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电镀装饰铬常见故障及其处理方法:镀铬层结合力差

放大字体  缩小字体发布日期:2012-05-07  浏览次数:735

一般说引起镀铬层起泡、剥落的原因有:除油、除锈不彻底;镀前化学活化处理不当;镀前阴极小电流活化处理不当,造成待镀面钝化;镀件与镀液温差过大;镀铬时温度变化范围过大;电镀过程中断电,要是短时间断电;镀液被油或其他有机物污染等。

 

排除这种故障的措施主要是根据上述原因进行:如彻底除尽零件表面的油、锈、氧化皮等污物;严格按工艺规范进行活化,或者阴极小电流活化处理;在镀件预热后再进行正常电镀.加强镀液温度的控制,并适当搅拌镀液,使镀铬温度的变化在2℃内;对于断电的情况可以用阴极小电流活化、阶梯给电并以l.5倍~2.0倍工作电流密度冲击镀后再转入正常电流密度电镀的方法;对于有机杂质可以用49/L~59/I。活性炭搅拌处理2h后过滤的方法解决。

 

还需要注意的是,在零件镀铬后进行磨削时出现镀层剥落的故障,这时需要注意磨削的速度不要太高,过刀量也不要太大;力Ⅱ强磨削区域的磨削冷却,避免局部温度太高引起结合力下降。

 

实际上,不同基体材料的零件表面电镀硬铬也要注意提高硬铬镀层的结合力。因为不同的基体材料镀硬铬由于其材料的特性和处理工艺不当可能会引起菠铬层的起泡、起皮等故障。

 

(1)铸铁零件电镀硬铬结合力不良。

 

对于铸铁零件来说克服这种现象应当考虑:由于铸铁的导电性差,在电镀挂具设计时需要考虑零件与挂具的接触;同时还要考虑由于铸铁的含碳量高,有很多气孔与砂眼,所以铸铁零件只能采用弱酸腐蚀活化,避免采用强酸腐蚀导致零件表面腐蚀挂灰引起镀层结合不良。另外铸铁零件表面的铁锈需要用机械方法去除,活化采用3%~5%的HF酸或草酸等弱有机酸处理;在电镀铬时需要预热后再通电,而且因为铸铁零件表面的孔隙多,实际表面积大,需要大电流冲击后再将电流恢复到正常电流镀铬。

 

(2)不锈钢电镀硬铬结合力不良。

 

由于不锈钢零件表面容易生成氧化膜,所以在电镀铬前必须要将表面的氧化膜去除并且活化才能确保镀层的结合力。不锈钢电镀硬铬工艺的流程为:化学除油+电解除油+阴极活化+镀冲击镍+镀硬铬。在阴极活化中,由于零件表面有大量的氢原子析出,可以使得不锈钢表面的氧化膜被还原而使零件表面得到活化。

 

下面是某厂遇到的两例不同钢种的同类产品镀硬铬层产生起泡、脱皮故障问题,故障表现相同,但是出现这个故障的原因和教训是不同的。镀硬铬零件为声40mmXl5mm(呈圈状)的优质钢铁件。按常规工艺进行化学除油,盐酸(2:1)酸洗5min,稀硫酸活化,入槽预热,阳极处理30s转阴极电流密度25A/dm2镀硬铬40min。结果发现有部分零件表面镀铬层出现起泡、脱皮的现象。

 

技术人员开始怀疑零件镀前除油和清洗不彻底,可能是零件表面沾污油脂等影响了镀铬层与基体间的结合力。于是取零件经化学除油后,再以超声波脱脂,同时更换酸洗溶液,并手工擦拭等。在加强了前处理工序的情况下进行试镀,故障仍然存在。

 

分析发现该产品材料为优质钢,含镍、硅、锰、磷、硫和钼等元素。对这种优质合金钢零件所用盐酸酸洗液浓度不宜高,尤其是浸蚀时间不能太长,镀硬铬也不能用正常电流,更不可大电流冲击。这是因为零件基体组织中的非金属元素(如Si、P、S)容易偏析,镀铬时难以形成连续的晶体结构,导致了镀铬层起泡、脱皮等结合力不好的故障。另一方面,由于镀件为优质钢,特别是有含镍、钼合金钢件,在阳极处理过程中同时伴随有一定量的氧的析出,当转为阴极时,其表面极易在短时间内形成一层薄而致密的氧化膜。在这层氧化膜上镀铬,如果一开始就按正常电流密度给电,就很难获得与基体金属结合力好的铬镀层。

 

采取的方法是:①降低酸洗液浓度,新配制浓盐酸:水一1;2另加质量分数为40%的氢氟酸3mL/L混合溶液进行酸洗,利用HF去除零件表面含硅化合物;②缩短酸洗时间,从原来的5min缩短为5s~10s,以防止零件基体组织中的磷、硫形成晶界偏析;③将原阳极处理时间从30s缩短为10s,转阴极以较小电流密度开始给电,从5A/dm2~8A/dm2、8A/dm2~11A/dm2、11A/dm2~14A/dm2、14A/dm2~17A/dm2,在5min内逐步加大至正常镀25A/dm2的电流密度。通过以上方法,使零件表面处于完全活化状态,为获得与基体结合力良好镀铬层创造了条件,从而排除了镀铬层结合力差的故障。

 

另外一个例子是45钢镀硬铬出现的起泡、起皮故障。与上述同类零件但材料不同,是45钢镀硬铬。经化学除油,稀硫酸活化,阳极处理20s,转阴极冲击镀后,正常电流密度为30A/dm2进行镀硬铬。结果有些镀件出现了起皮现象,就是当时没有出现镀层起皮的零件,在用户使用很短的过程中也出现了镀铬层脱皮的现象而被退回。

 

了解得知承镀零件是经热处理淬火的一种45钢。45钢镀硬铬一般是比较容易的,而且镀层的结合力是没问题的。那么,为何镀铬层会脱皮呢?检查发现其原因就在于电镀工人的违规操作,确切就是前处理不到位,操作者认为零件表面光亮无锈,而忽略了至关重要的酸洗工序。其实,淬火零件虽然经机械磨削而表面光亮无氧化皮(无锈蚀),但是零件在机加工后的存放过程中会生成一层肉眼不容易观察的氧化膜,这层氧化膜单在5%的硫酸溶液中弱腐蚀(活化)是很难除去的,因而影响了镀铬层的结合力。可见,钢铁零件镀铬前的酸洗是电镀生产工艺不可忽视的重要一环。以镀硬铬为例,其工艺流程应为:有机溶剂除油→化学除油→酸洗→中和→活化→预热→阳极处理→镀硬铬。其中,钢铁零件酸洗处理不只是为了溶解除去表面的锈蚀,也是为了除去表面的氧化膜,使零件基体活化。同时,酸洗能去掉零件在机加工过程中残留于表面的铁屑等。只有这样,才能获得与基体金属结合好的铬镀层。

 

后来建议零件在常规盐酸(1:1)溶液中浸蚀约l0s,再经碱中和、水洗后,其他工艺条件仍按原来方法不变,就获得了与基体结合力良好的铬镀层,故障排除。

 

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