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电镀镍铁合金工艺故障的处理:常见故障的分析和纠正

放大字体  缩小字体发布日期:2012-05-07  浏览次数:1011

1.镀液浑浊和镀层出现毛刺、针孔

 

出现镀液浑浊和镀层毛刺的故障原因有:镀液中稳定剂含量偏低或者镀液pH值过高,二价铁离子氧化成三价铁而导致镀液浑浊(形成氢氧化物沉淀);另外镀液中的固体悬浮物和异金属杂质Cu2+、Zn2+、Cr3+、Fe3+过多等也会使镀层粗糙、毛刺。

 

为防止在pH值升高时Fe3+形成氢氧化物沉淀,镀液申必须含有一定量的稳定剂(柠檬酸钠或葡萄糖酸钠等),否则,镀液浑浊,低电流密度区镀层发黑或镀不上,甚至会出现毛刺等现象。由于在电镀过程中,镀液的pH值比较容易升高,所以操作时要经常测定并用硫酸调整其pH值。在加硫酸时,不要将pH值降得太低,以免阴极大量析氢而降低阴极电流效率。

 

另外要尽量避免镀液中的泥渣和固体颗粒,经常检查阳极袋,最好装置连续过滤设备过滤镀液,除去固体悬浮物。

 

镀液中铜、锌等金属杂质使镀层质量恶化。对于镀液中少量的铜杂质,可将镀液pH值降至2左右,进行小电流密度电解处理;若镀液中铜杂质多,要用亚铁氰化钠处理,使铜生成亚铁氰化铜沉淀而除去:

 

2Cu2++Na4[Fe(CN)6]→Cu2[Fe(CN)6]↓+4Na+

 

镀液中的锌杂质可用霍耳槽试验进行检查,在新配的镍铁合金镀液中,有意识加入锌杂质,并逐渐增加加入量进行霍耳槽试验,得到一系列锌杂质影响的霍耳槽样板,然后将故障液的霍耳槽样板与之对比,如果故障液的样板与某一块锌杂质影响的样板相同,说明原镀液中有锌杂质,少量的锌杂质可在pH=3.8下进行电解去除。多的锌杂质可在高pH值下使锌和铁一起沉淀除去,并重新补充硫酸亚铁后再生产。

 

镀液中的Cr3+是Cr6+镀液中的Fe2+还原产物,一定量的Cr3+,也会造成镀层粗糙、起毛刺,可以将镀液冲稀处理。

 

关于镀层出针孔这种故障,可能的原因是镀前处理不良以及与镀液pH值过高、Fe3+含量和有机杂质过多或十二烷基硫酸钠太少等造成的镀层针孔。可通过加强镀前处理、控制Fe3+含量和活性炭吸附有机杂质、补充十二烷基硫酸钠方法进行处理,消除镀层针孔故障。

2.镀层发花与光亮度不均

 

造成这种故障的原因可能有镀前处理不良;镀液温度太高;pH值太低;十二烷基硫酸钠质量不好,未充分溶解或含量过多;镀液中有油、铅、硝酸根杂质剜Fe3+含量过高;阳极钝化或入槽时阴极电流密度太大等会引起镀层发花。

 

在分析这类故障时,要先看镀液的pH值、温度以及入槽时的电流密度是毛在工艺规范内,再检查阳极是否钝化等。当把镀液的pH值、温度、电流密度笔调整到正常工艺规范内再观察故障是否被排除。若没有排除就应当检查电镀陬极板是否钝化,阳极不钝化并且溶解正常的情况是电镀槽电压较低,阳极上的刍泡较少;而当阳极发生钝化时,槽电压是高的,阳极表面的气泡增多。消除阳榴钝化现象,是将阳极从槽中取出,刷洗、活化后再挂入镀槽,并适当增加阳极面积,以降低阳极电流密度,促进阳极的活化。

 

另外镀前处理不良造成的镀层发花是不规律的,零件表面有油污造成的发花较多出现在零件向下的面上,有时发生在靠近液面的部位;而镀液中十二烷墓硫酸钠未溶解好造成的发花为云雾状;镀液中铅、硝酸根等杂质引起的镀层发花往往出现在零件的高电流密度区部位,有时还伴有条纹出现,有可能在零件的深凹处会镀不上镀层等。

 

分析和排除故障最好做霍耳槽试验,如检查镀液是否有铅杂质时,先做一块霍耳槽样板,观察故障的现象,然后加入0.39/L苯亚磺酸钠,使Pb2+与苯亚磺酸钠作用,生成白色沉淀,过滤除去沉淀后再做试验,若试验后故障现象消失,证明镀液中是铅杂质引起的故障。其他杂质和镀液中油污、十二烷基硫酸钠溶解不好等的影响,也是可以通过霍耳槽试验分析排除。

 

关于镀层光亮度不均匀的问题,可能是镀液中Fe3+含量过高;镀液中的糖精成分含量少;阴极移动太慢;阴极电流密度或阳极面积太小等原因。镀液中Fe3+含量是否过高,可用2mg/L~lOmg/L NaHSO3或用铁粉处理少量故障镀液后进行小试验,若处理后的阴极样板上故障现象消失,镀层状况良好,则说明原镀液中的Fe3+含量过高,可用NaHS04或铁粉处理整个故障镀液,使镀液中Fe3+的含量降低。

 

镀液中糖精含量太少时,高电流密度区镀层不亮;阴极电流密度太小时低电流密度区镀层不亮;阳极面积太小时阴极零件在电镀时对面缺少阳极的部位镀层不亮;这些影响因素往往使挂具上的部分零件亮而另一部分零件不亮。阴极移动速度、阴极电流密度和阳极面积,只要注意检查就能发觉调整从而消除故障。而镀液中糖精含量低,可通过霍耳槽试验进行检查和调整。

 

3.镀层结合力不好

 

镀液的pH值太高,电流密度太大,Fe3+含量过高及稳定剂含量太少;镀前处理不良;阴极零件断电时间过长;镀液中有铅杂质存在等都会引起镀层的结合力不良。

 

由于镀液的pH值高,电流密度太大,Fe3+过高及稳定剂太少引起的镀层结合力较差,多发生在零件的尖端和边缘,镀液的pH值和阴极电流密度的大小引发的故障,可以很容易检查和调整;镀液中Fe3+和稳定剂含量可通过化学分析或霍耳槽等小试验进行检查调整;零件断电时间过长造成的结合力不好,一般出现在镍铁合金层中间,而且能把镀层大块地剥离下来,镀层分离处的上层和下层都是镍铁合金,出现这类电镀故障时,应刷洗阴极的接触处,使之接触良好;镀液中出现铅杂质的影响时可按前述的苯亚磺酸钠处理后,用霍耳槽试验进行检查排除。

 

4.镀层的整平能力差

 

镀液温度、pH值低;镀液中整平添加剂含量太少;Fe3+和异金属杂质或有机杂质过多等都将造成镍铁合金镀层的整平能力下降。

 

引起整平能力差,如果是镀液的pH值和温度偏离,是很容易检查和纠正的。若镀液中Fe3+含量高和异金属杂质多,可进行化验分析检查。

 

镀液中整平添加剂含量太少不但使镀层整平性差,镀层的光亮度也不好,可以用霍耳槽试验进行检查,通过补加整平添加剂,观察霍耳槽样板上镀层的光亮度和整平性,然后根据赫尔槽试验结果对故障镀液进行调整。

 

如镀液使用周期较长没有进行处理,镀液中有机分解杂质会过多,可用活性荧处理其中的有机杂质,恢复镍铁合金的光亮和整平性能。

 

5.镀层脆性大

 

镍铁合金镀层出现脆性大,甚至爆裂的故障,说明镀液出现了不正常。实际上正常情况下镍铁合金镀层的韧性是比较好的。但当镀液的pH值、Fe3+含量过高;光亮剂比例失调或有机杂质过多;镀层中铁的比例太大等,都会引起镀层发脆或者爆裂。

 

镀层有脆性时,先检查镀液的pH值,如果pH值太高,则用稀硫酸调整。一般讲镀层的脆性,多是由镀液中光亮剂比例失调造成的,镀液中次级光亮剂过多或初级光亮剂不足时,镍铁合金镀层就会出现脆性的故障。可以通过活性炭及附和霍耳槽试验补充调整。

 

假使向镀液中补充次级光亮剂不能消除镀层的脆性,则再按前述方法检查牛处理镀液中的Fe3+和有机杂质。

 

某厂在一次在机械加工连铸结晶器铜板电镀镍铁合金电镀产品过程中,发见镀层边缘出现锯齿状缺陷或掉角现象,加工下来的镀层也呈粉末状,不像正常对有卷,表明镀层的脆性较大。分析可能的原因是:镀液成分比例不当;工艺参数控制不严;添加剂含量高;镀液杂质含量高等。检查分析镀液发现镀液各成分含量在工艺范围内,工艺条件控制也比较严格,只有可能是镀液中的杂质含量高了。而分析镀液中的杂质也没有发现金属离子杂质超标。通过加入活性炭处理镀液,发现镀层的韧性略有好转,但镀层的脆性仍然较大。

 

分析认为是否由于镍铁合金镀液中添加剂的种类不同,分解的产物也不相同,又不能采用氧化剂对分解产物进行氧化处理。所以每次处理镀液使用同样的活性炭,可能会对某些有机杂质吸附不彻底,结果导致有机分解产物的积累,到一定量后就有可能影响镀层的脆性,因此,处理镍铁合金镀液最好交叉使用不同规格的活性炭处理。这个镀层脆性增大的故障缺陷再也没有在这个厂出现。

 

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