一次三價(jià)鉻鍍鉻發(fā)黃故障的分析及處理

陳康*，郭崇武，羅小平

（廣州超邦化工有限公司，廣東 廣州 510460）

一次三價(jià)鉻鍍鉻發(fā)黃故障的分析及處理

陳康*，郭崇武，羅小平

（廣州超邦化工有限公司，廣東 廣州 510460）

描述了一次三價(jià)鉻鍍鉻出現(xiàn)的發(fā)黃故障和處理措施。一種不易溶解的添加劑中間體在鍍液中積累達(dá)到過(guò)飽和后，會(huì)生成膠體微粒而懸浮在鍍槽中。電鍍中，這些膠體微粒吸附在鍍層上，導(dǎo)致鍍層發(fā)黃。用活性炭處理鍍液排除了這次鍍鉻故障。降低添加劑配方中這種中間體的濃度后，從源頭上消除了導(dǎo)致這種故障的根源。

三價(jià)鉻鍍鉻；添加劑；中間體；發(fā)黃；故障處理

硫酸鹽三價(jià)鉻鍍鉻具有耐蝕性高和接近六價(jià)鉻鍍層色澤的優(yōu)點(diǎn)，用其代替六價(jià)鉻鍍鉻已經(jīng)獲得了廣泛應(yīng)用[1-2]。由于國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)和使用硫酸鹽三價(jià)鉻鍍鉻的時(shí)間較短[3-4]，自主研發(fā)的工藝還不夠成熟，在生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題相對(duì)較多。為了提高對(duì)三價(jià)鉻鍍鉻工藝維護(hù)的技能，對(duì)一次鍍鉻故障進(jìn)行了分析和總結(jié)。

1 故障分析

1. 1 故障現(xiàn)象描述與排查

筆者公司開(kāi)發(fā)的Trich-9551硫酸鹽三價(jià)鉻鍍鉻工藝在深圳某電鍍廠用于電鍍?nèi)枪镜氖謾C(jī)配件，開(kāi)缸后鍍液和鍍層性能均滿(mǎn)足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，受到了顧客的好評(píng)。該工藝配方及操作條件為：Trich-9551 M開(kāi)缸劑10 mL/L，Trich-9551 B補(bǔ)充劑280 mL/L，Trich-9551 CS導(dǎo)電鹽300 g/L，其中ρ(Cr3+)= 12 ～ 18 g/L、ρ(H3BO3)= 65 ～ 75 g/L，pH = 3.0 ～ 3.8，溫度48 ～ 55 °C，陰極電流密度8 ～ 15 A/dm2。

然而鍍液使用到第3個(gè)月時(shí)，鍍層出現(xiàn)了質(zhì)量問(wèn)題。鍍件烘干后檢驗(yàn)鍍層外觀合格，包裝后發(fā)給顧客，顧客檢驗(yàn)鍍件合格后進(jìn)入裝配流程，裝配后對(duì)產(chǎn)品檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)鍍鉻層略微發(fā)黃，對(duì)不上樣板的色澤，結(jié)論為鍍鉻不合格，將這批鍍件退回到電鍍廠返鍍。

電鍍廠檢驗(yàn)員對(duì)鍍件再次進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)鍍件用手觸摸或用手套擦過(guò)后，鍍層就會(huì)略微發(fā)黃或者說(shuō)色澤變暗。于是公司派人去電鍍廠排查這一故障的原因。對(duì)鍍液進(jìn)行化學(xué)分析后發(fā)現(xiàn)鍍液中三價(jià)鉻和硼酸的含量正常。用原子吸收光譜法未檢測(cè)到鍍液中含有銅和鋅雜質(zhì)，鐵和鎳雜質(zhì)分別為13 mg/L和4 mg/L，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于允許的含量[5]。用可見(jiàn)光分光光度法[6]也未測(cè)到六價(jià)鉻。

向鍍液中加Trich-9551 A添加劑、Trich-9551 CA配位劑以及Trich-9551 CS導(dǎo)電鹽調(diào)整鍍液，均不能消除鍍層發(fā)黃現(xiàn)象。用小電流電解法處理鍍液12 h，鍍層發(fā)黃現(xiàn)象有所減輕。

再在顯微鏡下放大300倍觀察鍍鉻層，發(fā)現(xiàn)鍍層上有細(xì)小的顆粒狀黃色斑點(diǎn)。用軟布在鍍層上擦一次后又在顯微鏡下觀察，鍍層斑點(diǎn)變成了條狀的陰影。用軟布在鍍層上來(lái)回擦幾次再觀察，鍍層色澤略微變暗。由此可見(jiàn)，鍍鉻層上吸附了肉眼看不到的膠體顆粒狀物質(zhì)，鍍件烘干后看上去是白色的，但當(dāng)用手觸摸后，這些顆粒狀的膠體物質(zhì)被擠壓在整個(gè)鍍層上，鍍層就出現(xiàn)了發(fā)黃現(xiàn)象。

1. 2 故障成因分析

Trich-9551三價(jià)鉻鍍鉻溶液的三價(jià)鉻鹽、配位劑、硼酸和導(dǎo)電鹽在鍍液中均為易溶物質(zhì)，不會(huì)形成膠體顆粒懸浮在鍍槽中。Trich-9551 A添加劑由幾種中間體組成，其中有一種中間體在水中比較難溶，在配制添加劑時(shí)需要使用堿性物質(zhì)將其溶解。這種添加劑中間體在鍍液中達(dá)到一定濃度后就會(huì)過(guò)飽和，形成膠體微粒懸浮在鍍槽中，電鍍時(shí)這些膠體微粒吸附在鍍層上就出現(xiàn)了上述故障。用電解法處理鍍液能夠消耗掉一部分懸浮物，但不能有效降低這種中間體在鍍液中的含量。

2 處理方法

2. 1 活性炭吸附

故障成因查清后，采用活性炭吸附法處理鍍液?；钚蕴坎粌H能吸附掉鍍液中的膠體懸浮物，而且能夠有效降低鍍液中這種添加劑中間體的濃度。向700 L鍍液中加活性炭粉1.4 kg，攪拌鍍液，鍍槽在50 °C保溫4 h，過(guò)濾鍍液，清洗濾芯，直至鍍液澄清。

2. 2 試鍍

采用小電流電解鍍液120 min，測(cè)試并調(diào)節(jié)鍍液pH至3.6左右，調(diào)節(jié)鍍槽溫度至52 °C，試鍍，檢查鍍層質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)鍍層發(fā)黃現(xiàn)象消失，鍍液故障被排除。

2. 3 改進(jìn)添加劑配方

添加劑中的一種中間體在鍍液中過(guò)飽和是這次故障出現(xiàn)的根本原因。Trich-9551 A添加劑在電鍍中補(bǔ)加過(guò)量或該添加劑配方中這種中間體含量偏高都會(huì)導(dǎo)致這種故障。

將Trich-9551 A添加劑配方中這種間體下調(diào)到原來(lái)濃度的一半，連續(xù)進(jìn)行赫爾槽試驗(yàn)20 h，鍍液性能保持良好。在此基礎(chǔ)上對(duì)Trich-9551 A添加劑配方進(jìn)行了改進(jìn)，產(chǎn)品發(fā)給電鍍廠后，再未出現(xiàn)類(lèi)似的故障。由此可見(jiàn)，這次故障是由Trich-9551 A添加劑中這種不易溶解的中間體含量偏高造成的。

3 結(jié)語(yǔ)

一個(gè)新工藝的開(kāi)發(fā)過(guò)程一般要經(jīng)過(guò)小試、中試和生產(chǎn)三個(gè)階段。經(jīng)過(guò)小試和中試的工藝技術(shù)，一般還不能發(fā)現(xiàn)工藝中存在的全部問(wèn)題，有些深層次的問(wèn)題只有通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)才能被發(fā)現(xiàn)。本次三價(jià)鉻鍍鉻故障的啟示是：研發(fā)人員在完成新產(chǎn)品和新技術(shù)的開(kāi)發(fā)工作后，一定要跟進(jìn)大生產(chǎn)的應(yīng)用情況，在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)、研究和解決所存在的問(wèn)題，使產(chǎn)品性能和技術(shù)水平達(dá)到一個(gè)新的高度。

[1] 張北田. 裝飾性三價(jià)鉻TriMacIII [C] // 海峽兩岸表面精飾循環(huán)經(jīng)濟(jì)研討會(huì)論文集. [出版地不詳: 出版者不詳], 2007: 108-115.

[2] 胡耀紅, 劉建平, 陳力格, 等. 硫酸鹽三價(jià)鉻鍍鉻工藝[J]. 電鍍與涂飾, 2006, 25 (1): 43-45.

[3] 郭崇武, 賴(lài)奐汶. 硫酸鹽體系快速鍍?nèi)齼r(jià)鉻工藝[J]. 電鍍與涂飾, 2011, 30 (10): 13-16.

[4] 郭崇武, 賴(lài)奐汶. 硫酸鹽體系高效三價(jià)鉻電鍍裝飾鉻新工藝[J]. 電鍍與涂飾, 2012, 31 (6): 9-12.

[5] 郭崇武, 易勝飛. 金屬雜質(zhì)對(duì)三價(jià)鉻鍍鉻的影響及處理[J]. 電鍍與精飾, 2008, 30 (9): 28-30.

[6] 郭崇武, 易勝飛, 李健強(qiáng). 三價(jià)鉻鍍鉻溶液中六價(jià)鉻雜質(zhì)的測(cè)定[J]. 電鍍與精飾, 2008, 30 (1): 41-43.

[ 編輯：溫靖邦 ]

Analysis on a yellow coating problem occurred in trivalent chromium plating and the countermeasures

CHEN Kang*, GUO Chong-wu, LUO Xiao-ping

A trouble of yellow coatings occurred in trivalent chromium plating and its countermeasures were described. One of the intermediates used in the additive which is not easily dissolved accumulates to oversaturation in the plating bath, and then generates colloidal particles suspending in the plating solution. The colloidal particles are adsorbed on the as-electroplated chromium coating, leading to the yellowing of the coatings. The problem was solved by treating the plating bath with activated carbon. The underlying cause of such problem was eliminated by reducing the intermediate concentration in the additive composition.

trivalent chromium plating; additive; intermediate; yellowing; troubleshooting

TQ153.11

B

1004 – 227X (2017) 08 – 0422 – 02

10.19289/j.1004-227x.2017.08.008

2016–12–29

2016–03–30

陳康（1985–），湖南長(zhǎng)沙人，大專(zhuān)學(xué)歷，生物技術(shù)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)，從事電鍍工藝維護(hù)工作。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) kang.chen@ultra-union.com。

First-author’s address:Guangzhou Ultra Union Chemicals Ltd., Guangzhou 510460, China