淺談鍍鎳溶液的維護(hù)及保養(yǎng)

陳仙花

（廈門宏發(fā)電聲股份有限公司,福建廈門 361021）

淺談鍍鎳溶液的維護(hù)及保養(yǎng)

陳仙花

（廈門宏發(fā)電聲股份有限公司,福建廈門 361021）

0 前言

鍍鎳層既可作為裝飾性鍍層,又可作為功能性鍍層,因此,應(yīng)用越來越廣泛。作為功能性鍍層的鍍鎳層,鍍液主要組分及添加劑的質(zhì)量濃度的控制和鍍液雜質(zhì)的控制構(gòu)成了鍍液維護(hù)及保養(yǎng)的兩大重點。科學(xué)地做好鍍液的維護(hù)及保養(yǎng),有利于提高鍍鎳層的質(zhì)量。本人結(jié)合生產(chǎn)實踐談?wù)勅绾巫龊昧蛩猁}體系鍍鎳液的維護(hù)及保養(yǎng)。

1 鍍鎳液組分的控制

鍍鎳液的組分包含鍍液主要組分和鍍液添加劑。下面分別介紹兩大類組分的控制。

1.1 鍍鎳液主要組分的控制

硫酸鹽體系鍍鎳液的主要組分有主鹽硫酸鎳、輔助鹽及陽極活化劑氯化鎳和起穩(wěn)定p H值作用的緩沖劑硼酸。

鍍鎳液主要組分的控制是指對主要組分的質(zhì)量濃度的分析檢測和補(bǔ)加控制?，F(xiàn)在普遍采用手工滴定法和自動電位滴定法控制鍍鎳液主要組分的質(zhì)量濃度。日常分析時,需要結(jié)合生產(chǎn)實際制定合理的分析周期。因為分析周期太長,會出現(xiàn)鍍液主要成分的質(zhì)量濃度偏低,不利于確保各組分的質(zhì)量濃度始終保持在工藝規(guī)范內(nèi);若分析周期太短,則分析工作量大,耗費過多的人力和物力。

另外,日常分析需要特別注意以下兩點:（1）取樣時需測量記錄鍍液的液位,以便于準(zhǔn)確地核算鍍液的體積,從而可以準(zhǔn)確地計算需要補(bǔ)加的量。（2）鍍鎳液大都需要加溫使用,鍍液取樣后若未及時分析,待鍍液溫度降至室溫后,往往會出現(xiàn)結(jié)晶;分析時需加溫至使用溫度,使各組分處于已溶解的狀態(tài),分析結(jié)果才會更準(zhǔn)確,否則易造成分析結(jié)果低于實際情況。

1.2 光亮/半光亮鍍鎳液添加劑的控制

（1）憑經(jīng)驗添加

傳統(tǒng)法,按“少加勤加”的原則憑經(jīng)驗添加。此方法易出現(xiàn)添加劑比例失調(diào),鍍層質(zhì)量不穩(wěn)定等問題,且極易出現(xiàn)不同滾桶零件的色澤明顯不一致的現(xiàn)象。

（2）赫爾槽試驗

用赫爾槽進(jìn)行模擬試驗,以判斷添加劑不足或過量,并計算需要補(bǔ)加添加劑的量。此方法試驗操作簡單、所需鍍液體積小、試驗效果好,被手工線普遍采用,但無法在線連續(xù)檢測,不適用于自動化控制。

（3）化學(xué)分析

依據(jù)對應(yīng)添加劑的化學(xué)分析方法,化學(xué)滴定分析各類添加劑的消耗量,再根據(jù)分析結(jié)果計算補(bǔ)加量。此方法僅適用于已摸索出添加劑化學(xué)分析方法的添加劑。

（4）安培·小時添加系統(tǒng)

該系統(tǒng)通過自動累積計算生產(chǎn)的安培·小時確定添加劑的補(bǔ)加量,再由計量泵自動往鍍液中補(bǔ)加按一定比例混合均勻的多種添加劑。此方法可在線控制,故被自動化生產(chǎn)線普遍采用,且較科學(xué),但無法確定各添加劑的具體的質(zhì)量濃度。

（5）添加劑監(jiān)測儀

采用美國推出的CVS電鍍?nèi)芤悍治鰞x,可在線或離線監(jiān)測分析鍍液中添加劑的質(zhì)量濃度,再根據(jù)監(jiān)測結(jié)果計算添加劑的補(bǔ)加量。此方法科學(xué)、簡便,可在線或離線監(jiān)控,既適用于自動化生產(chǎn)線控制,也適用于手工線控制,但目前一次性投入設(shè)備價格較上述控制方法的高,且適用的添加劑類別有限。

2 鍍鎳液雜質(zhì)的控制

鍍鎳液的雜質(zhì)主要有金屬雜質(zhì)和有機(jī)雜質(zhì)兩大類。兩類雜質(zhì)的質(zhì)量濃度達(dá)到各自的限值后,都對鎳鍍層有著較大的影響。因此,做好這兩類雜質(zhì)的控制有利于提高鎳鍍層的質(zhì)量。

2.1 鍍鎳液金屬雜質(zhì)的控制

2.1.1 金屬雜質(zhì)的類型及其來源

鍍鎳液中主要的金屬雜質(zhì)有鐵、銅、鋅、鉻等。這些金屬雜質(zhì)主要來源于以下4個方面:（1）陽極材料中的金屬雜質(zhì);（2）生產(chǎn)過程中金屬零件的帶入;（3）陽極桿維護(hù)時金屬雜質(zhì)的帶入;（4）鍍液主要成分原材料雜質(zhì)的帶入等。

2.1.2 金屬雜質(zhì)對鎳鍍層的影響

各類金屬雜質(zhì)對鎳鍍層的影響為:

（1）鐵的質(zhì)量濃度＞0.05 g/L時,鐵的氫氧化物會沉淀夾雜在鍍層中使鍍層發(fā)脆,氫氧化鐵的堿式鹽有利于氫氣泡在陰極上的停留而引起鍍層針孔,增加鍍層的孔隙率。

（2）銅的質(zhì)量濃度達(dá)到0.01～0.05 g/L時,零件低電流密度區(qū)會產(chǎn)生暗黑色粗糙的鍍層,更多的銅雜質(zhì)會使整個鍍層黑色粗糙甚至呈海綿狀。

（3）鋅的質(zhì)量濃度≥0.02 g/L時,鍍層的內(nèi)應(yīng)力顯著增大,并且發(fā)脆,鋅雜質(zhì)更多時,鍍層出現(xiàn)黑色條紋。

（4）鉻的質(zhì)量濃度≥0.01 g/L時,陰極電流效率顯著降低,鍍層發(fā)黑而脆,彎曲時呈粉末狀脫落,結(jié)合力差;大于等于0.1 g/L時,鍍不出鎳層。

2.1.3 金屬雜質(zhì)的分析

鍍鎳液中金屬雜質(zhì)的質(zhì)量濃度可以采用 ICP（電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀）定期分析檢測。

2.1.4 金屬雜質(zhì)的去除

鍍鎳液中金屬雜質(zhì)的去除方法及各種方法的優(yōu)缺點為:

（1）金屬雜質(zhì)除雜劑處理

可在生產(chǎn)的過程中直接補(bǔ)加金屬雜質(zhì)除雜劑,以排除金屬雜質(zhì)對電鍍的干擾。此方法簡便,效率高,且不影響生產(chǎn),但金屬雜質(zhì)并未被去除,只是被掩敝,會與鍍層金屬一起沉積至鍍層中,影響鍍層的性能。

（2）弱電解除雜處理

主槽液弱電解,即:在停產(chǎn)的情況下,在鍍槽中掛入瓦楞鐵板作為陰極,開啟小電流進(jìn)行較長時間的弱電解除雜處理。此方法需停產(chǎn),會影響生產(chǎn),但可去除多種類型的金屬雜質(zhì)（鐵雜質(zhì)除外）。在線弱電解,即:在線側(cè)另配一個弱電解副槽,實現(xiàn)不停產(chǎn)在線連續(xù)弱電解循環(huán)處理鍍液。此方法不用停產(chǎn),被自動化生產(chǎn)線普遍采用,同時也適用于手工生產(chǎn)線,能去除多種類型的金屬雜質(zhì),但對鐵雜質(zhì)的去除效果也不明顯。

（3）雙氧水除鐵雜質(zhì)處理

將鍍液p H值降至3左右,在攪拌下加入1～2 mL/L的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的雙氧水,鍍液加熱到60 ℃,攪拌1～2 h;再調(diào)整p H值至5.5以上,繼續(xù)攪拌并保溫1～2 h,靜置過夜,過濾;最后將p H值調(diào)至工藝規(guī)范。該方法去除鍍鎳液中的鐵雜質(zhì)效果明顯,但一般不單獨進(jìn)行處理,往往會與鍍鎳液中的有機(jī)雜質(zhì)一起進(jìn)行雙氧水-活性炭聯(lián)合處理。

2.2 鍍鎳液有機(jī)雜質(zhì)的控制

2.2.1 有機(jī)雜質(zhì)的來源

鍍鎳液中的有機(jī)雜質(zhì)主要來源于生產(chǎn)過程中鍍液有機(jī)添加劑的分解。

2.2.2 有機(jī)雜質(zhì)對鍍層的影響

各種有機(jī)雜質(zhì)引起的故障是不同的,例如:有的使鍍層亮而脆,有的（如動物膠）使鍍層產(chǎn)生針孔、起皮等故障。

2.2.3 有機(jī)雜質(zhì)的質(zhì)量濃度的分析

前面提到的美國推出的CVS電鍍?nèi)芤悍治鰞x,既可以在線或離線監(jiān)測分析鍍液中添加劑的質(zhì)量濃度,也可以分析鍍鎳液中有機(jī)雜質(zhì)的質(zhì)量濃度。

2.2.4 有機(jī)雜質(zhì)的去除

鍍鎳液中有機(jī)雜質(zhì)較多時,往往結(jié)合金屬雜質(zhì),特別是鐵雜質(zhì)的去除,采用雙氧水-活性炭或高錳酸鉀-活性炭聯(lián)合去除法去除鍍液中的有機(jī)雜質(zhì)和金屬雜質(zhì)。具體方法可以查閱《電鍍手冊》等相關(guān)的專業(yè)書籍。

3 結(jié)語

鍍鎳液的維護(hù)和保養(yǎng)除了要做好上述兩大類工作之外,還須做好鍍液主要成分和添加劑材料雜質(zhì)的控制、鍍液用水的監(jiān)控以及前道滾光磨料的選擇等。從源頭做好雜質(zhì)的“不帶入”,生產(chǎn)過程中做好雜質(zhì)的“不產(chǎn)生”,全方位的做好鍍鎳液的維護(hù)和保養(yǎng),方可確保鎳鍍層的質(zhì)量。

TQ 153

B

1000-4742（2011）04-0044-02

2010-08-24