铜层)上有一层碱性膜,镍沉积在膜层上,致使镀层达不到镜面光亮。

2.1.1.2排除方法

(1)补充主光亮剂,相应地也需补充助光剂。按工艺要求调整主盐及其它组成,增加阳极镍板。

(2)用稀硫酸调节pH,降低温度至工艺规范。

(3)酸性镀铜后应彻底洗净零件,必要时可用稀硫酸除膜。

2.1.2镀镍层呈橘皮状

2.1.2.1产生原因

镀液pH太高,润湿剂过量时,润湿剂易与Ni2+作用,生成不溶性的化合物,杂乱地吸附(或沉淀)在零件表面上,造成镀层厚薄不均。

2.1.2.2排除方法

加入少量活性炭吸附掉部分润湿剂,过滤后再用稀硫酸调节pH至工艺规范。

2.1.3镍层易烧焦

2.1.3.1产生原因

镀液中主盐太少,温度太低,pH过高,电流密度太大。镍沉积的过程中,失去Ni2+的量与迁移到阴极附近的Ni2+量需达到动态平衡。但是,由于主盐太少,温度太低,很低浓度的Ni2+在低温条件下只能缓慢地迁移到阴极附近放电沉积。同时,pH太高使本来就很稀少的Ni2+还有部分生成微溶于水的浅绿色Ni(OH)2沉淀,造成镀液中Ni2+更少。在大电流密度作用下,阴极附近的正负离子达不到平衡,致使镀层烧焦。

2.1.3.2排除方法

按分析报告补充主盐,提高镀液温度,用稀硫酸调节pH至工艺规范,过滤镀液,适当调整电流密度。

2.1.4镀层起皮,起泡

2.1.4.1产生原因

(1)镀液内有Zn2+和N03-杂质存在,不但使镀层出现黑色条纹等现象,还会使镀层内应力增大,造成镍层脆裂,最终呈粉末状脱落。

(2)糖精是助光剂中的主要成分。自配助光剂时,糖精加入太多,会造成镍层内应力增大,致使镍层起皮、脱落。

(3)镀前处理不良。零件表面上有残留的氧化皮等杂物,造成镍层起皮、起泡。

2.1.4.2排除方法

(1)除Zn2+时,可用瓦楞铁皮作阴极,在搅拌条件下以0.2~0.4A/dm2电解处理,直至除净为止;除N03-时,先将pH调至l~2,然后用大面积的阳极、小面积的阴极,以大于l.4~dm2的电流密度电解1~2 h后,再降至0.2A/dm2继续电解,直至镀层正常。

(2)糖精太多时,用水稀释镀液即可,同时补充相应量的主盐、硼酸及主光亮剂。也可先用2~3 mL/L.H202(W=30%)分解糖精及其它光亮剂,再在搅拌条件下将镀液加温至60~80℃除去多余的H202,然后加2~3g/L电镀级的活性炭,搅拌0.5 h后,静置2—3 h,过滤,按分析报告补充NiS04、H3B03,并调节pH,最后按新配槽的要求分别加入主、助光剂。

(3)加强零件的前处理工作,严禁零件表面残留氧化皮及油污。

2.I.5镍层上有针孔、麻点

2.1.5.1产生原因

(1)润湿剂太少。电极作用所产生的氢气泡易停留在阴极表面,Ni2+在氢气泡周围不断地放电沉积,镍层逐步增厚:当镍层厚到氢气泡无法承受时,气泡就自动破裂,未沉积镍层的气泡部位,就出现凹坑,即针孔或麻点。

(2)泵内有空气。非连续性过滤的镀槽,过滤器上的泵是移动使用的,泵内总会含有一定量的空气,当使用过滤器时,泵内残留的空气又未除尽,这些空气随泵的工作而进入镀层成为气泡,造成与润湿剂太少而产生的相同故障。

(3)镀层内有动物胶、油污等有机杂质,这些无导电能力的有机杂质会粘附在零件表面,Ni2+无法在其上放电沉积;未粘附有机杂质的地方,镀层继续沉积增厚。如此一来,便形成凹坑式的针孔或麻点。

(4)用湿润剂调节镀液后,镀层仍有麻点出现,这时就要考虑是否Fe3+含量太多。Fe3+在镀液中成胶体状,很难过滤除去,当它附着在零件表面时,镀层就出现麻点。

2.1.5.2排除方法

(1)以赫尔槽试验数据作为补充润湿剂的依据。也可用直径90~100 mm带手柄的铅丝圈从镀液中轻轻地平行提起,圈内液膜完整不破时,润湿剂含量为正常。润湿剂太少,圈内无液膜形成;太多则液膜不易消失。

(2)镀液过滤之前,应用滤液或去离子水除去泵内空气。

(3)除有机杂质时,先用2~3 mL/L的H202氧化液内的有机杂质;然后在搅拌条件下将2~3g/L的粉状活性炭加入液内,并加温至60~70℃,继续搅拌0.5 h,静置3,4 h或过夜:最后过滤,试镀。

(4)除Fe3+杂质。将镀液加温至60~70℃,然后加入已用热水溶解好的0.5—1.0g/L的硫酸铅,搅拌1 h:再加入2—5g/L的活性炭,继续搅拌1 h;调节pH至6,静置4 h或过夜;过滤,然后小电流电解0.5 h;最后补充光亮剂,试镀。

2.1.6镀层粗糙,毛刺

2.1.6.1产生原因

(1)电流密度太大,主光亮剂太多,pH过高。这些不正常的条件,会造成主盐水解,主光亮剂分解出炭等杂质,致使镀层粗糙、毛刺。

(2)镀液内阳极泥过多。阴极移动或空气搅拌,往往会使阳极泥随Ni2+的沉积而夹杂在镀层内,致使镀层粗糙、毛刺。

(3)镀液面上有掉入的固体污物,沾染在零件表面,Ni2+在固体污物周围呈圆锥状沉积,但无法形成平整的镀层,致使镀层出现毛刺。

2.1.6.2排除方法

(1)降低电流密度,补充助光剂使主、助光剂匹配,调节pH至工艺规范。

(2)清洗阳极板,检查阳极袋的完整性,加强镀液过滤,最好采用连续过滤。

(3)用过滤纸刮除液面上的固体漂浮物,然后连续过滤。

2.1.7镍层发脆,龟裂

2.1.7.1产生原因

(1)镀液pH太高,H3B03太少,电流密度大。在此条件下,主盐会水解碱化,在大电流密度下生成的Ni(OH)2被夹杂在镍层内,致使镍层发脆或龟裂。

(2)片面地追求镀层镜面光亮,盲目地添加会导致张应力增大的主光剂,而忽视助光剂匹配的重要性,致使镀层发脆。

(3)镀液内Fe3+杂质含量超过O.09g/L时,镀镍层脆而龟裂;Zn2+杂质含量超过0.02g/L时,镀镍层光亮而脆裂;N03-混合在镀镍液中?镍层不但呈灰黑色,而且还脆裂。

(4)有机光亮剂在使用过程中,不断地分解出部分碳、氢元素,这些元素渗透到镀层内,就会使镀层发脆。

2.1.7.2排除方法

(1)补充H3B03,用稀硫酸调节pH至工艺规范,降低电流密度。

(2)补充助光剂,也可单独补充部分糖精,使主、助光剂含量匹配。

(3)用小电流电解法除去Zn2+、Fe3+杂质。按2.1.4.2除去N03-。

(4)用活性炭吸附法除去碳,加温赶走氢。也可用大处理法处理镀液,然后调整镀液,试镀。

2.1.8镍层呈灰黑色或有黑条纹

2.1.8.1产生原因

镀液内有Pb2+、Zn2+、Cu2+、N03-等离子。一旦这些杂质含量超过允许范围,镀层不但出现脆裂,甚至会使镀层呈灰黑色或有黑条纹。当Pb2+含量超过7 mg/L时,镀件凹处及捆扎零件的铅线处,不但无镀层,而且呈灰黑色。zn2+含量超过0.02g/L时,镀层会出现斑马式的黑色条纹。Cu2+含量超出0.01~0.03g/L范围时,低电流密度区就出现暗黑色的粗糙镀层。

2.1.8.2排除方法

Zn2+、Cu2+等可用瓦楞铁皮作阴极,以0.1~0.5 A/dm2的小电流进行电解处理,或加除杂水去除。Pb2+在pH为6.2时会生成Pb(OH)2沉淀,过滤即可除去,最后用0.1 A/dm2小电流电解2 h。按2.1.4.2除去N03-。

2.1.9镀镍层发花,发雾

2.1.9.1产生原因

(1)自配润湿剂用的十二烷基硫酸钠质量差,或者十二烷基硫酸钠未彻底溶解就加入镀槽,而且加入量超过0.1g/L时,镀层就会发花,发雾。

(2)pH高时加入十二烷基硫酸钠,会使镀层发雾,且有粗糙感;pH过低时加入十二烷基硫酸钠,镀层也会发雾,无光泽。

(3)酸铜液中润湿剂太少,零件出槽后易干燥而被氧化,被氧化部位在镀镍时,镍层就会发花。

(4)自配助光剂时,用的糖精质量差,加入量太多,会使镀层发雾。

2.1.9.2排除方法

(1)尽量购买优良的冷水可溶的十二烷基硫酸钠。提高镀液温度,大电流密度电解2~3 h即可解决由十二烷基硫酸钠质量差引起的发雾。

(2)在添加十二烷基硫酸钠时,应将镀液的pH调至工艺规范内。

(3)适当地调节酸铜镀液中的润湿剂。

(4)自配镀液助光剂时,应购买电镀级糖精,加入量应按助光剂与主光剂的比例而定。

2.2人为故障

2.2.1镀层脆性

2.2.1.1产生原因

电镀厂片面地追求镀层光亮而忽视镀层的内在质量。当镀层不够光亮时,就将市场上采购回来的液体组合浓缩型光亮剂加入槽内,镀层虽达到镜面光亮,-但由于未加入匹配的助光剂(也称柔软剂),镀层的柔软性逐渐下降,如此持续性补充光亮剂,镀层张应力不断增大,致使镀层发脆。

2.2.1.2排除方法

当镀层出现脆性时,可取镀液做赫尔槽试验,试片保留作对比。用2000 mL的烧杯取若干镀液,调pH,在搅拌条件下加活性炭,静置过滤,滤液在相同条件下打片试验,最后将2次试片作弯曲性对比。若脆性未改,则应加入少量的糖精(电镀级),溶解后再打片试片;若脆性现象有所好转,则可继续补充糖精,直至脆性消失,以试验的结果调整槽液,恢复后正常。

2.2.2镀层不光亮

2.2.2.1产生原因

某电镀厂因任务紧张而未注意到镀液中的镍板损耗情况,当镀层出现不光亮甚至呈灰白色时,仍认为是镀液中光亮剂不足而补充光亮剂。当2种光亮剂的补充量到达工艺规范后,情况仍未改善,此时方才检查镀槽及镀液组成,发现阳极板太少太短。阳极板太少太短时,不但影响到镀液内Ni2+的补充,还会影响到Ni2+的迁移速度及晶格生成与晶体长大的速度,致使镀层不光亮。

2.2.2.2排除方法

尽量按阴/阳极面积之比的要求,购买电镀级的镍板、镍球或镍角,清洗干净后挂在阳极棒上或装入阳极钛篮内。

2.2.3镀层毛刺

2.2.3.1产生原因

主槽者上班前需做一些准备工作,如用砂皮打磨镀槽上的阴、阳极棒等,但在打磨阴、阳极棒时未采取适当的措施,打磨下来的砂粒、铜粉及氧化铜落入镀液中,镀层就会产生毛刺。

2.2.3.2排除方法

在做准备工作时,先用一块湿毛巾将极棒湿润一下,然后用80#~100#的砂皮纸打磨极棒。打磨时湿毛巾随着砂皮纸打磨的速度同步移动,使打磨下来的砂粒、铜粉及氧化铜沾在湿毛巾上,以免落入槽中造成镀层毛刺。

2.2.4镀层发花或脱皮

2.2.4.1产生原因

零件在前处理时,为赶时间、求进度,而忽视其重要性,致使零件表面残留部分油污及氧化皮。在镀镍时,镍离子按电化学原理均匀地在整个零件表面上沉积,但由于镍层下方某些部位存在少量油污或氧化皮,这些部位的镍层结合力较差或镍沉积不均,致使镀层发花或脱皮。

2.2.4.2排除方法

检查除油液及酸槽液内的成分,若除油能力、去氧化皮能力很弱,应更换或补充,并按照工艺要求加强镀前处理。

2.2.5镀层毛刺

2.2.5.1产生原因

钢铁零件在前处理的打磨、磨砂工序时,操作者为求量而用大力气连续性加速打磨零件,被打磨的钢铁零件表面过热,从而生成具有磁性的Fe304。带有磁性的零件在镀镍时,会将镀液中微粒吸附在零件表面,造成镀层出现毛刺。

2.2.5.2排除方法

钢铁件在打磨或磨砂时,用力不宜过大,被打磨的零件应分次轮流进行,这样零件不会过热,从而避免毛刺产生。

2.3特殊故障

2.3.1被镀零件表面上布满细小的斑点,但非麻点

2.3.1.1产生原因

在建电镀厂时,厂房总是按工艺程序进行布局,镀铬槽一般排列在镀镍槽下风处或离镀镍槽不太远的地方。在正常情况下,尤其装备了较强的排风机的镀铬槽,铬雾不可能飘入临近的镍槽。但是,由于排风机久未清理,排风量减少,镀铬时产生的铬雾无法全部排除。一旦风向变换,残留的铬雾就会顺风到达镍槽上方,强氧化性的铬雾飘落到被镀零件的表面,镀件表面就会产生无数的斑点。

2.3.1.2排除方法

清理镀铬槽上的排风设备,加强排风。若风向受环境、气候的影响,常出现与设计相反的风向,建议将镀铬工段用围墙隔开,或者将其迁出车间。

2.3.2套铬故障

2.3.2.1产生原因

镀镍层镜面光亮,柔软性良好:但套铬后镀件边缘出现烧焦,镀层发花,或者镀铬后,挂具两边及顶端的零件发灰,挂具中间的零件镀层露底。镀镍液中糖精含量太多,易使套铬时出现故障,边缘铬层烧焦、发花等时有发生。镀液中NiS04含量太少,pH太低(<3.5),镍层套铬时,也会出现挂具两边及顶部上的零件发灰,中间零件镀层露底。

2.3.2.2排除方法

用稀释法降低糖精含量,但应按比例补充其它成分及主光亮剂。也可用吸附法来降低糖精含量,但要注意其它光亮剂也会被吸附而损失,故在调节镀液中的各组成及主、助光剂时,应保证它们含量的匹配。补充NiS04及调整pH至工艺要求。

3结语

光亮镀镍是一项简单而细致的工作,只有掌握其成分消耗的规律,严格控制工艺规范,做好镀液的维护工作,才能让光亮镀镍工作顺利地进行。

 

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