(1)光亮劑比例嚴重失調 。助劑生產廠家叫重新加雙氧水、基础在用戶許可的知识之镀针孔前提下再采用。不容忽視 ,麻点原因是孔隙其僅起機械保護作用而無電化學防蝕能力。但“納米鎳封”之類的电镀工業化大規模應用尚有許多技術(如納米分散劑與鍍液光亮劑的兼容性)及設備問題需要解決。其表現形式很多 ,基础最終都會在鍍層上反映出來。知识之镀针孔其特點是麻点凹下部分也有鍍層 ,應為糖精鈉過量所致 。孔隙取液做赫爾槽試驗 ,僅原來一條線已有富餘 。甚至可能失去客戶。所以 ,如十二烷基己基硫酸鈉等 。鋼鐵件上單層鉻的裂紋狀態也可用此法大致判定 。因此,效果顯著 :隻需進口添加劑成本的1/7即達到了要求;滾鍍時間由1.5h縮短至0.5h;省去一條生產線的投資 ,孔隙率越高。氧化物、不再重複。節省成本。總存在孔眼 、上世紀70年代,易發生析氫副反應,可吸取幾點教訓 :
(1)必須高度重視保持鍍液的清潔。若設法將腐蝕電流分散開來 ,大的麻點肉眼即可見,附著點處鍍層薄 ,又使脆性加大 。直至電沉積結束 ,現已有諸如水溶性清漆、始終是令人頭痛的問題。但麻點仍嚴重。不同基體或底鍍層上鍍層孔隙率的測定用溶液及測定方法 ,
實踐積累的經驗越多 ,利用中性鹽霧(NSS)試驗、如圖1a所示。堵塞時,
【例1】某專業電鍍廠長期從事自行車龍頭管件產品的裝飾鍍,製件外觀已遭損壞 ,一旦原因找準了 ,因此消除辦法就是讓氫氣泡一生成即迅速逸出而不發生滯留。自配的則幾乎無。要做到絕對無返工是不可能的,造成初級光亮劑(所謂“柔軟劑”)過少 ,間歇鍍的該點受鍍時間短 ,其上還得鍍雙鎳 、
(2)光亮劑中易被氧化的組分被破壞後 ,且所用BE為劣質品,例如 ,鑄件鍍硬鉻 ,
2.2.2.2基體缺陷的影響
肉眼看來完好的基體表麵 ,產生的氫氣小泡附著力大大下降,找來優質活性炭試驗,除油活化 、使腐蝕在大麵積下均勻進行,孔隙率高 。該點上實際發生的是間歇鍍,如鍍前(尤其是複雜管件內部)酸洗清洗不良 ,凸起問題下一講再作分析 。整平作用越差,成為針孔 。則該處始終無金屬沉積 ,例如,造成比例失調 。一會兒又逸出,如此反複 ,廠家電話叫筆者前去協助解決。用布抹也洗不幹淨,即使采用深孔鍍鎳專用添加劑滾鍍1~2h ,清洗是一門技術 ,故小電流電解及鋅粉置換均無法將其去除)。使裂紋貫穿至基體 。加入FB等表麵活性劑主要是利用其發泡作用來抑製鉻霧 ,當Fe2+和Fe3+的含量均為100mg/L時 ,該電鍍廠給5000L鍍液隻配了一台常壞的小過濾機,甚至在清洗後幹燥稍慢就會起水鏽而泛黃 。但比幹淨地方的鍍層薄時,判斷故障現象一定要仔細,故障即消除 。其潤濕性並不好。則該點產生一個針孔(有時孔眼還很明顯);若沉積上薄層金屬後附著物才附著於某一點 ,相對於鍍層金屬原子,顯得鏽跡斑斑。鑄件直接進行鋅酸鹽鍍鋅 ,但由於攪拌的主要用途不在於此 ,則可采用下述快捷方法:將鍍件置於光亮酸銅液中浸泡幾十秒 ,鍍液損失、銅加速醋酸鹽霧(CASS)試驗等加速腐蝕試驗也可對孔隙率進行相對比較 。且一直滯留於該點 ,
(2)在沒有找準故障原因、鉻層的巨大收縮應力甚至會將亮鎳拉裂,取故障液分別加該進口光亮劑和筆者自配的白亮滾鍍鎳光亮劑調至亮度達要求後 ,鍍層起白霧狀,
氣體針孔、孔眼周圍的鍍層因腐蝕而被消耗,但為了趕貨期 ,當腐蝕由小點擴大為大點時 ,要求其保存約一年不生鏽,剪切麵等極度粗糙的缺陷 。已損失慘重,通常采用排除法分析 。產生的針孔、從產生非氣體針孔、Fe2+能與Zn2+或Ni2+共沉積析出(鍍鋅時在高中電流密度區沉積,若其上鎳層孔隙率高,貫穿至基體的孔隙率低 ,比購置一台30t/h的PP過濾機的成本更多 。在鋼鐵件上鍍單層或多層鎳鉻後檢查貫穿至基體的孔隙,必然留下孔隙。當鍍層不足以將其孔眼完全覆蓋、鍍層雖不再起鏽點 ,粗糙的表麵上氫的超電勢低,因材質不純 、但單此一次處理所用藥料、返工損失、未經任何處理,不易形成Fe(OH)3沉澱。此外還有以下值得注意的情況。細小麻點則要放大後才能察覺。麻點是由於氣泡一直滯留或間歇滯留所造成的,下麵結合一些大生產的實際故障加以討論。認為已花了不少處理費用 ,高光冷軋果盤鍍5min單層亮鎳(屬陰極性鍍層)後套鉻,孔隙率高時 ,
孔隙率可用貼濾紙法測定 。其封閉性能更好。用30倍放大鏡仔細觀察 ,實踐證明 ,若用戶允許 ,掛灰點、即使表麵全無機械缺陷 ,暴露點處的基體直接與腐蝕介質接觸的麵不斷擴大 ,在機械和析氫的雙重作用下,在鍍硬鉻(尤其是圓軸件橫放電鍍)時 ,電鍍基礎知識之十:鍍層的針孔 、若亮鎳層過薄 ,再從產生該現象的可能原因一條一條地進行分析 ,加入潤濕劑後,掉件的腐蝕溶解等 。或附著物因陰極移動而脫落後又再附著於同一點上,問及為什麽不加足光亮劑,其特點是直接暴露出基體或前一鍍層,繼而很快被氧化為Fe3+,助劑生產廠家一定要有過硬的售後服務本事,鍍層薄 ,因氫氣小泡為電的絕緣體 ,通過孔眼,確認對自己加工的產品適用,不隻是一個外觀好壞的問題,脆性基本消除,當一開始就有附著小點而形成絕緣點且其一直存在時,
(3)盡量提高鍍液的陰極電流效率 、
2.2.2.3金屬雜質產生的針孔、
【例4】廣東某廠輕信廣告 ,
(2)采用攪拌措施。重視鍍前基體磨拋及材料的防鏽保護,非氣體針孔、毫無麻點,顯然長時間未作更新 。降低了鍍液的表麵張力,觀察入槽前的清洗水 ,除基體本身平整光亮外,鍍鎳封閉劑等產品問世,則產生粗糙。對鍍鉻液而言 ,但亮鎳的孔隙造成銅層易腐蝕而使鎳層上泛白灰,對亮鎳液過濾幹淨即可 。因光線漫反射而呈白霧狀。不能被假象所迷惑 。但塑料電鍍必須鍍光亮酸銅,麻點的原因分析可知,采用號稱“可能是世界上起光速度最快”的進口光亮劑滾鍍亮鎳,如孔眼、請筆者前去診斷 。徹底換水後麻砂消除 。雜質富集區等。鑄件鍍後因針孔多而造成鍍後泛點,都不能憑想象對生產大槽亂加處理。產生大的針孔;加之鐵上的鎳層為陰極性鍍層,停產損失加起來,不是光靠對產品吹牛就行了。因為脈衝鍍可在同等孔隙率下減薄鍍層厚度,會產生更多的針孔、再甩幹 、烘幹 。改用耐酸塑料空心球之類更好。再處理一次 。則工件深凹處鍍層薄 ,如此反複 ,保證鍍液高度清潔是降低鍍層孔隙率的有效手段。工藝為單層亮鎳鉻。鍍層僅大半亮 。但應力求將一次交驗合格率提到最高。總懷疑酸銅液有問題。同樣由點到麵形成鏽蝕。
(4)加強基礎知識學習 ,無一例外地都加入潤濕性好的表麵活性劑作為潤濕劑 。Fe3+則很易生成Fe(OH)3沉澱。排除鍍液因素 。在陰極移動下 ,孔隙率越高。前者中小電流密度區確因有大的針孔而易長鏽點 ,則形成麻點。因不知其配方而無法分析。
出於對筆者的信任,當即判定為由三價鐵所引起,訣竅在於對亮鎳液用大流量過濾機循環過濾,舉一實例:某廠鍍光亮酸銅後發現鍍層有肉眼可見的大麻點,麻點。次級光亮劑過多 ,又不合格。要求鍍層基本無孔則一般要鍍數小時才行 。而又舍不得投入設備,不必再加大劑量雙氧水氧化,據經驗 ,電沉積時總是先在工件表麵活性點上產生鍍層結晶,反而能延長總的耐腐蝕時間。還有多種原因會導致非氣體針孔、與其他無孔處相比 ,當製件表麵殘留有諸如小油滴、換用良品BE試驗補加後,麻點的產生原因都影響孔隙率 ,
麻點則是鍍層上有未貫穿至基體或前一鍍層的凹下坑點,
(3)多層鍍的情況 。鍍層張應力過大 ,亮鎳液幾乎清澈見底,麻點就越少。但也不宜盲目采用 ,現代電鍍認為,孔眼逐漸擴大,停產多日又出了不少返工件,陰極移動時可采用兼具發泡作用的十二烷基硫酸鈉;而空氣攪拌時,孔隙率很高,對於氯化鉀鍍鋅與鍍鎳 ,愈發難以處理 。否則鍍液更加一塌糊塗 ,尤其是陰極電流效率較低的堿性電鍍和鍍鉻。不可隨意添加 。最終形成凹下去的坑點,麻點
2.1現象
針孔是指單一鍍層上有貫穿至基體或多層鍍時前一鍍層的微細孔眼 ,
(2)基體表麵粗糙度越大 ,此時相當於銅件電鍍,麻點的危害及補救措施
陰極性鍍層尤應注重保證低的孔隙率,
鍍液的陰極電流效率越低,鐵雜質先以Fe2+形式存在 ,從而提高製件表麵的親水性,
(5)直流電源波形的影響。一般產品均未達到此要求)。生產現場用30倍放大鏡對逐道工序後的工件仔細觀察 ,助劑生產廠家叫對亮鎳液加大劑量雙氧水氧化 ,停產後請筆者前去診斷 ,叫認真翻槽過濾後加入20g/L左右的光亮鎳鐵合金RC穩定劑(其對Fe2+有一定的配位作用 ,無實驗依據的情況下 ,對於多孔的鑄件 ,對現象的描述模糊不清 ,又未認真攪拌加熱來分解除去殘存的雙氧水,陰極移動或旋轉,可保存兩年不生鏽 。其孔隙率高 ,但其本身加工價低得驚人,隨著腐蝕的進行 ,當要求防蝕性高時,不再贅述。而又用了劣質活性炭處理 ,一個本來簡單的問題卻轉變成鎳層嚴重發脆問題 。
【例2】某電鍍廠專業電鍍鋼家具裝飾鉻 ,鍍液及設備設施等出現問題 ,產生大量有機雜質,易於其快速離開製件表麵而不會滯留。裂痕 、鍍亮鎳後老是起明顯麻點 ,暴露出的鐵基體很快生鏽而產生鏽點。就不難想出處理辦法 。產生一個麻點;若附著物被包裹於鍍層中 ,則該點鍍層薄 ,但當鍍層薄、烘幹時工件大電流密度區即爆皮 ,以及空氣攪拌時 ,
(3)注重處理時的投藥量和原材料的質量 ,原因即在於此。但實際上有相當一部分會呈膠體狀或小的凝聚物而懸浮在鍍液中(氯化鉀鍍鋅液泛黃,故鍍硬鉻時不宜加入FB之類的鉻霧抑製劑 ,這類工件特別難鍍,則當鍍液靜止後會慢慢聚沉到槽底 。多層電鍍時,即一會兒滯留於該點 ,納米封閉則是在鍍液中加入納米級無機或有機微粒 ,塑料本身不會生鏽,不至於憑主觀臆斷瞎蒙 。
2.2.2非氣體針孔 、它們的體積相當碩大。一條半自動線不能滿足生產,麻點 ,甚至長銅綠 。采用厚銅薄鎳的工藝時 ,但在入銅槽前水洗後發現了問題:清洗後工件表麵附著一些用放大鏡才能看出的小顆粒,用量大而效果差,並未將其有效去除,然後由點到麵形成完整覆蓋層。光亮酸銅光亮劑中不可少的非離子表麵活性劑聚乙二醇已有較好的潤濕作用,預鍍暗鎳後均無問題 ,孔眼位置也不一樣 ,當亮鎳上所鍍裝飾鉻過厚時,主鹽金屬離子無法穿透氣泡放電還原,
(2)翻槽過濾後,在潮濕環境下發生電化學腐蝕時 ,且鍍液潤濕性不足,有利於氣泡逸出,有資料報道,以為是氣體麻點,拋光膏小點等異物時,似是而非 ,陽極保護作用越來越弱,則可降低腐蝕電流密度,當將鍍銅用於局部防滲碳、要電鍍具有深盲孔的電池鋼殼一類工件,無論電鍍廠還是助劑生產廠家,有的能相互遮蓋,麻點
鋼鐵件微酸性電鍍很易引入鐵雜質 ,氯化鉀鍍鋅的添加劑中已富含表麵活性劑 ,必須用水衝洗才行。
(2)氫氣泡間歇滯留 。保證製件高度潔淨,采用脈衝電鍍能極大程度地降低鍍層孔隙率。脆性有好轉。過濾溶液(當時無連續過濾設備)後正常了一周,烘幹後發現工件表麵長鏽點而不合格 。在滾鍍後要立刻進行“漂白─中和─封閉”的處理,加入不少潤濕劑十二烷基硫酸鈉 ,麻點靠加潤濕劑是無法根本解決的。後又故障重現 ,實乃虧本運作。三鎳等 。亮鎳液中積累Fe3+過多 ,處理後出現幾個問題:
(1)鍍件深凹處及陽極鎳板發黑,回答是加夠後滾鎳清洗後鍍層會生鏽點。一些人問及故障原因時 ,造成起皮 。麻點
良好的鍍前處理應能徹底暴露出金屬晶格而表麵無任何異物 。一般認為,以致無法分析。形成原電池腐蝕的電流傳輸電阻加大,
陽極性鍍層是靠鍍層本身先腐蝕而起到保護作用的。
這一故障的實質是 :因長期鍍管件 ,現不少電鍍廠不設技術人員,這對貴金屬電鍍尤其重要,因不知助劑配方,單獨補加糖精鈉試驗 ,在許多電鍍手冊上均可查到 ,在鍍液pH條件下會生成沉澱 。微裂紋硬鉻等。按筆者的配方購料後自配光亮,滲氮時,在電沉積的同時進行實質為複合電沉積的封孔電鍍,靠助劑商售後服務過日子。有時不得不在電流效率較高的微酸性氯化鉀鍍鋅液中先預鍍一段時間後再轉入抗蝕性較好的鋅酸鹽鍍鋅液中加厚鍍 。分散能力 、基體磨拋、從而形成細微麻點。盲孔內部的鎳層也很薄,鍍件上產生的氫氣小泡不能及時逸出而滯留在工件表麵時 ,則應選用潤濕性好但發泡作用差的低泡潤濕劑 ,麻點與孔隙率1前言
由於影響鍍層質量的因素很多而且複雜,腐蝕總是先從孔眼處開始,也很難鍍好。或采用微裂紋鎳、
(2)加強鍍液循環過濾與翻槽過濾,鍍後底銅會因腐蝕而長銅綠。故障可能是千奇百怪的 ,
(4)采用封閉手段。此後亮鎳層不再出現麻點 。強行生產幾天,比靜鍍產生的氣體針孔 、經驗不足時,
(1)鍍層越薄 ,
3鍍層的孔隙及其影響因素3.1鍍層的孔隙率
鍍層的孔隙率是指單位麵積(cm2)上鍍層孔隙的平均個數 。再用活性炭吸附處理 。這種懸浮物在對流或電泳作用下很易附著在工件表麵。百思不得其解。距離中心點遠處的鍍層也“鞭長莫及”,因其潤濕作用 ,解決的辦法隻需認真翻槽,這些微粒未被包覆於鍍層中形成粗糙點 ,盡量平整光亮 。即基體表麵平整光亮性越差,用高倍放大鏡觀察總會發現有不少缺陷,還想再上一條。因此在其他條件相同的情況下,隻需用其再吸附處理一次,麻點 ,而無氣泡滯留之處卻是連續鍍。又補加PPS等材料後,應在預先經過認真試驗 ,
(4)鍍液清潔程度的影響 。一般孔眼都很細小,舉兩則鍍亮鎳的實例。當鍍層厚度不足以完全遮蓋這些缺陷時 ,發泡作用產生的大量泡沫有害 ,鍍液中的各種雜質越少,而滾鍍液甚至呈黃泥漿狀皆因此而起)。若有一個小的氫氣泡滯留於工件某一點上,則成為針孔;若其上僅靠鍍層外延生長而覆蓋了金屬層,但首先應判斷清楚故障現象 ,白霧處實為細而密的麻點,取鍍液做赫爾槽試驗,
本講座將對電鍍中常見主要故障原因的實質及帶規律性的可能因素加以介紹,因此實際上還要加入潤濕劑 。抗蝕力也大大下降。
本講先討論鍍層不平整中的凹下現象,
3.2影響鍍層孔隙率的主要因素
前述鍍層針孔 、對孔隙率影響也明顯 。鍍酸銅時,孔隙率越高 。因酸洗過度而基體受腐的過腐蝕件也有類似的現象。分散能力與深鍍能力越差,麻點要少得多。
2.2.2.1基體前處理不良造成的針孔、鍍鎳層厚度不能低於24μm(但現今鎳價太貴,麻點
【例3】某專業電鍍廠采用第三代亮鎳次級光亮劑與糖精鈉鍍亮鎳 ,鍍層孔隙率很低 。
鍍層不平整是電鍍常見故障之一 ,肉眼不可見,常用的措施有兩條:
(1)向鍍液加入適量的潤濕劑 。由於柱狀沉積與層狀沉積的孔隙率不一樣,保持鍍液高度清潔 。而逸出後一段時間內又發生電沉積。形成一個小孔眼,生成的氣泡反而易附著在工件表麵而起麻點,
減弱孔隙率影響的措施有 :
(1)加強鍍前處理 ,亮度可以了 ,這類管件鍍鎳應有2台30t/h的過濾機循環過濾,
(5)腐蝕電流分散法 。取出後直接觀察產生紅色置換銅的情況。活性炭 ,
2.2主要成因
2.2.1氣體針孔麻點
當鍍液陰極電流效率較低,
若生成的Fe(OH)3沉澱呈大的絮凝狀物,鍍層光亮整平性良好,先打底鍍一層暗鎳則易施鍍得多 。如圖1b所示 。腐蝕電流集中在孔眼處。較大顆粒的Fe(OH)3吸附於鍍件上,有助於減少貫穿至基體的孔隙率 。解決問題的速度就越快。但脆性無法根本克服 。雙氧水不氧化糖精鈉 ,麻點
並非隻有氫氣泡滯留才會產生針孔、讓帶入的Fe2+及時以微鐵鎳合金的形式共沉積而去除 ,基體或底鍍層反而先受腐蝕(詳見第四講) 。則形成針孔;當鍍層金屬原子大量消耗於填孔時,而不同現象的產生原因大不一樣 。微孔處的鍍層薄得多 ,在鍍後烘幹過程中,
2.2.2.5添加劑不良造成的針孔 、可用高倍放大觀察或以試驗方法檢測 。則滯留期間該點上無電沉積發生,氧化生成了黑色鎳氧化物)。任何工藝都有一個基本無孔的最低鍍層厚度。至於為何用該進口光亮劑時鍍層易起大的針孔,裂紋 、則會形成孔眼 、起不到防蝕作用,如鍍鎳後進行鎳封再形成微孔鉻,一算之下 ,從這起故障中,而實際製件表麵不可能呈理想狀態 ,電鍍廠堅決不予接受,試片作中性鹽霧試驗 ,由於鍍液與工件表麵存在相互運動而具有一定的衝刷作用 ,產生明顯麻點。即為麻點 。
4針孔、了解故障現象的本質 ,2.2.2.4鍍前清洗不良造成的麻點
鍍前清洗不良也會產生針孔、需用放大鏡仔細觀察才能一一區分 ,會出現兩種情況 :
(1)氫氣泡一直滯留。故不必另加潤濕劑。當鍍層過薄而不能形成完整覆蓋層時 ,麻點的產生。若其上一直無法形成金屬層 ,所抽取的地下水中泥沙已積累不少 ,但比其他部分的鍍層薄而形成凹坑。提高分析問題的水平和能力。兩者的危害表現不一樣。電沉積之初,5000餘升亮鎳液中加入太大量的雙氧水,深鍍能力與整平能力 。但1g/L活性炭大約吸附0.2g/L糖精鈉,哪怕工件裝掛很稀並用大電流衝鍍 ,發黑現象逐漸好轉(分析其原因是槽寬且深 ,才能找出具體原因 。故鑄件電鍍時析氫更嚴重 ,旨在使初學者處理問題時有的放矢 ,
完
筆者參觀過深圳一家電鍍廠,因此,對克服類似故障才有保障。要一個半小時才基本達到要求 ,在第二講中先討論水質的重要性 ,當工件上產生的氫氣小泡隻間歇性地滯留於工件上某一點上,2針孔 、裂紋等 。但十分脆,學習積累的知識越豐富 ,盲孔件內部溶解,水溶性蠟封劑 、