鍍黑鎳工藝及其故障排除

1、鍍黑鎳工藝及其故障排除刖言黑鐐鍍層是一種金屬物相與非金屬物相混合沉積的鍍層，并不是鐐和鋅形成的合金固溶體。鍍液配方不同， 其形成的鍍層的成分也略有差異；但從鐐鹽、鋅鹽及硫氤酸鹽類(lèi)鍍液中獲得的黑鐐鍍層基本上含鐐40% 60%，鋅20%30%，硫10%15%，有機(jī)物10%左右。鍍液中的金屬離子并非單獨(dú)在陰極上放電沉 積，而是與陰極上硫氤酸鹽還原出的硫離子作用，生成NiS及ZnS，這些非金屬相的硫化物隨鐐離子在陰 極上放電沉積而沉積，從而形成黑鐐鍍層。在含硫氤酸鹽的鍍液中，鋅離子可促使陰極電位變負(fù)，從而使 硫氤酸鹽在陰極上還原，游離出的硫離子與鍍液中的Zn2+、N反應(yīng)，生成致鍍層黑色的硫化鐐和硫化

2、鋅。在鍍黑鐐的全過(guò)程中，最重要的是使鍍液中的NiSO、ZnSO4和NH4SCN按一定的比例存在，即 (Niz+)/胛(Zn ) = 1. 82. 0， (S 一)/n(Zn ) = 0. 70. 9,否則會(huì)對(duì)鍍層產(chǎn)生不良的影響。黑鐐 鍍層厚度一般在2 gm左右。由于鍍層性能及結(jié)構(gòu)的原因，其耐蝕性及耐磨性都較差；在鋼鐵基材上鍍黑 鐐，其結(jié)合力很差。因此，要在鋼鐵上鍍黑鐐，應(yīng)先鍍覆銅或鐐作底層，以提高其與基材的結(jié)合力，增強(qiáng) 其耐蝕性及耐磨性。黑鐐鍍層主要用于光學(xué)工業(yè)、武器制造業(yè)、建材、裝飾性日用品及銘牌加工行業(yè)等。 黑鐐對(duì)太陽(yáng)能的輻射具有很高的吸收率，現(xiàn)又被大量用于太陽(yáng)能集熱板，為節(jié)能做出應(yīng)有的貢

3、獻(xiàn)。鍍黑鐐液的配方、工藝流程及工藝規(guī)工藝流程鋼鐵件：化學(xué)除油一電解除油一清洗一活化一清洗一鍍紅銅一清洗一浸稀酸一清洗一鍍酸銅一清洗一鍍黑 鐐。黃銅件：化學(xué)除油一清洗一活化一氤化鍍銅一清洗一浸稀酸一清洗一鍍黑鐐。常見(jiàn)故障及其排除方法沉積時(shí)間較長(zhǎng)，鍍層不黑且呈灰色或黃褐色，甚至出現(xiàn)條紋鍍液溫度太高，電解密度過(guò)大都會(huì)產(chǎn)生這r故 障，但主要仍是L大J為鍍液中鋅含量太少。當(dāng)鍍液中ZnSO4太少，Zn影響陰撇電位變負(fù)的功能就小， 硫氤酸鹽無(wú)法在陰極上還原出足夠的硫離子與Ni2+、zn2+反應(yīng)而生成NiS、ZnS，也就沒(méi)有足夠的非 金屬相硫化物隨Ni在陰極上沉積，導(dǎo)致鍍層不黑，發(fā)灰或呈黃褐色。發(fā)生該故障時(shí)，

4、應(yīng)按工藝要求調(diào)節(jié)鍍 液溫度及電流密度。若仍未見(jiàn)效，則要求分折鍍液中ZnSO4 (或ZnC12)的含量，然后按工藝規(guī)范補(bǔ)充。 鍍層起皮、脫落這類(lèi)故障一般是零件除油不徹底或pH過(guò)高造成的；但當(dāng)鍍液中硫氤酸鹽太多而ZnSO4太少時(shí)，也會(huì)出 現(xiàn)鍍層起皮、脫落現(xiàn)象。因?yàn)閆nSO4含量太少會(huì)影響陰極變負(fù)的功能，人黽硫氤酸鹽浮于鍍件表面，鍍 液中Ni需穿過(guò)稀薄H.不均勻的硫氤酸鹽浮層存陰極放電沉積，致使鍍層起皮、脫落。解決的方法是加 強(qiáng)鍍前處理，將pH調(diào)至工藝規(guī)范。此后若故障還存，則需要分析鍍液中ZnSO4及NH4SCN的含量。 若硫氤酸鹽太多，應(yīng)以電解米清除過(guò)多的硫氤酸；ZnSO4太少則應(yīng)補(bǔ)允其至藝規(guī)范。

5、鍍層呈不規(guī)則的彩色出現(xiàn)如此故障，大多是因?yàn)殡娏髅芏冗^(guò)低或?qū)щ姴涣?，沉積時(shí)問(wèn)太短。當(dāng)硫氤酸含量偏低時(shí)，即使陰極變 負(fù)的情況良好，也無(wú)法游離很多的S2+與Ni2+、Zn作用而生成硫化物。缺少硫化物夾雜的鍍層就不 夠黑，只能出現(xiàn)深淺小均的彩色鍍。排除該故障的方法是：拎查導(dǎo)電系統(tǒng)的導(dǎo)電情況，調(diào)整電流密度至工 藝規(guī)范，延長(zhǎng)沉積時(shí)間。倘若鍍層仍似彩色，應(yīng)分析鍍液中硫氤酸鹽的含量，然后按工藝配方的要求進(jìn)行 調(diào)節(jié)。鍍層粗糙、不均、發(fā)花鍍液溫度太低或電流密度過(guò)大會(huì)造成鍍液中金屬離子傳遞的功能下降，非金屬相硫化物難以?shī)A雜在Ni沉積 物中。由于電流過(guò)大，電流強(qiáng)制少許金屬離子央雜著少量硫化物存陰極上沉積。根據(jù)犬端放電

6、原理，零件 邊緣的沉積暈火，鍍層厚向粗糙，色洋較深；零件中心區(qū)域電流較小，鍍層較薄，色澤淺淡。如此情況出 現(xiàn)在同一個(gè)零什表而上，便會(huì)形成粗糙、不均、發(fā)花的鍍層。提高鍍液溫度，降低電流密度至工藝范圍即 可解決這一故障。鍍層呈不規(guī)則的黑色條紋產(chǎn)牛原因：鍍液中鋅鹽和硫氤酸鹽都太少。由于電化學(xué)機(jī)理致使鍍液中非金屬相的硫化物偏低，少量的硫 化物夾雜在N中在陰極放電沉積，電化學(xué)沉積又優(yōu)先在高電位區(qū)域，低電位區(qū)的沉積層就薄：因此在同一 個(gè)零件表面卜就沉積出不吲規(guī)則、不同厚度的黑鎳鍍層。出現(xiàn)該故障后，瞳按照鍍液分析報(bào)告，補(bǔ)充鋅鹽 及硫氤酸鹽至工藝規(guī)范。同一掛具上，靠近鍍槽底部的零件鍍層泛白點(diǎn)鍍液pH過(guò)低，鍍液

7、中有機(jī)雜質(zhì)太多所造成鍍液黏度過(guò)大， 前道鍍鎳液中潤(rùn)濕劑太少，氫氣泡吸附在底部鍍件表面而無(wú)法逸出等情況，都會(huì)造成底部鍍件上產(chǎn)生白點(diǎn)。 調(diào)節(jié)pH至工藝規(guī)范，用活性炭處理有機(jī)雜質(zhì)，補(bǔ)充前道鍍鎳液中潤(rùn)濕劑的含量，增強(qiáng)陰極移動(dòng)或空氣攪 拌使氫氣泡無(wú)法在鍍件表面停留等措施，都可消除該故障。注意事項(xiàng)黑鎳鍍層是金屬相與非金屬相及有機(jī)物混合的鍍層，其沉積層的導(dǎo)電性比純金屬差，因此掛具在鍍槽內(nèi) 用過(guò)34次后就應(yīng)放入鹽酸液中浸泡，退掉其表面的黑鎳層，以提高掛具的導(dǎo)電性。黑鎳層因受其性能及結(jié)構(gòu)影響，鍍后需要進(jìn)行防銹處理。應(yīng)帶電入槽，嚴(yán)防中途斷電。結(jié)語(yǔ)黑鎳鍍層是由金屬鎳、鋅，硫化鎳、硫化鋅，及有機(jī)物混合而成的沉積層，因

8、此在電鍍過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制 鍍液中Ni與Zn及S 一與Zn的含量之比，促使它們?cè)谝欢l件下相互轉(zhuǎn)變或結(jié)合。除此之外，還要遵 守操作規(guī)范(如電流密度、鍍液溫度及pH應(yīng)控制在工藝范圍之內(nèi))，為反應(yīng)創(chuàng)造良好的條件，才能獲得合 格的黑鎳鍍層.一、工藝流程1、除油一水洗一除銹活化一水洗一熱水預(yù)熱一化學(xué)預(yù)鍍鎳磷合金一水洗一化學(xué)鍍黑鎳一水 洗一后處理2、除油一水洗一除銹活化一水洗一熱水預(yù)熱一化學(xué)鍍黑鎳一水洗一后處理適應(yīng)于鋼鐵、鑄鐵和銅合金直接鍍黑鎳，也能在不銹鋼、電鍍鎳和電鍍鉻上直接施鍍。在不銹鋼、電鍍鎳等鍍件上直接鍍黑鎳時(shí)，施鍍前需用濃鹽酸或20%硫酸(3045C )先 進(jìn)行活化處理，時(shí)間不少于10分鐘。二

9、、工作液的配制1、按如下配方配制工作液硫酸鎳：25克/升次亞磷酸鈉：25克/升黑鎳添加劑：200ml/升2、按計(jì)算工作液的總量一半的水，分別將硫酸鎳、次亞磷酸鈉溶解，沉淀混合后，加入鍍 黑鎳添加劑充分?jǐn)嚢杈鶆?，然后用水補(bǔ)充至工作液總量所需的體積，再充分?jǐn)嚢璩恋砘蜻^(guò)濾 后，即為工作液。3、用氨水調(diào)整PH值1011。三、施鍍的工藝參數(shù)1、施鍍溫度：805C2、工作裝載量：22.5dm2； /L3、PH值：1011，用氨水調(diào)整4、時(shí)間：3060分鐘四、施鍍的重點(diǎn)和鍍液的維護(hù)1、鍍槽需用耐酸堿、耐高溫材料制成。鍍槽最好加蓋，即能減少熱能的損耗，又能防 止雜物落入。2、施鍍過(guò)程中要經(jīng)常攪拌，用機(jī)械或空氣

10、攪拌均可。3、工作中槽液每小時(shí)需循環(huán)過(guò)濾一次，過(guò)濾機(jī)要用專(zhuān)用設(shè)備，如連續(xù)過(guò)濾可起攪拌的 作用。4、由于施鍍中PH值會(huì)下降，需經(jīng)常檢查PH值，并用氨水進(jìn)行調(diào)整。5、槽液施鍍11.5小時(shí)，需補(bǔ)加工作液，添加量為35%槽液，視鍍件的多少和施鍍 時(shí)間定。工作液補(bǔ)充后，用水將鍍液補(bǔ)充至規(guī)定的位置后，可繼續(xù)施鍍。6、要定期對(duì)鍍槽進(jìn)行清洗，清洗槽的時(shí)間應(yīng)視現(xiàn)場(chǎng)工作情況和槽壁沉積物嚴(yán)重程度而 定。鍍槽用3%稀硝酸浸泡后，用清水刷洗或沖洗干凈。五、后處理1、用去離子水清洗，吹干后用100110C烘烤30分鐘。2、浸脫水防銹油。3、鈍化后烘干(100110C )或浸脫水防銹油。4、噴透明清漆。影響鍍黑鎳工藝規(guī)范的影響1、硫酸鎳是黑鎳鍍液中的主鹽，保證一定量的Ni離子濃度可以得到的如果Ni離子濃度過(guò) 高，將會(huì)使鍍層中Zn離子比例降低，鍍層顏色發(fā)灰，甚至出現(xiàn)金屬鎳色澤，還造成溶液不 穩(wěn)定，分散能力差；過(guò)低使鍍層呈黃褐色，不變黑有條紋，結(jié)合能力差。2、硫酸鋅是鍍液中的主鹽之一，Zn離子濃度過(guò)低鍍層呈灰色；過(guò)高結(jié)合力降低。按生產(chǎn)量 多或少做到少加勤加。3、PH值的影響，過(guò)高會(huì)使鍍液混濁，鍍層硫耘脫落，在生產(chǎn)中