滾鍍光亮鎳

摘 要：滾鍍光亮鎳常用于體積小、批量大的零件生產(chǎn)以提高零件的耐蝕性和導電性。文章介紹了滾鍍光亮鎳工藝，鍍液中各成分的作用以及鍍液的保養(yǎng)，討論了有關(guān)影響因素及解決方法。

關(guān)鍵詞：滾鍍；鍍鎳；光亮

前言

隨著科學技術(shù)的日益發(fā)展，工業(yè)上對電鍍生產(chǎn)的要求越來越高，不僅要求耐腐蝕，而且要求生產(chǎn)效率高并且美觀，還可以用于一些特殊用途。隨著時代的前進，電鍍的方法也越來越多，不僅有掛鍍，而且有滾鍍、復(fù)合鍍、真空鍍等等。其中，采用滾鍍不僅可以節(jié)省大量的裝卸零件的時間，增加鍍槽的一次性裝載量，提高勞動生產(chǎn)率。而且，不需要掛具，減少了掛具上的無效鍍層，節(jié)約了電能和金屬。滾鍍作為電鍍方法的一種，適用于零件小、批量大，成堆翻滾時不易產(chǎn)生永久變形的零件；不易相互粘貼或在鍍液中不易漂浮的薄片零件；孔內(nèi)不要求有均勻鍍層或者不要求保持棱角的零件等[1]。

采用滾鍍光亮鎳工藝，可以保證產(chǎn)品的良好鍍層質(zhì)量和強耐蝕性，并且此工藝易于操作和控制，鍍液容易保養(yǎng)維護，經(jīng)濟實用。

1 原理

電鍍鎳，在鍍液中含有NiSO4、NaCl等物質(zhì)。以金屬鎳板為陽極，掛在掛具上的鋼鐵零件基體為陰極。在陽極：Ni原子失去電子被氧化為Ni2+，而在陰極：Ni2+得到電子還原為Ni原子，從而在陰極生成Ni鍍層。實際上，電鍍的過程就是電子的移動過程[2]。滾鍍光亮鎳就是根據(jù)電鍍學的原理，利用滾筒等滾鍍設(shè)備，通過光亮劑和電流的作用，在陰極（零件基體）上發(fā)生還原反應(yīng)，生成一層光亮Ni層。

2 工藝流程

除銹除油→清水洗凈→鍍前活化→清水洗凈→入槽鍍鎳→出槽→清水洗凈→鍍后活化→清水洗凈→中和→清水洗凈→防銹封閉液浸泡→漂洗→干燥

2.1 除銹除油

除銹：35-45%HCl 時間：5-8min；除油：除油劑：H2O（體積比）=1：1；時間：20-30min。

2.2 鍍前活化

10%H2SO4 時間：1-2min。

2.3 電鍍鎳溶液

鍍液成分含量：NiSO4：250-400g/l；NiCl2：15-30g/l；H3BO3：30-45g/l；90#-A：8-11ml/l；90#-B：1-2ml/l。

2.4 電鍍參數(shù)

PH值：4.4-4.8 Dk：0.5-0.8A/dm2；T：50-60℃ 時間：25-40min；V：6-12r/min。

2.5 鍍后活化

1-2% H2SO4 時間：30-60s。

2.6 中和

2-4% Na2CO3 時間：30-60s。

2.7 防銹封閉液浸泡

PH值：7-8 封閉劑：H2O=1：5-7；EDTA：1g/l 時間：30-60s。

3 鍍液中各成分的作用

3.1 硫酸鎳

鍍液中提供二價鎳離子的主鹽。濃度過高時，陰極電流密度過大，溶液的導電率和電流效率太高，電鍍時間短，易獲得厚鍍層，但溶液的均鍍能力差，深鍍能力明顯下降。濃度太低時，電流密度太小，電鍍時間長，且易出現(xiàn)不能鍍上鎳層的現(xiàn)象。

3.2 氯化鎳

鍍液中的導電鹽。在電流作用下，分解生成的氯離子能提高鍍液的電導率和電流效率，加快鍍層的生成速度；分解的鎳離子也能補充鍍液中鎳的含量[3]。但含量過高時，陽極溶解加快，二價鎳離子含量升高，鍍液不穩(wěn)定，鍍層均鍍能力差。含量過低時，鍍液深鍍能力差。

3.3 硼酸

在電鍍生產(chǎn)中，可以防止鍍液的PH值上升太快，維持PH值的穩(wěn)定性。硼酸具有一定的表面活性，在一定的電位范圍內(nèi)，它吸附在電極表面并影響氫的析出過程，在PH值4.0-6.0之間的緩沖作用較好。

3.4 添加劑

90#-A、90#-B是滾鍍時使用的光亮添加劑。其效果主要是透過在陰極表面的吸附和與金屬離子的絡(luò)合效果，讓金屬離子在陰極結(jié)晶還原的電位變負，導致陰極的極化增加，產(chǎn)生晶核的形成速度大于晶粒的成長速度，結(jié)晶變細，產(chǎn)生光亮的效果。

4 鍍液的保養(yǎng)

（1）鍍液要按時分析，及時補充鍍液中的各種成分，保持鍍液中各成分的含量穩(wěn)定。（2）配制鍍液，要使用“分析純”的化學試劑，以免試劑不純帶入的雜質(zhì)影響。（3）陽極要采用高純度的鎳板，并套上布袋，以保持鍍液的純度，以免帶入雜質(zhì)，影響鍍層質(zhì)量。（4）陽極要定期清洗和去除氧化層，以防止陽極氧化，保持陽極的純度。（5）定期過濾，清除鍍液中積累的光亮劑有機分解物及金屬雜質(zhì)等不溶物。并且要經(jīng)常測試，調(diào)整鍍液的PH值，以符合工藝要求，保證鍍液的性狀穩(wěn)定。（6）添加光亮劑，特別是低電流密度區(qū)的亮度下降時，表明光亮劑不足。鍍一般產(chǎn)品時，可按0.5ml/l添加90#-B；鍍形狀復(fù)雜的產(chǎn)品，90#-A與90#-B各占一半加入。根據(jù)觀察鍍層質(zhì)量，光亮劑要經(jīng)常添加，加入量不宜太多，并且一定不能過量，否則鍍層會產(chǎn)生脆性。（7）鍍液經(jīng)過大處理后，應(yīng)做試片試驗，測定鍍層的性能，確保鍍液性能的可鍍性。

5 有關(guān)影響因素及解決方法

5.1 銅的影響

銅雜質(zhì)含量低可使低電流密度區(qū)鍍鎳層灰暗、粗糙；含量高可使低電流密度區(qū)鍍層發(fā)黑，出現(xiàn)海綿狀鍍層。解決方法：對少量銅雜質(zhì)鍍鎳液，可在PH為2-3，低電流密度下采用電解法去除；較多銅雜質(zhì)可加入溶解好的亞鐵氰化鈉溶液，劇烈攪拌約30-40min，然后過濾除去沉淀即可。

5.2 有機物的影響

有機雜質(zhì)和光亮劑的分解產(chǎn)物會使鍍液渾濁和黏度增加，導致鍍層出氣流和光亮范圍縮小，鍍層發(fā)霧。解決方法：加熱鍍液至70-80℃，按6g/L左右加入粉狀活性炭，充分攪拌，自然沉淀，最好靜置一夜，過濾3-4次，除去沉淀即可，并分析調(diào)整鍍液。

5.3 鐵的影響

鍍液中帶入大量鐵雜質(zhì)致使電阻過高，消耗一部分電流，影響低電流密度部位的光亮度，出現(xiàn)低電流密度處發(fā)黑。解決方法：（1）增加電流。（2）處理雜質(zhì)，沉淀、過濾，調(diào)整鍍液。

5.4 添加劑的影響

（1）添加劑的加入量過少，鍍層表面灰暗、易起皮，需要增加添加量。（2）添加劑的加入量過多，則可能發(fā)生鎳鍍不上。解決方法：稀釋鍍液，減少有機添加劑的含量。

5.5 電流的影響

（1）電流太小，鍍不上鎳層，需要增加電流密度。（2）電流很大，但鍍鎳不上，原因是滾鍍設(shè)備本該絕緣處變得不絕緣。解決方法：使該絕緣部位不導電。（3）電流過大，鍍件發(fā)黑，鍍層表面出現(xiàn)“黑點”。解決方法：鍍件出槽時，必須先斷直流電源再出槽。若仍有，可在0.1-0.3A/dm2的小電流下繼續(xù)鍍3-5min，則現(xiàn)象消除。

5.6 溫度的影響

溫度過高，會降低鍍件的光亮度，甚至鍍層表面會出現(xiàn)“白斑”；溫度過低，電鍍時間長，均鍍能力與深鍍能力差。解決方法：調(diào)整溫度到工藝范圍。

5.7 電鍍時間與PH值的影響

時間太長，鍍件易起皮；時間太短，均鍍能力與深鍍能力差，鍍件的有些地方可能鍍鎳不上。PH值過高或過低，都會影響鍍液的穩(wěn)定性，致使鍍液的均鍍能力與深鍍能力差。解決方法：調(diào)整相應(yīng)參數(shù)到工藝范圍。

參考文獻

[1]王秦生.超硬材料電鍍工藝學[M].鄭州：機械電子部機床工具工業(yè)局中國磨料磨具工業(yè)公司，1989.

[2]“電鍍手冊”編寫組.電鍍手冊（下冊）[M].國防工業(yè)出版社，1990.

[3]“電鍍工藝手冊”編委會.電鍍工藝手冊[M].上海科學技術(shù)出版社，1989.

作者簡介：陳學民（1975，2-），男，湖南長沙人，本科學歷，工程師，研究方向：化學化工技術(shù)。