堿性鋅鎳合金電鍍鍍層粗糙?
原因一:鍍液中有固體微粒存在
原因分析:工件頂部出現粗糙,表示鍍液內有固體微粒存在。鍍液中固體微粒的來源;空氣中灰塵、陽極泥渣、拋光的顆粒帶入鍍液、掛具屑落入、過濾材料泄露、水質硬度大以及鍍液能部產生等。
解決方案:過濾鍍液,消除污染源
原因二:鍍液溫度過低
原因分析:鋅酸鹽鍍鋅鎳合金鍍液的溫度在10~40℃范圍內,都能得到良好的鍍層外觀,一般隨鍍液溫度升高,合金鍍層中鎳含量有所增加。從理論上講,提高鍍液的溫度,有利于鎳的電沉積。但是,大量的試驗證明;溫度對鍍層中鎳含量的影響與配位體和光亮劑的組成有關。
鋅酸鹽鍍鋅鎳合金鍍液的最佳溫度一般溫度控制在15~35℃范圍內。溫度低時,鍍液的導電性能差,電流密度上限降低,添加吸附強,脫附困難,當陰極電流密度高時,工件的尖端易燒焦,鍍層中添加劑夾雜多,鍍層脆性增加,容易變色、起泡。溫度高時,添加劑吸附弱,極化降低,光亮劑消耗大,Zn2+含量易上升,鍍液穩定性差,分散能力和深鍍能力降低,鍍層結晶粗糙、發灰、光亮性差;
解決方案:控制鍍液溫度至工藝范圍內
原因三:電鍍密度過高
原因分析:電流密度在堿性鋅鎳合金中對鍍液的影響主要是電流效應率。而對鍍層則對鍍層中鎳含量的影響。與堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝相似,隨著電流密度的提高,電流效率急劇下降。無論鍍液中鋅離子與鎳離子之間的比值如何變化,它們都有一個共同的規律;隨著電流密度的增加,鍍層中鎳含量在開始階段有所上升,但很快就穩定在鎳含量13%左右。
在同樣電流密度下,鍍液中Zn2+/Ni2+越小,鍍層中的鎳含量越高,電流效率也越高。電流密度在1~5A/dm2之間都可以得到良好的鍍層外觀,但電流密度的變化,對合金鍍層成分中鎳含量的影響不大,這是非常有利的,因為合金鍍層中成分的變化對鍍層性能的影響很大,特別是對耐腐蝕性的影響。
陰極電流密度的大小與鍍液的濃度和溫度密切相關,隨濃度和溫度的升高,可適當提高陰極電流密度。溫度低時,鍍液的導電性差,添加劑吸附強,脫附困難,如果使用高電流密度的話,高電流密度區鍍層易燒焦,同時添加劑夾雜多,鍍層厚度要求薄和白色鈍化的工件,可以適當加大陰極電流密度;對鍍層要求較厚,或者是彩色鈍化的工件,陰極電流密度應小些,以減少鍍層的內應力和提高鈍化膜的抗蝕的電流密度,以提高陰極極化作用,細化結晶,防止陰陽面。
綜上所述,陰極電流密度的控制原則是,在允許的電流密度下盡量開大,電流密度小,添加劑容易吸附,不易脫附,鍍層中有機物夾雜較多,鍍層脆性大,容易起泡、變色、產生陰陽面,電流密度太大,鍍層結晶粗糙、高電流密度區易燒焦,同時添加夾雜多,脆性增大,易起泡
解決方案:準確測量工件受鍍面積,合理設定電流值;
原因四:鋅含量過高
原因分析:在鋅酸鍍鋅鎳合金的鍍液中,氧化鋅和硫酸鎳是主鹽,提供鍍液中必須的金屬離子,對鍍液性能的影響不僅取決于鍍液中兩種金屬離子的總濃度,還與兩種金屬離子的摩爾比有關;
1)金屬離子的總濃度;當鍍液中金屬離子總濃度高時,可以使用較大的陰極電流密度,鍍液的電流效率提高,分散能力提高,金屬離子帶出較多;當總濃度較低時,鍍液覆蓋能力好,結晶細致,但電流效率低。當兩種離子濃度之比固定時,鍍層中的鎳含量受其總濃度的變化并不明顯。
2)Zn2+與Ni2+摩爾比:Zn2+與Ni2+摩爾比不僅會影響鍍層的外觀,更重要的是影響鍍層中的合金成分及相應的抗蝕能力。研究表明是:Zn2+/Ni2+的升高,鍍層中的鎳含量急劇下降,在比值為2~3之間時,鎳含量的變化速度較少。
在鍍液中氫氧根離子對鋅離子的絡合能力不強,陰極極化作用較弱,為此,采用降低氧化鋅含量,提高氫氧化鈉含量的辦法進行彌補。生產中,為了使鍍液溫度,鍍液中氫氧化鈉含量一般為120g/L,所以掛鍍時氧化鋅的濃度一般采用10~12g/L,滾鍍時稍低,8~10g/L為宜。鋅含量低,鍍層結晶細致,光澤均勻,鍍液的分散能力和深鍍能力好,但鋅含量過低,電流密度上限和陰極電流效率降低,陰極極化作用增加,沉積速度慢。鋅含量過高,鍍層發暗、粗糙,陰極電流效率提高,高電流密度區易燒焦,出現陰陽冕,鍍液的分散能力和深鍍能力降低
解決方案:稀釋鍍液,分析調整鍍液充分至標準值
原因五:氫氧化鈉含量過低
原因分析:鍍液中的氫氧化鈉是鋅的絡合劑,同時還兼有導電作用,氧化鋅是不溶于水的氧化物,它與堿形成絡合物后就能溶于水中。由于氫氧化鈉的濃度不同,可以形成不同配位數的絡離子。如果鍍液中有足夠量的氫氧化鈉,鋅絡合物主要以
{Zn(OH)4}2-形式存在。鍍液中氫氧化鈉濃度對鍍層中鎳含量的影響不大。但是對鋅的沉淀質量和沉積質量和沉積速度有較大的影響。如果含量低,會使鍍層粗糙、發暗,陽極鈍化,槽電壓升高,鍍液的分散能力和深鍍能力降低,甚至產生氫氧化鈉沉淀;如果含量過高,鍍液的導電性能好,分散能力和深鍍能力提高,鋅陽極化學溶解過快,導致鍍液中的鋅含量不斷升高,鍍液中鋅鎳離子比(Zn2+/Ni2+)增大,造成鍍層中的鎳含量相應得降低,陰極電流效應下降,光亮劑消耗增多,同時,氫氧化鈉易于生產碳酸鈉,造成碳酸鈉積累,鍍液電阻增大,溫度升高過快,嚴重影響鍍層質量
解決方案:分析調整鍍液充分至標準值
原因六:碳酸鹽過多
解決方案:冷卻法:將鍍液溫度降低至0度左右,讓碳酸鈉結晶析出,使碳酸鈉的含量降低至允許范圍之內。冬天可以將鍍液置于室外,讓它過夜冷卻結晶,然后再將清液抽回鍍槽即可;夏天可用冷凍機或冰冷卻進行處理;
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