電鍍鎳故障的影響與原因分析

電鍍鎳故障的影響與緣由分析鍍鎳層外表針孔

2023-8-12鍍鎳層(包括電鍍鎳和化學(xué)鍍鎳)外表消滅針孔是鍍鎳中最常見的故障之一，對于鍍鎳層來發(fā)生腐蝕(圖4-1)(氫氣)“尾巴“，而麻點(diǎn)僅僅是鍍層上微小的凹坑，一般沒有向上的“尾巴“，針孔有深有淺，有人把針孔分為三種類型：①基體缺陷型(非圓形凹孔)，與基體材料外表缺陷狀態(tài)有關(guān)；②氫氣析出型(蝌蚪式針孔)，是零件外表析氫痕跡造成的；③氫氣停留型(針孔較大，像無柄的梨)，是陰極析出氫氣停留造成的，一般是鍍鎳液中外表活性劑太少的緣由。圖4-1鍍鎳層外表消滅的針孔含有固體微粒，鍍液中沒有加防針孔劑或防針孔劑太少，鍍液中鐵等雜質(zhì)過多，鍍液的pH致鍍鎳層外表產(chǎn)生針孔缺陷。過多引起的針孔往往消滅在零件的向下面和掛具上部的零件上層針孔較多消滅在零件的向上面；鍍液中防針孔劑太少造成的針孔在零件的各個(gè)部位都有；鍍液中鐵雜質(zhì)過多、pH值過高和陰極電流密度較大引起的針孔較多地消滅在零件的尖端和邊緣(即高電流密度處)，硼酸含量太少產(chǎn)生的針孔較多地消滅在零件的下部，鏹液溫度過低造低時(shí)pH值簡潔上升，導(dǎo)致形成金屬氫氧化物或堿式鹽夾雜于鍍鎳層內(nèi)，從而使鍍層產(chǎn)生針孔、粗糙和發(fā)霧等故障，所以鍍鎳液中硼酸含量，一般不應(yīng)低于309／L。這個(gè)緣由，可以取一些零件，進(jìn)展特地的、良好的前處理，然后直接鍍鎳，假使經(jīng)這樣處理緣由。鍍液的溫度、pH值和陰極電流密度，比較簡潔檢查，所以可首先進(jìn)展檢查和訂正。鍍液中是否缺少防針孔劑(如十二烷基硫酸鈉)0．059／L十二烷基硫酸排解，然后按小試驗(yàn)所得結(jié)果進(jìn)展故障訂正。用一個(gè)電鍍鎳針孔故障排解的實(shí)際例子看故障分析，一條光亮電鍍生產(chǎn)線，技術(shù)要求很高，除常規(guī)鏡面外觀之外，根本上不能有明顯的、肉眼可見的針孔。其電鍍工藝流程為：超聲波除蠟→化學(xué)除油→電解除油→氰化鍍銅→光亮鍍鎳→鍍金鈷合金。2個(gè)月，造成待鍍零件大量積壓，經(jīng)過分析，可能產(chǎn)生的緣由包括：①可能是鍍液中金屬雜質(zhì)Cu2+Fe2+等過多；②鍍液中有機(jī)雜質(zhì)可能過多或鍍液中混入油污；③鍍液或者清洗水質(zhì)存在問題；④壓縮空氣攪拌可能受到污染；⑤鍍液過濾機(jī)濾芯中帶⑧鍍液使用的光亮劑有問題等。高鍍液的pH值，使形成Fe(OH)3沉淀除去雜質(zhì)。加人“除雜水“、“除鐵粉“和“除銅粉“等去除“雙氧水+活性炭““高錳酸鉀+活性炭“和“單寧酸+活性炭“的處理方法去除鍍液中的有機(jī)雜質(zhì)和油污。嚴(yán)格掌握鍍液用去離子水水質(zhì)和清洗用水水質(zhì)。承受陰極移動，清故障的最大緣由--鍍液中的潮濕劑(防針孔劑)是否適宜，由于鍍鎳液中潮濕劑的效果不好或件是否消滅針孔的一個(gè)重要因素。低泡潤濕劑--防針孔劑，是構(gòu)造中有支鏈的異辛醇磺化產(chǎn)物，潤濕性能較好。除了溶液中潤濕劑成分引起鍍鎳層針孔故障之外局部pH針孔，針孔大多消滅在高電流密度區(qū)。這主要是由于：Fe3++3H2O→Fe〔OH〕3↓+3H+Fe2++2H2O→Fe〔OH〕2↓+2H+而且在陰極零件上存在：Ni2++2e→NiFe2++2e→Fe2H2O+2e→H2↑+2OH-在高電流密度區(qū)會消滅由上述反響較快引起局部外表pH值上升，使形成Fe(OH)3，此產(chǎn)一個(gè)長期進(jìn)展銅件電鍍的鍍鎳槽哪來的鐵離子雜質(zhì)呢?后來檢查覺察是鍍槽內(nèi)加熱管的材原加熱管尺寸不符，電工將之固定在陽極桿上，在電鍍時(shí)不銹鋼加熱管就消滅了鐵的溶解：Fe-2e→Fe2+Fe-3e→Fe3+即使不通電仍有可能發(fā)生如下反響：2Fe+6H+→2Fe3++3H2↑這就是pH值會略有上升的緣由。經(jīng)過幾天的生產(chǎn)，溶液中鐵離子自然會大量上升了。pH值調(diào)至5．5后攪拌30min，趁熱過濾，除去鍍液中的Fe3+；再在鍍液中參加29／L檸檬酸鈉和0．59／L甘露醇，將鍍液按鎳鐵合金電鍍的方法進(jìn)展電鍍處理，使得鍍鎳層外表針孔故障消逝。鍍層結(jié)合力不好引發(fā)的鍍鎳層起泡和脫落鍍鎳層消滅起泡和脫皮也是鍍鎳常見的故障之一有：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(jià)鉻污染；酸活化液中有銅、鉛雜質(zhì)；鍍鎳過程中產(chǎn)生雙性電極或斷電時(shí)間過長；鍍液中硼酸含量少、鐵雜質(zhì)多、鍍液pH這種狀況是時(shí)有時(shí)無，無規(guī)章消滅在電鍍零件的局部位置上；酸活化液中有銅、鉛雜質(zhì)時(shí)，雙性電極造成的結(jié)合力差總是有規(guī)章地發(fā)生在某個(gè)確定的位置上力不好，另一個(gè)部位的結(jié)合力好；鍍鎳過程中斷電時(shí)間過長也會引起鍍鎳層的結(jié)合力下降，(圖4-2)；鍍液中硼酸少、pH值高造成的結(jié)合力不好較多地發(fā)生在零件的尖端和邊緣；鍍液中有油較多地發(fā)生在掛具上部的零件上。鐵雜質(zhì)、光亮劑、有機(jī)夾雜等是否影響到鍍鎳層的結(jié)合。調(diào)整，恢復(fù)鍍鎳層到達(dá)正常質(zhì)量要求。鍍鎳層外表粗糙和起毛刺某車圈廠零件電鍍光亮鎳層(使用891鍍鎳光亮劑)外表消滅毛刺，造成車圈外表粗糙度增加。粗糙就是鍍層外表細(xì)小的“凸?！埃蠖h利的“凸?！?-2半光亮Ni與光亮Ni層間剝離斷面照片過高，鎳陽極溶解太快產(chǎn)生大量陽極泥渣；⑤陰極電流密度太大；⑥鍍液pH值過高，引起鍍鎳層外表毛刺，包括消滅堿式鎳鹽沉淀引起和溶液中十二烷基硫酸鈉與Ni2+反響生成不溶性的化合物沉淀引起。pH值覺察，pH值過高造成的鍍層粗糙和毛刺。由于在鍍鎳過程中，在零件上除了沉積鎳離子外，還有pH值比鍍液主體高，就簡潔析出堿式鎳鹽，使得鍍層消滅毛刺。調(diào)整鍍液的pH3．5～4后，鍍鎳層的粗糙和毛刺現(xiàn)象就消退了。pH也會帶進(jìn)一些微粒；鍍液中鎳含量太高，也會導(dǎo)致鍍層粗糙等。障。一些金屬鎳以小顆粒的形式脫離陽極板進(jìn)入鍍液，與鎳離子一起共沉積于鍍層中而引起的。消退鍍層毛刺的消滅。零件的深凹處(即低電流密度處)鍍層不光亮。所以光亮鍍鎳液中，硫酸鎳含量(吊鍍)一般不2509／L。速度快，但含量過高，鍍鎳層粗糙，所以硫酸鎳的含量，一般不要超過3809／L。鍍鎳層發(fā)花或1，4一丁炔二醇質(zhì)量不好，十二烷基硫酸鈉和香豆素未溶解好，鍍液pH值太高或鍍液渾濁等都會使鍍鎳層發(fā)花。鍍層是否有問題?清洗水中是否有油?鍍前除油是否徹底?故障的可能緣由，然后再針對可能的故障緣由做一些試驗(yàn)。如某電鍍廠覺察光亮鍍鎳零件剛鍍出來很好，但鍍鎳零件放置1d后鍍層就發(fā)花了。經(jīng)分析放置ld后鍍鎳層就發(fā)花了。后來先用鹽酸把工件上的鍍覆層全部去除干凈，然后再按原電要求的鍍鎳層。(如糖精)(或發(fā)霧)，(或發(fā)霧)現(xiàn)象消充了，則可以直接向鍍液中補(bǔ)充0．059／L的十二烷基硫酸鈉后試鍍，假設(shè)故障現(xiàn)象消逝，(1，4一丁炔二醇)，則就應(yīng)用小試驗(yàn)確定這批的十二烷基硫酸鈉(1，4一丁炔二醇)的質(zhì)量是否有問題。鍍液成分的影響主要可以實(shí)行霍耳槽試驗(yàn)等漸漸添加就可以大致分析出故障的緣由。鍍鎳層起白斑→擦拭除油→水洗→水洗→水洗→浸l0％HCl水洗→水洗→水洗→氰化鍍銅→回收→回收→水洗→水洗→浸5％H2S04→光亮鎳→回收→回收→水洗→水洗→水洗→鍍鉻→回收→回收→水洗→水洗→水洗→燙干→人庫包裝。20支鋼圈的工序跟蹤檢查，覺察在浸5％硫酸活化液后進(jìn)入光亮鎳鍍液lmin就出了白斑，因此，初步斷定5％硫酸活化有問題，為進(jìn)一步驗(yàn)證硫酸活化液，在硫酸活化后由原來直接進(jìn)入光亮鎳槽改為水洗后進(jìn)入光亮鎳槽，受鍍1min后，鋼圈消滅整體消滅白霧現(xiàn)象。試驗(yàn)證明白硫酸活化濃度不夠，用波美計(jì)測得硫酸活化濃度為3％，調(diào)整到5％，檢查光亮鎳鍍62℃，pH4．5。為增加光亮鎳鍍液的活化力量，把pH3．8。經(jīng)過調(diào)整，重試鍍，鋼圈白斑現(xiàn)象全部消逝。NiS042809／L～3009／L，溫度在60℃～655A／dm2～6A／dm2，pH3．5～4．0，由于鍍液溫度高，氰化鍍生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)展，硫酸活化液濃度漸漸變低，光亮鎳鍍液pH值緩慢上升，活化力量也漸漸降低，在鋼圈的邊緣，由于光亮鎳鍍液溫度較高，整體活化力量降低，銅層產(chǎn)生連續(xù)、不規(guī)章硫酸帶人到光亮鎳鍍液中，但在光亮鎳電解過程中，H+的析出，使鍍液pH值緩慢上升，帶入的H十正好補(bǔ)充電解中析出的H+。通過這個(gè)鋼圈鍍鎳出白斑問題，說明嚴(yán)格掌握光亮鎳鍍液溫度(62℃)，掌握鍍液的pH值(3．5～4．0)，掌握硼酸濃度在409／L～459／L5％硫酸活化液濃度，適時(shí)補(bǔ)充硫酸等是格外重要的。出故障緣由，才能從根本上排解故障。術(shù)人員在對電鍍前處理、電流密度、溫度、pH值等進(jìn)展了必要的調(diào)整后，未能解決問題，了故障緣由。間的顆粒(4-3)，二是鍍鎳層外表有孔洞(4-4)，同時(shí)還測得外表顆粒處(4-5)化學(xué)成分為C0％Fe99％圖4-6C29％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，F(xiàn)e32．65％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，Ni4．54％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。說明白色斑點(diǎn)是一種高碳表層的碳(主要是Fe3C)0．8％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))～1．2％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，突出在鍍層外表的顆離于鍍液中的顆粒與鎳離子共沉積，得到鍍層外表的白色斑點(diǎn)。4-5所示的鍍層中的孔洞，也可能是前處理酸洗過程產(chǎn)生過腐蝕(外表脫碳)引起。用HCI(1：1)H2SO4(98％)50mL／L酸洗對高碳鋼來說，則濃度太高，酸洗反響越猛烈，零件局部導(dǎo)電性差(或附著力差)，鍍層掩蓋不均勻造成的。承受超聲波清洗，使?jié)B碳后零件外表電鍍鎳層出白斑的問題得到了解決。鍍鎳層發(fā)暗鍍鎳層外表發(fā)暗也是常見的電鍍故障之一l，4一丁炔二醇或其他次級光亮劑過多少，有機(jī)雜質(zhì)過多或有肯定量的鐵雜質(zhì)污染造成的；高電流密度區(qū)鍍層發(fā)暗可能是鍍液pH值太高，初級光亮劑太少或鍍液中有少量的鉻酸鹽、磷酸鹽及鉛雜質(zhì)污染引起。此外(氰化鍍銅等)不好也會導(dǎo)致光亮鎳鍍層消滅發(fā)暗現(xiàn)象。以觀看霍耳槽試片的外觀進(jìn)展逐步分析，假設(shè)鍍液成分所做的霍耳槽樣板上鍍鎳層狀況良排解這種電鍍故障。中、高電流密度區(qū)的鍍鎳層發(fā)暗，也可用類似的方法進(jìn)展試驗(yàn)分析。鍍鎳層脆性亮劑過多或初級光亮劑太少，銅、鋅、鐵或有機(jī)雜質(zhì)過多，pH值過高或溫度過低等都會使鍍鎳層發(fā)脆。檢查鍍鎳層脆性的方法，一是將鍍好鎳的小零件放在手中搓摩，或?qū)㈠冩嚤∑慵澢羖8009假設(shè)有碎鎳層脫落，說明該鎳層脆性大；另外就是將鎳層鍍在不銹鋼試片上，掌握鍍層厚度在10μm左右，然后把鎳層剝離下來，彎曲1800，用力擠壓彎曲處，假設(shè)不斷裂，表示鍍鎳層不脆，彎曲折斷，該鍍鎳層脆性就大。產(chǎn)生鎳層脆性的緣由，假設(shè)鍍液pH值和溫度沒有問題，那么可能是鍍液中光亮添加劑比例失劑(或其他應(yīng)力消退成分)的含量來改善，通過補(bǔ)充糖槔等成分，觀看鍍鎳層脆性是否改善來推斷。假設(shè)是鍍液中的雜質(zhì)影響可按前述削小型試驗(yàn)方法進(jìn)展檢查和訂正。時(shí)補(bǔ)充糖糖等成分。糖精含量過高也不是太好，有時(shí)會使鍍鎳層消滅云霧狀白霧，在上套銘時(shí)，鉻層簡潔發(fā)花。1，4一丁炔二醇(或其他次級光亮劑)故，鍍鎳層光亮度差，可向鍍液中參加適量的1，4一丁炔二醇(或其他次級光亮劑)，使陰灰暗。1，4一丁炔二醇(或其他次級光亮劑)(保持初級與次級光亮劑比例適當(dāng))理排解此種光亮鍍鎳故障。橘皮狀鍍鎳層有時(shí)間照下鍍鎳層呈現(xiàn)出隱隱的波浪狀現(xiàn)象(橘皮狀鍍層)。這說明與鍍前處理不良，鍍液中末等的影響導(dǎo)致橘皮狀鍍鎳層的產(chǎn)生。十二烷基硫酸鈉可以降低鍍件和溶液之間的界面張力，使溶