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铅离子污染:当镀锌液中铅离子的含量超过 15mg/L 时,镀液的分散能力下降,镀层经稀硝酸出光后会出现黑色或灰色条纹。铅离子主要是由劣质锌阳极带人的,为防止铅的污染,锌阳极需用 0#锌或 l#锌。 铁离子污染:镀液中铁离子含量高达 50mg/L,如铁离子含量进一步提高,镀液就会出现胶体絮状物,镀层钝化后会出现紫蓝色,而且镀层容易出现气泡。铁离子主要是由劣质氢氧化钠或工件带人。因此,要选用白色片碱,带赤色的氢氧化钠绝对不可用,工件进入镀槽前应彻底清洗。为调解阴、阳极面积比例,应当使用镍板或镀镍铁板作为阳极。 铜离子污染:镀液中铜离子含量高达 20mg/L 时,得到的镀锌层粗糙,光亮度降低,且光亮电流密度范围随铜离子含量的增加而逐渐缩小;铜离子主要是由挂勾和洗刷导电铜杠时带入的。 硫化钠处理:取 0.1~0.5g/L 化学纯硫化钠,溶于 20 倍以上的冷水中,在剧烈搅拌下,缓慢加入到镀液中,加完后继续搅拌20min,使之与镀液中的重金属离子充分反应,生成硫化物沉淀去除。锌粉处理:取 l~3g/L 锌粉,在剧烈搅拌下缓慢加入镀液中,使之与重金属离子发生置换反应,加完后继续搅拌 20min,静止 2h 后进行过滤,静置时间不宜过长,否则重金属离子发生还原而失去处理意义。 低电流电解处理:取镀镍铁板数块作阴极(面积宜大些),以0.1~0.2A/dm2的电流密度进行电解处理,处理时间视试镀后情况而定。使用过的镀镍铁板表面的黑色镀层必须在酸中退除,然后方可作阳极使用。该方法的优点是:操作简便,不损耗镀液。 铸铁是含碳量高达 2 %(质量分数)以上的铁碳合金,材料中的碳只有少量与铁形成固溶体,大多以石墨或渗碳体的形式存在,由于石墨会降低氢的析出电位,从而阻碍了锌的沉积,另一方面铸铁件表面粗糙,含大量缩孔、气孔和砂眼,孔隙率也高,有些工件表面未经加工,覆盖有氧化皮,或经过酸洗而造成过腐蚀,则导致析氢更严重,从而造成锌离子的阴极还原 沉积更困难。 利用喷砂代替强腐蚀:喷砂可以阻止酸洗液渗入疏松内孔中,并可避免发生过腐蚀。采用闪镀先镀上薄层锌:镀件入槽后用高于正常电流 5~l0 倍的电流密度进行闪镀,使其表面先镀上一薄层锌(此锌层可以提高氢的过电位),然后再用 3~5 倍的电流密度继续加厚。实践证明,以上二种方法同时使用效果会更好。 当锌酸盐镀锌液中添加剂含量不足时,有可能造成镀锌层结晶粗糙,因为锌酸盐镀锌的添加剂多属表面活性剂,在电沉积过程中,添加剂在很宽的电位范围内吸附,从而减缓镀液中锌离子的放电步骤,提高了阴极极化,使镀锌层结晶细致、光亮。 镀液中添加剂含量目前尚未见有适用的准确的分析方法,一般是根据生产过程中镀层的质量,凭经验或者霍尔槽试验添加。添加剂不宜过量加入,否则会出现镀层发花,钝化膜发雾,镀层起泡,脆性增大,镀层易变色,结合力降低等故障。 1)原因分析出现镀层结合力差的原因可能有很多,而且可能是一种情况影响的结果,也可能是多种情况交互在一起引起的。 添加剂添加过量:一般情况下锌酸盐镀锌层的光亮度稍逊于氯化钾镀锌层,有时为了获得更光亮的镀层,就靠多加光亮剂来弥补,结果镀层不但达不到预想的光亮度。而且造成镀层的结合力受到严重影响。工件镀前在镀槽中停留时间过长:有人认为锌酸盐镀锌溶液是碱性的,把经过前处理的工件挂在镀槽中,待聚够一槽后再送电施镀,这样工件易产生表面钝化,从而影响到镀层的结合力。 镀层过厚:对于镀锌来说,镀层过厚,镀层的内应力和脆性增大,工件边缘部位的镀层出现气泡、脱皮。所以一般镀锌层厚度控制在 8~15μm 范围内。镀液表面浮有油污:工件入槽后被镀液表面的油污和光亮剂分解物组成的污物所包围,从而引起镀层脱皮。 工件除油不彻底:有人认为锌酸盐镀锌是碱性的,必定有除油能力,前处理可以马虎一点。镀液虽是碱性的,但当有油污的工件入槽后,在其与碱性物质起作用之前,锌离子即抢先放电析出,锌层沉积在薄层油膜上,造成结合力降低。 针对上述原因分析,对于镀层结合力的故障可以采取相应措施,例如控制镀液中添加剂、光亮剂含量;控制工件在镀槽中不能停留过久;加强零件的镀前处理,保持清洁干净的零件表面;同时注意镀液表面的洁净,随时用厚层手纸吸除镀液表面的油污等。 出现镀锌层沉积速度慢的原因也有很多,在前面也做过一些分析,如果考虑到实际操作上的各种因素,其原因可能有:前处理不彻底,工件表面覆盖有氧化膜,影响了锌离子的正常沉积;零件导电不良,电流在导线上有消耗,分配到工件表面的电流过小;高碳钢、铸铁等零件表面含碳量高,降低氢的析出电位,使得工件表面析氢加速,造 成电流效率降低;零件绑扎过密,镀锌时工件局部遭到屏蔽而导致镀层过薄;镀液的温度偏低,不允许使用正常的电流密度,影响了沉积速度;镀液中氢氧化钠含量偏高,电流效率相应降低;镀液中添 解决上述故障的方法,就是针对性的采取一些措施,如加强镀前处理,保证零件表面的氧化皮去除干净;注意电镀挂具的导电和槽内分布,保证零件的电流线的分布均匀;保持镀液成分、温度和电流密度处于规范和标准范围内,这样就达到镀锌层沉积的正常速度。 按正常情况下氧化锌与氢氧化钠的比例为 l:10~12,过高或过低即会出现上述故障。即镀锌层粗糙是氧化锌比例偏低而氢氧化钠比例偏高造成的,这种比例失调还会出现电镀沉积速度缓慢、允许电流密度上限降低、工件表面析氢加重等故障。反过来,氧化锌比例偏高而氢氧化钠比例偏低也会造成镀锌层的粗糙与发暗,这时还会出现工件边缘部位有气泡,沉积速度缓慢,分散能力和深镀能力降低,电流升不上去,镀层结合力差等问题。 调整上述两种情况的故障,一般在日常维护中既要控制好氧化锌与氢氧化钠的比例,又要考虑到氧化锌与氢氧化钠的实际含量,即使氧化锌的比例偏低,也不直接添加氧化锌,而是调节锌阳极的面积,暂停使用不溶性阳极,溶液中锌含量就会很快上去。当氧化锌含量高了,可以用镀镍铁板代替锌阳极板,添加氢氧化钠至 l20g/L,这一故障即能很快获得解决。 目前镀锌进行钝化处理的工艺主要有低铬彩色钝化和三价铬钝化,在钝化后有时放置一夜或几天时间,钝化膜的表面就会出现雨点状白点,大小不一,钝化膜也变暗变淡,光亮度下降。 1)原因分析实际上发生这种故障的原因更复杂,可能有镀液的问题;前处理不良的问题;基材有麻点,镀后出光等清洗不良的问题;钝化液成分比例失调的问题;钝化膜老化时间不够的问题;环境的问题,空气中水蒸气、酸雾严重使得钝化膜色泽变化和腐蚀等。 针对上述可能的原因,逐条采取措施。调整镀液成分到工艺规范,并且对镀液进行锌粉、硫化钠处理,再进行电解处理;加强除油、活化等前处理工序;加强镀后清洗 和出光工序;严格控制钝化溶液成分和钝化工艺参数,控制好钝化膜的色彩;加强钝化后老化工艺的控制;改善工作环境,镀后零件尽快入库等。尤其要注意的是钝化后的老化问题,因为热水槽老化温度过高(>70℃),就会使得钝化膜中的六价铬溶解,形成耐蚀性很差的多孔钝化膜。就容易出现镀锌层钝化膜表面的雨点状白点,钝化膜变暗变淡,光亮度下降的故障。严格控制钝化老化工序温度(60℃),故障就可以消除,生产即恢复正常。环节也会出现钝化质量的故障的问题,如某厂采用 DE 碱性锌酸盐镀锌液,低铬钝化的滚镀锌工艺生产线,出现了钝化膜发花,表面有许多大块不规则灰黑色斑块的故障。经分析是由于镀锌后的清洗槽中白色絮状沉淀较多,出光槽溶液呈黄棕色,pH 值接近 4,这些都可能带来电镀故障,由于清洗不干净和出光液 pH 高,造成电镀零件表面碱性镀液的清洗不够,出光液的出光作用下降,导致钝化膜发花等故障。通过增加一道热水洗,将出光液 pH 调至 l 左右后,故障排除,生产恢复到正常。 阴极电流效率低锌酸盐镀锌液,当阴极电流密度在 1A/dm2、温度在 20℃左右时,阴极电流效率约为 85%左右;当阴极电流密度在 2A/dm2时,同等温度下,阴极电流效率低于 80%,若继续增大阴极电流密度,则阴极电流效率将进一步降低。由于阴极电流效率低,阴极大量析氢,致使镀层产生气流、条纹。若镀液的温度低,阴极电流效率会更低,该现象将更加明显。 |
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