温度对电镀光亮镍影响分析

2015-03-29霍大勇

电镀与精饰 2015年6期

霍大勇

(喀什师范学院，新疆喀什 844006)

引言

电镀生产的工艺规范中，温度是一个重要参数。温度参数是指镀液温度，镀液温度受电镀生产现场的环境温度及生产过程中的电流密度和镀液成分的影响。同时，镀液温度也影响着电镀液组分的溶解度、表面活性物质的浊点、液相传递的速度及镀液的黏度，而且影响表面活性物质在电镀电极有效表面的吸附能力和电镀工艺中阴极电流密度的采用范围［1-6］。在长期的电镀生产实践中，根据生产现场积累的经验，记录了一些温度影响电镀生产的典型故障实例，对其中的4个硫酸盐镀光亮镍典型故障加以分析、讨论，供同行参考。

1 镀液温度不均匀

1.1 生产实例1温度较高处镀层蓝雾

位于中原地区的某工厂，对小工件实施硫酸盐光亮镀镍，工件采用挂装方式，每个挂具6个工件。从4月份开始投产运行正常。冬季，为保证电镀质量，需对镀镍溶液加热，采取了蒸汽循环加热的方式。生产中出现同一挂具位于上部的工件镀后镀层光亮，位于挂具下部的镀件镀层表面出现蓝雾，影响产品质量。

1.2 故障现场处理及分析

由于该生产线投产后生产正常，产品质量一直较好。故障出现前后，现场的生产工艺及生产线上的设备、产品类型都没有变化，产品出现问题时唯一改变的因素是生产现场的环境温度，为提高镀槽温度采取了加热措施。所以，在分析处理该故障时，首先考虑了加热装置设置的因素。现场测定发现，工件出现蓝雾的部位镀液温度高(在镀槽下部靠近加热管附近)。采取措施是加强镀液的搅拌和循环过滤，保证镀液上下温度均匀，故障排除。

1.3 相关问题

导致硫酸盐镀光亮镍电镀过程中出现镀层蓝雾故障的原因还包括以下影响因素:1)电镀电流过大;可以通过检测阴极电流密度，合理设置电镀电流值解决。2)镀液成分中的某些组分含量过高;可以通过分析调整镀液解决。3)镀液的pH过高;可以用化学法或者电解法调整pH达到工艺需求的范围。4)十二烷基硫酸钠补加不当;需要用霍尔槽试验并调整十二烷基硫酸钠含量。

这四种故障诱因出现时，表现在产品上的现象与“温度不均匀”诱因一样的镀层蓝雾。处理该故障时，要首先辨析故障诱因，再根据现场具体状况针对性地处理解决。有时一个故障的诱因是单一的，有时可能是几种因素的叠加出现。

2 电镀车间环境温度过低

2.1 生产实例2在镍镀层镀铬时出现发花现象

1986年，某山区工厂电镀车间，冬季时车间θ在6℃左右。对成品工件进行镀镍后镀铬，频繁出现镀层发花，难以解决。

2.2 故障现场处理及分析

在解决该生产故障时，先后采取了降低镀镍溶液中糖精含量;控制光泽剂使用;镀镍后加强清洗等措施，均不能有效解决问题。后经现场跟班记录发现，镀层发花现象和电镀实施当期环境温度相关。采取电镀车间采暖增温措施，保证其环境θ高于15℃，故障排除。

硫酸盐镀光亮镍过程中，低气温下，当镀镍件出槽时，工件表面因环境温度低易产生凝露，导致工件清洗效果差、清洗质量难以保障。在镀铬工序中，清洗不到位的工件局部部位铬层附着力不够，造成镀铬层发花故障，影响产品质量。

2.3 相关问题

1)硫酸盐镀光亮镍时，对出槽工件用热水清洗，然后酸活化，再经热水清洗后镀铬。此时要注意不能把更多热水带入铬镀槽，以免影响镀液。

2)电镀车间室内温度要保证15℃以上。

3)电镀车间在冬季要加强抽风换气，减少车间内雾气凝结。

3 镀液温度过高

3.1 生产实例3挂件镀镍后出现挂具影子现象

工件上“挂具影子”是指在挂镀生产中，挂具挂钩与施镀零件洞眼接触处亮镍层发暗(或发黑)的现象;“挂具影子”是电镀生产现场对该种故障现象的一种通俗简称。某电镀车间锌合金小工件光亮镀镍，正常生产进程中镀层突然出现“挂具影子”故障。反复处理镀液、挂具，均不能解决问题。

3.2 故障现场处理及分析

首先分析硫酸盐镀光亮镍的电镀液，当镀液成分出现问题时，会产生该故障。故障诱因分别是:1)铜杂质过多;2)锌杂质过多;3)硫酸镍含量过高，Cl－含量过低导致镀液导电性差;4)镀液pH偏低。对该生产故障中电镀液的成分进行检验分析，没有发现以上4种问题。

第二步分析生产过程中的光亮剂的使用;霍尔槽试验表明光亮剂使用正常。第三步测定阴极电流密度;在工艺范围。第四步检查挂具;挂具正常，没有屏蔽现象出现。

最后测定电镀液温度，发现实际生产中电镀液的θ高于60℃。此时，镀液温度与电流密度的结合不在光亮工作区，导致镀液的分散能力降低，出现产品故障。

在后期生产中，加强对环境温度和镀液温度的检测，保证电镀过程中电镀液θ在60℃以下，故障排除。

3.3 相关问题

1)锌合金零件镀光亮镍时，镀液成分、光亮剂、阴极电流密度、挂具和镀液温度是避免镀层出现挂具影子的五要素。

2)镀液温度和阴极电流密度要配合在光亮工作区。

3)镀液温度影响镀镍层内应力，在θ为10～35℃区间，镀镍层的内应力迅速下降;θ在35～60℃区间，镀镍层内应力降低较慢;θ在60℃以上，内应力基本不变化。镀液温度升高，其间的各成分溶解度增大，所以在较高温度下，可以采用浓度高的镀液。温度升高在提高液体电导率、提高电流效率的同时，会导致阴极和阳极的极化作用降低。温度太高，会使盐类水解生成沉淀，造成镀层粗糙。温度太低时，硼酸结晶析出，影响镀液的pH，阴极电流密度降低，阴极析氢加剧，形成镀层针孔。