鍍鎳溶液故障的處理

1、鍍鎳溶液故障的處理電鍍生產(chǎn)中應(yīng)的工藝，現(xiàn)代鍍鎳的種類多，從鍍法狀況來說，暗鎳、半光亮鎳、咼硫鎳、光亮鎳和鎳封閉等多層鎳體系。但由于目前光亮鎳應(yīng)用較廣，所以在這里以 光亮鍍鎳作為重點，表達(dá)光亮鍍鎳液故障，廣東達(dá)志化工的光亮鍍鎳液成分及操作條件列于 表1 0表1常用光亮鍍鎳液成分及操作條件名稱掛鍍滾鍍硫酸鎳克/升250-300180-250氯化鎳克/升50-6050-60硼酸克/升40-5040-50Ni-82光亮劑毫升/升于Ni-81走位劑毫升/升8-108-10DN-01潤濕劑毫升/升1-31-3PH溫度C5050-65陰極電流密度安/分米21-8、鍍液成分失調(diào)的影響和糾正1硫酸鎳在光亮鍍鎳認(rèn)

2、中，硫酸鎳含量低，鍍層的光亮度和整平性差，含量過低會使零件的深凹 處即低電流密度處鍍層不光亮，硫酸鎳含量吊鍍一般不低于250克/升，發(fā)現(xiàn)硫酸鎳含量降低，應(yīng)找出含量降低的原因，例如陽極面積太小，導(dǎo)致陽極電流密度太大而且使用旭 極鈍化，鎳陽極不溶解而造成鎳含量降低，那可能是鍍液中陽極活化劑太少了，應(yīng)提高氯化物的含量，促進(jìn)陽極溶解。硫酸鎳含量高，鍍層的光亮底和整平性好，陰極電流密度上限和陰極電流效率高，覺積速度 快，但是含量過高，會使鍍層粗糙，所以硫酸鎳的含量，一般不要超過350克/升。在鎳陽極面積較大膽特別是鎳陽極裝入鈦籃的情況下，鎳含量常有上升的趨勢，出現(xiàn)這類現(xiàn)象時，鍍 液中氯化物含量應(yīng)適當(dāng)降低

3、，抑制鎳陽極的溶解。2. 氯化物氯化物可以促進(jìn)陽極溶解，含量太少會使陽極鈍化，從而使鍍層發(fā)霧，光亮度下降。電 鍍時陽極是否鈍化，可從以下現(xiàn)象進(jìn)行判斷。1液中鎳含量和PH值逐漸降低是陽極鎳化2陽極外表呈褐色是陽極鈍的一現(xiàn)象，由于陽極純化后，外表上生成了褐色的3電壓比正常的高，一般大于 6V °這是由于陽極鈍化后，陽極電位變正的緣故；4電鍍時陽極上氣泡較多，有時會有刺激性的氣味，并在掛陽極的銅鉤上出現(xiàn)綠色的性物，陽極鈍化后，在陽極上有較多氣泡。2H2O-4e 02 f+4H2CL-2eCL2 1CL2是刺激性的氣味，它能與銅反主尖生成綠色的氯化銅CL2+Cu* CuCL2陽極鈍化，浸在鹽

4、酸中刷洗，使之活化，然后重新掛入槽內(nèi)，再適當(dāng)增大陽極面積，必 要時，可適當(dāng)提高氯化物的含量。但是氯化物含量不宜過高，過高了會使鍍層產(chǎn)生毛刺。由 于陽極溶解較快，有一些鎳金屬以小顆料的形式脫離陽極進(jìn)入溶液，與鎳一起共沉積于層中 而引起的?？梢栽黾雨枠O袋的層數(shù)用二層或三層滌綸布包扎陽極，從而減緩或消除毛刺出現(xiàn)3硼酸硼酸是鍍鎳液中緩沖劑，含量過低電鍍時陰極膜中的PH值容易升高，導(dǎo)致形成金屬的氫氧化物或堿式鹽夾附于鍍層內(nèi)，從而使鍍層產(chǎn)生針孔、粗糙和發(fā)霧等故障，所以鍍鎳液中 硼酸的含量，一般不應(yīng)低于 30克/升。鍍液溫度大于50C時，HBQ含一應(yīng)為40g/1以上。硼酸含量高對溶液的緩沖性能好，所以在連續(xù)

5、生產(chǎn)時，硼酸含量適當(dāng)高一些是要以的， 但在間歇生產(chǎn)時，由于硼酸在室溫下的溶解度較小，所以硼酸含量過高，由于停鍍時鍍液溫 度降低硼酸會結(jié)晶析出，會使鍍層出現(xiàn)針孔。二、常見故障的分析和糾正1、針孔針孔大多是氣體一般是氫氣在件上停留而造成的。針孔屬于麻點，但針孔不同于麻 點，它像流星一樣，往往帶有向上的“尾巴，而麻點僅僅是鍍層上微小的凹坑，一般是沒有 向上的“尾巴。哪些因素會促使鎳層產(chǎn)生針孔呢？鍍前處理不良；鍍液中有油或有機(jī)雜質(zhì)過多；鍍 液中有固體微粒；防針孔劑太少；鍍液中鐵等異金屬雜質(zhì)過多；鍍液PH太高或操作電流密度過大；鍍液中硼酸含量太少和鍍液溫度太低等都會導(dǎo)致鎳由于沒原因引起的針孔現(xiàn)象略有不同

6、，所以在分析故障時，首先要觀察例如鍍前處理不良，它僅僅是鍍層的局部外表上的油或銹末徹底除去，造成這些部位上氣體容易停留而產(chǎn) 生針孔，所以這種因素造成的針孔現(xiàn)象是局部密集的，而且是無規(guī)那么的；鍍液中有油或有機(jī) 雜質(zhì)過多經(jīng)起的針孔較多地出現(xiàn)在零件的向下面和掛具上部的零件；鍍液中固體微粒生產(chǎn)的 針孔較多地出現(xiàn)在零件的向上面；防針孔劑太少造成的針孔在零件的各個部位都有；鍍液中 鐵雜質(zhì)過多，PH值過高和陰極含量太少產(chǎn)生的針孔較多地出現(xiàn)在零件的下部；鍍液溫度過低造成的針孔是稀少的，也是零件各個部位都有可以出現(xiàn)的。通過觀察現(xiàn)象，可以初步判斷造成針孔的局部原因，然后再進(jìn)一步試驗，例如零件的局 部外表上有密集的

7、針孔，從現(xiàn)象來看，好似是前處理不良造成的，那么究竟是不是這個原因 呢？可以取一批零件，進(jìn)行良好的前處理后直接鍍鎳，假使經(jīng)這樣處理后所得的鍍層上沒有 針孔，那么原來的針孔是鍍前處理不良造成的，否那么就是其他方面的原因。鍍液的溫度、 PH 值和陰極電流密度，比擬容易檢查，所以可首先檢查和糾正。鍍液中是否缺少濕潤劑，假設(shè) 參加 ，濕潤劑沒有民入善，可能是鍍液中的雜質(zhì)或硼酸太少引起的，這就可按前 述的方法，用小試驗分析故障原因，然后按試驗所得的結(jié)果進(jìn)行糾正。2.鍍層結(jié)合力不好產(chǎn)生鍍層結(jié)合力不好的原因有鍍前處理不良，零件外表有油、氧化物等；清洗水中有油 或有六價鉻；酸少化液中銅、鉛雜質(zhì)；電鍍過程中產(chǎn)生雙

8、性電極或斷電時間過長；鍍液中硼 酸少、鐵雜質(zhì)多、 PH 高、有油、有機(jī)雜質(zhì)或光亮劑過多等。分析故障時，也是先觀察現(xiàn)象，如鍍前處理不良造成的結(jié)合力不好，常常時有時無，無 規(guī)那么地出現(xiàn)地零件的局部位置上；酸活化液中有銅、鉛雜質(zhì)時，在鋼鐵基體外表上，形成疏 松的置抽換層，這樣造成的結(jié)合力不好多數(shù)發(fā)生在整個零件的外表上；雙性電極造成的結(jié)合 力不好總是有規(guī)那么地發(fā)生在確定的位置上，而且總是一個部位結(jié)合力不好，另一個部位結(jié)合 力很好；電鍍過程中斷電時間過長引起的結(jié)合力不好，雖然也是出現(xiàn)在整個零件的外表上， 但它發(fā)生在鎳層與鎳層之間；鍍液中硼酸少、鐵雜質(zhì)多、有機(jī)雜質(zhì)多、光亮劑多或P 高造成的結(jié)合力不好較多地

9、發(fā)生在零件的尖端和邊緣；鍍液中有油較多的5. 鍍層陰暗偶爾也有出現(xiàn)在中電流密度區(qū)或高電流密度區(qū)。低電流密度區(qū)鍍層陰暗可能是鍍液溫度 太高，電流密度太小，主鹽濃度太低；主光亮劑過多或鍍液中有銅、鋅雜質(zhì)引起的，電流密 度區(qū)鍍層陰暗可能是柔軟劑太少，有機(jī)雜質(zhì)過多或有一定量的鐵雜質(zhì)造成的；高電流密度區(qū) 鍍層可能是鍍液 PH 太高，柔軟劑太少或鍍液中有少量的鉻酸磷酸鹽及鉛雜質(zhì)引起的。此外， 鍍前處理不良，鍍件外表有堿膜或有機(jī)物吸附膜，或者底鍍層不好也會導(dǎo)致鎳層出現(xiàn)陰暗的 現(xiàn)象。分析這類故障，可以取鍍鎳液先做赫爾槽試驗，假使屢次試驗，赫爾槽的陰極樣板上鍍 層狀況良好，沒有出現(xiàn)陰暗的現(xiàn)象，那么電鍍時出現(xiàn)的故

10、障，可能是鍍前處理不良可低鍍層 不好造成的，應(yīng)該認(rèn)真檢查電鍍前的情況。假設(shè)赫爾槽試驗所得的陰極樣板上聘同低電流密 度區(qū)鍍層陰暗，那么可能根據(jù)前面提到的可能原因進(jìn)行分析。6. 鍍層脆性 鍍液中主光亮劑過多或柔軟劑走位劑太少，銅、鋅、鐵中有機(jī)雜質(zhì)過多； PH 這高或 溫度過低等都會使鎳層發(fā)脆。檢查鎳層脆性可用不同的方法，一種是將鍍好鎳的小零件放在手中搓摩，或者將鍍好鎳 的薄片型零件彎曲至 180 度，假設(shè)有碎料鎳層脫落下來，說明這類鎳層有脆性；另一種是將 鎳層鍍在不銹鋼試片上，控制鍍層厚度在 10 微米左右，然后把鎳層剝離下來，彎曲 180 度， 并用力擠壓彎曲處，假設(shè)不斷裂，表示鎳層不脆，假使彎

11、曲即斷，一般認(rèn)為這種鎳層是脆性 的。產(chǎn)生鎳層脆性的原因，假設(shè)鍍液 PH 值和溫度沒有問題，那么可能是光亮劑比例失調(diào)或 鍍液中雜質(zhì)的影響。由于光亮劑比例失調(diào)造成的脆性可以通過提高軟劑走位劑含量來改 善，所以光亮劑比例是否失調(diào)，可以通過補(bǔ)充柔軟劑，觀察鍍層脆性有否改善的小試驗進(jìn)行 判斷。鍍液中幾種雜質(zhì)的影響可按前述的方法分別試驗，進(jìn)行檢查和糾正。廣東達(dá)志化工的Ni-82主光劑與Ni-81走位劑，也就是柔軟劑的消耗量都為100mlKAH，按此比便參加 就可以平衡，不會因添加劑的參加而導(dǎo)致的脆性。7. 桔皮狀鍍層 在光照下，鍍呈現(xiàn)隱隱的波紋狀現(xiàn)象稱之謂桔皮狀鍍層。鍍前處理不良，鍍液中有油可 有膠類雜質(zhì)

12、，潤濕劑過多、異金屬雜質(zhì)過多或鍍液中有未過濾的活性炭粉末等會產(chǎn)生桔皮狀 鍍層。8. 沉積速度慢，零件的深凹處鍍不上鍍層 這類故障除了偶爾真實電鍍流密度太小而引起外，多數(shù)是鍍液中有氧化劑存在，鍍鎳液 這些氧化劑能在陰極上復(fù)原，降低鍍鎳過程的陰極電流效率，甚至能排斥鎳的沉積，使零件 的深凹處鍍不上鍍層，假設(shè)不是真實電流密度太小，那就可以用赫爾槽試驗進(jìn)行檢查，假使 取故障液做赫爾槽試驗所得的陰極樣板的低電流密度區(qū)無鍍區(qū)，高電流密度區(qū)出現(xiàn)黑色或灰 色條紋，說明鍍鎳液中有硝酸根擾；假使低電流密度區(qū)無鍍層而高電流密度區(qū)鍍層脆裂，這 可能是六價鉻的影響，這時可以向試驗液中參加 0.2克保險粉，攪拌 5分鐘后

13、再做赫爾試驗， 如用保險粉處理后，陰極樣板明顯好轉(zhuǎn)，說明原鍍液中有六價鉻，應(yīng)去除六價鉻。有時光亮 劑中缺乏走位劑會使低 Dx 區(qū)漏鍍或很薄。三、雜質(zhì)的影響和去除1. 銅雜質(zhì)的影響和去除 1影響 少量銅雜質(zhì)使低電流密度處鍍層灰暗、粗糙；較多的銅雜質(zhì)使低電流密度處 鍍層發(fā)黑，甚至出現(xiàn)海綿狀的鍍層。所以光亮鍍鎳液中，銅含量不允許超過0.01 克/升；普通鍍鎳液由于 PH 值稍高，允許量可高一些，一般不超過 0.3 克/升。2去除方法 少量的銅雜質(zhì)，可以用低電流密度電解去除，電解的條件是：PH=2左右， Dk=0.1-0.3 安/分米 2 較多的銅雜質(zhì)可以用亞鐵氰化鈉進(jìn)行處理：2Cu2+Na4Fe(C

14、N)6Cu2Fe(CN)6 J +4Na127 304根據(jù)理論計算，2.4克Na4Fe(CN)6可以去除1克銅要質(zhì)，實際處理時需要3克Na4Fe(CN)6,由于過量的Na4Fe(CN)6能與Na2+反響生成沉淀，所以不會產(chǎn)生新的不良影響。在向鍍液中參加溶解好的亞鐵氰化鈉溶液時，需劇烈攪拌，時間約 30分鐘，然后過濾除 去沉淀即可電鍍。2. 鋅雜質(zhì)的影響和去除 1影響 鋅雜質(zhì)在 克/升之間，鎳層亮而發(fā)脆；大于 0.06 克/升時，低電流 密度區(qū)鍍層灰黑色，更高的含量鎳層產(chǎn)生條紋和針孔。 2去除方法由于鋅的電位較負(fù)，用電解法處理效果不顯著，只有當(dāng)極少量的鋅存在時，才采用電解處理，電解的條件是：PH

15、=4以上，Dk安/分米2少量的鋅雜質(zhì)可以用“ BBI 掩蔽劑進(jìn)行掩蔽。如鍍鎳液中含鋅 12.5-50毫克/升時，可用 0.82毫克/升的“ BBI 掩蔽劑進(jìn)行掩蔽。鍍鎳液中有較多的鋅雜質(zhì)存在時，一般用高的PH值處理。處理時，可先用 CaCQ或BaCO3提高鍍液PH至5.5左右，再用NaOH或Ni(OH)2提高鍍液PH至65-70E，攪拌30-60 分鐘，靜置后過濾，假設(shè)采用 CaCO3提高鍍液的PH值，由于反響后生成的CaSQ在低溫時 溶解度大0C時為0.75 ; 100C時為0.15，所以應(yīng)趁熱過濾，如待鍍液冷卻后過濾，那么沉 淀的硫酸鈣將重新溶解，這種溶解的硫酸鈣，在加溫電鍍時將再結(jié)晶析出

16、，使鎳層產(chǎn)生似針 狀的粗糙。3. 鐵雜質(zhì)的影響和去除1影響 因為鐵在PH>4.7時就能形成氫氧化物沉淀，并夾附在鍍層中鍍層產(chǎn)生粗 糙、針也和脆性，增大鍍層的孔隙率，光亮度下降，所以在光亮鍍鎳液中，F(xiàn)e3+含量不允許大于 0.08 克/升。2去除方法 去除鐵雜質(zhì)，一般用高PH處理，為了提高處理效果，應(yīng)先參加 30%勺 雙氧水1毫升/升，將一價鐵氧化為二價鐵，然后加熱至 65-70°C，參加CaCO或CaSO提 高PH至5.5左右，攪拌30-60分鐘，趁熱過濾除去沉淀，再調(diào)整鍍液 PH值和成分后，即可 電鍍。4. 六價鉻的影響和去除 1影響 六價鉻會顯著降低陰極電流效率，在六價鉻含

17、量達(dá) 0.01 克/升時，陰極電 流效率約降低 5-10%含量更高時，低電流密度區(qū)鍍不上鍍層，高電流密度處鍍層脆裂，嚴(yán)重 時整個陰極外表上得不到鎳層。 2去除方法去除六價鉻可以用保險粉法、硫酸亞鐵法或高錳酸鉀法等進(jìn)行處理。 保險粉法：用保險粉將六價鉻復(fù)原成三價格，然后提高PH值，使三價鉻生成氫氧化鉻沉淀而除去。iv丨參加適量的雙氧水一般為毫升/升 30%的雙氧水將過量的保險粉氧化成 硫酸鹽。(v)調(diào)整鍍液成份及PH值后試鍍。 硫酸亞鐵法：用硫酸亞鐵將六價鉻復(fù)原成三價鉻，同時二價鐵補(bǔ)氧化為三價鐵，然后 提高PH值，使三價鉻和三價鐵教一成氫氧化物沉淀。2H2CrO4+6FeS2O4+6H2SO4=

18、Cr2(SO4) 3+3Fe2(SO4) 3+8H2OCr2(SO4) 3+6NaOH=2Cr(HO)3 J +3NaSQFe2(SO4) 3+6NaOH=2Fe(OH)3J +3Ha2SO4具體處理步驟如下：i丨用H2SQ調(diào)PH=3并將鍍液加熱至60-70 C；ii參加1克/升或更多的Fe(SQ)攪拌30-60分鐘；iii)參加1毫升/升30%勺雙氧水，將過量的Fe2+氧化為Fe3+;iv丨加堿CaCO和NaOH提高PH=6.2,攪拌60分鐘，必要時可參加2-3克/升活性 炭趁熱過濾；v)調(diào)整鍍液成分及PH值后試鍍。 高錳酸鉀法：用高錳酸鉀將三價鉻氧化為六價鉻，然后參加可溶性的鉛鹽，使生成鉻

19、 酸鉛沉淀，過量的鉛離子，用提高 PH值的方法，使生成氫氧化鉛沉淀而除去。具體處理步驟如下：i)用HSO調(diào)PH=3并將鍍液加熱至60-70 C；ii參加溶解好的高錳酸鉀濃溶液至紫色不消失，攪拌30分鐘必要時可參加2-3克/升活性炭，趁熱過濾；v調(diào)整鍍液成分及PH值后試鍍。5. 硝酸根的影響和去除 1影響 硝酸根對鍍鎳過程影響較大，它能顯著降低陰極電流效率，少量的硝酸根， 能使低電流密度處鍍不上鍍層；稍多一些的硝酸根使鍍層光澤差，高電流密度區(qū)出現(xiàn)黑色條 紋；更多的硝酸根使整個陰極外表鍍不上鍍層。鍍鎳溶液中的硝酸根可以有二笨胺硫酸溶液進(jìn)行定性檢驗。 2去除方法 去除硝酸根，可以采用電解法，電解進(jìn)選

20、擇適當(dāng)?shù)臈l件極為重要，條 件選擇得當(dāng)，去除硝酸根的速度較快，反之，去除速度較慢，電解時間較長。電解去除硝酸根以低PH值和高溫為好，低PH值有利于硝酸根在陰極上的復(fù)原；高溫可 以使硝酸根復(fù)原產(chǎn)生的氣體在溶液中的溶解降低，防止它溶入后重新污鍍液，所以一般電解 去除硝酸根的條件為：PH=1-2;溫度=60-70C陰極電流密度先用1-2安/分米2,然后逐漸降 低至 0.2安/分米 2，直至鍍液正常為止。6. 有機(jī)雜質(zhì)的影響和去除 1影響 有機(jī)雜質(zhì)的種類很多，影響也各不相同，有的使鎳層發(fā)霧、發(fā)花、變暗， 有的卻使外長層亮而發(fā)脆，也有的使鎳層產(chǎn)生針孔或產(chǎn)生桔皮狀鍍層。 2去除方法 雙氧水 -活性炭處理 具體處理步驟如下：I 丨用 H2SO4 調(diào) PH=3.5;ii丨參加30%的雙氧水1-3毫升/升，將鍍液加熱至65-70C，攪拌30-60分鐘；iii