硫酸鹽鍍光亮鎳故障分析：鍍鎳層光亮鍍差
發布時間:2014/10/22 9:31:04 來(lai)源：禾川化(hua)學 字體: 
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鍍層光亮度差多數在低電流密度區，偶爾也有出現在中電流密度區或高電流密度區。低電流密度區鍍層光亮度差可能是鍍液溫度太高、電流密度太小、主鹽濃度太低，次級光亮劑過多或鍍液中有銅、鋅雜質引起的；中電流密度區鍍層光亮度差可能是由次級光亮劑太少，有機雜質過多或有一定量的鐵雜質造成的；高電流密度區鍍層光亮度差可能是鍍液pH值太高，初級光亮劑太少或鍍液中有少量的鉻酸鹽、磷酸鹽及鉛雜質引起的。此外，鍍前處理不良，鍍件表面有堿膜或有機物吸附膜，或者底鍍層不好也會導致鎳層出現光亮度差的現象。
分析這類故障時，取鍍鎳液先做赫爾槽試驗，假使多次試驗，赫爾槽的陰極試片上鍍層狀況良好，沒有出現光亮度差的現象，那么電鍍時出現的故障，可能是鍍前處理不良或底層不好造成的，應該認真檢查鍍前處理和底層鍍層的情況。若赫爾槽試驗所得的陰極試片上出現低、中或高電流密度區鍍層光亮度差，則可以根據前面提到的可能原因進行分析。
故障現象之一：低電流密度區鍍層光亮度差
（1）可能原因：鍍液溫度太高
原因分析：在鍍鎳液中，隨溫度升高，鍍液的電導率增加，電流效率提高，但陰極與陽極的極化作用均降低；溫度太高，鍍液的水分蒸發量大，使鹽類的水解及生成氫氧化物沉淀的趨勢增加，特別是鐵雜質的水解，易形成針孔；鍍液的分散能力降低，低電流密度區光亮度差。
處理方法：控制鍍鎳液的溫度在標準值。
（2）可能原因：陰極電流密度太小
原因分析：陰極電流密度太小，低電流密度區鍍層薄，甚至鍍不上鍍層，因此，光亮度差。
處理方法：合理設定電流值。
（3）可能原因：硫酸鎳含量太低
原因分析：在光亮鍍鎳液中，硫酸鎳含量低，鍍層的光高度和整平性差，含量過低，會使零件的深凹處（即低電流密度區）鍍層不光亮。
處理方法：定期分析并調整鍍液成分，控制其含量大于250g/L。
（4）可能原因：次級光亮劑過多
原因分析：次級光亮劑含量高，鍍層的光亮度好，但鍍層的張應力提高，導致鍍層出現脆性。含量過高，鍍層亮而發烏，并使工件的低電流密度區鍍層灰暗，高電流密度區鍍層脆裂。
處理方法:a.用較長的時間電解（Dk＝0.25A/dm2）；
b.用活性炭吸附處理來降低其含量。
（5）可能原因：鍍液中銅雜質過多
原因分析：鍍鎳液中的銅離子除化學材料、鎳陽極含微量的銅帶進以外，大部分來源于落入鍍液的鍍銅工件，銅掛具在鍍液中的溶解以及導電極桿上銅綠的落入。
銅的電勢比鎳正，電鍍時以金屬銅或合金的形式沉積出來，致使鎳鍍層疏松呈海綿狀，色澤灰暗、條紋、孔隙較多；嚴重時工件出現置換銅，造成結合力不良。少量的銅雜質使低電流密度區鍍層灰暗、粗糙；較多的銅雜質使低電流密度區鍍層發黑，鍍層脆性加大，甚至出現海綿狀的鍍層。所以，光亮鍍鎳液中，銅含量不允許超過0.01g/L；普通鍍鎳液由于pH值稍高，允許量稍高，一般不超過0.03g/L。
處理方法一：電解法 少量的銅雜質，在pH=2～3的條件下，用小電流（Dk=0.05～0.1A/dm2）電解處理。
處理方法二：亞鐵氰化鈉處理法 較多的銅雜質可以用亞鐵氰化鈉進行處理
2Cu2++Na4[Fe(CN)6]→CU2[Fe(CN)6]↓+4Na+
127 304
根據理論計算，2.4g Na4[Fe(CN)6]可以除去1g銅雜質，實際處理時需要3g Na4[Fe(CN)6]，由于過量的Na4[Fe(CN)6]能與Ni2+反應生成沉淀，所以不會產生新的不良影響。在向鍍液中加入溶解號的亞鐵氰化鈉溶液時，需劇烈攪拌，時間約30min，然后過濾除去沉淀即可電鍍。
處理方法三：喹啉酸處理法 向鍍液中加入銅含量2倍左右的喹啉酸與Cu2+生成沉淀，然后過濾，除去沉淀即可電鍍（此方法使銅含量降到1mg/L以下）
處理方法四：QT或GF除銅劑處理法 在不斷攪拌下，緩緩加入1～2mg/L的商品QT或CF除銅劑，攪拌反應1～2h后，過濾除去。
（6）可能原因：鍍液中有鋅雜質
詳見故障硫酸鹽鍍光亮鎳故障分析：鎳鍍層出現針孔的原因分析及處理方法（7）
故障現象之二：中電流密度區鍍層光亮度差
（1）可能原因：次級光亮劑太少
原因分析：在鍍鎳液中，糖精含量足夠時，鎳層的光亮度主要取決于次級光亮劑的含量，當其含量低時，鍍層的光亮度差，不能獲得鏡面的光亮鍍層。假使在赫爾槽試驗的試片上，出現鍍層的光亮度差，再向鍍液中加入適量的1，4-丁炔二醇（或其他次級光亮劑）后，使試驗所得的試片上鍍層的光亮度明顯提高，而且高電流密度處鍍層不脆裂，低電流密度處鍍層。
不出現灰暗的現象，證明原鍍液中次級光亮劑太少，應適量補充。
處理方法：用赫爾槽試驗調整次級光亮劑的含量。
（2）可能原因：有機雜質過多
詳見故障硫酸鹽鍍光亮鎳故障分析：鎳鍍層出現針孔的原因分析及處理方法（3）
（3）可能原因：鍍液中鐵雜質過多
詳見故障硫酸鹽鍍光亮鎳故障分析：鎳鍍層出現針孔的原因分析及處理方法（6）
故障現象之三：高電流密度區鍍層光亮度差
（1）可能原因：鍍液的pH值太高
詳見故障硫酸鹽鍍光亮鎳故障分析：鎳鍍層出現針孔的原因分析及處理方法（8）
（2）可能原因：初級光亮劑太少
詳見故障硫酸鹽鍍光亮鎳故障分析：鍍鎳層發花的原因分析及處理方法（3）。
（3）可能原因：鍍液中六價鉻雜質過多
原因分析：在鍍鎳液中，鉻離子主要來源于鉻霧散落及掛具帶人。六價鉻離子對鍍液是極其敏感的，微量的六價鉻離子存在會使溶液的分散能力降低，陰極電流效率顯著下降，鍍層發黑，結合力不良。當六價鉻含量達0.01g/L時，陰極電流效率約降低5%～l0%，此時，陰極上大量析氫，含量更高時，低電流密度區鍍不上鍍層，高電流密度區鍍層脆裂；當六價鉻含量達0.1g/L時，整個陰極表面上得不到鎳鍍層。
定性測定六價鉻的方法：取2支試管各加入l0～15mL鍍鎳液。在一支試管中加入1＋3硫酸5mL，1%二苯氨基脲溶液（1g二苯碳酸酰二胺二胼和50mL醋酸配制成100mL溶液）5mL。若在試管中出現粉紅色，表明鍍液被六價鉻污染。在另一支試管內加入1%二苯氨基脲溶液l0mL作為對比。
鍍鎳液中六價鉻的積累有以下幾個方面的原因：
①掛具絕緣膠破損。“一步法”中鍍鎳與鍍鉻的掛具是通用的，如果絕緣膠破損或采用包扎法絕緣的掛具，夾縫中殘留的鍍鉻液就會進入鍍鎳液中；
②鍍鉻的陰極電流效率低。電鍍時鍍鉻液隨氫氣逸出液面，凝固在掛具的主桿上（通電時掛具主桿溫度較高），如果鍍鉻后不相應提高各道回收槽和清洗槽的液面高度，或不作噴淋清洗，那么，就有可能使相當濃度的鉻離子進入鍍鎳液；
③鍍槽布局不合理。鍍鉻槽在鍍鎳槽后面，鍍鉻后掛具及鍍件上清洗殘液經過鎳時滴入；
④鍍鉻槽距離鍍鎳槽近。若鉻槽距鎳槽在2m以內，鉻霧逸出進入鍍鎳槽。
處理方法一：保險粉法 用保險粉將六價鉻還原成三價鉻，然后提高溶液pH值，使三價鉻形成氫氧化鉻沉淀而除去，反應方程式如下
2H2Cr04＋Na2S204＋2H2S04一Na2S04＋Cr2（S04）3＋4H20
Cr2（S04）3＋6NaOH一2Cr（OH）3＋＋3Na2S04
具體處理步驟如下：
a．用l0%H2S04調pH＝3；
b．在攪拌下，加入0.2～0.4g/L的保險粉（用量最好用小試驗確定），繼續攪拌30min；
c．將鍍液加熱至60～70℃，繼續攪拌lh；
d．用5%NaOH溶液調pH＝6.2，攪拌1h后，再測pH值，并在pH＝6.2攪拌30min；
e．分三次，每次間隔10min，加入2～3g/L活性炭，攪拌lh；
f．靜置3h，趁熱過濾；
g．加入0.3～0.5mL/L 30%的雙氧水，將過量的保險粉氧化成硫酸鹽；
h．分析調整鍍液成分并調節pH值，小電流電解4h；
i．用赫爾槽試驗調整光亮劑并補加；
j．繼續小電流電解30rain后，試鍍.
處理方法二：硫酸亞鐵法 用硫酸亞鐵將六價鉻還原成三價鉻，同時二價鐵被氧化成三價鐵，然后提高pH值，使三價鉻和三價鐵都生成氫氧化物沉淀而除去，反應方程式如下
2H2Cr04＋6FeS04＋6H2S04一Cr2（S04）3＋3Fe2（S04）3＋8H20
Cr2（S04）3＋6NaOH一2Cr（OH）3↓＋3Na2S04
Fe2（S04）3＋6NaOH一2Fe（OH）3↓＋3Na2S04
具體處理步驟如下：
a．用l0%稀H2S04調pH＝3；
b．在攪拌下，加入lg/L FeS04，繼續攪拌30min；
c．將鍍液加熱至60～70℃，繼續攪拌lh；
d．加入1mL/L 30%的雙氧水，將過量的Fe2＋氧化為Fe3＋；
e．用5%NaOH溶液調pH＝6.2，攪拌lh；
f．分三次，每次間隔10min，加入2～3g/L活性炭，攪拌60min；
g．靜置3h，趁熱過濾；
h．分析調整鍍液成分，并調節pH值，小電流電解4h；
i．用赫爾槽試驗調整光澤劑并補加；
j．繼續小電流電解30min后，試鍍。
處理方法三：高錳酸鉀法 用高錳酸鉀將三價鉻氧化為六價鉻，然后加入可溶性的鉛鹽，使生成鉻酸鉛沉淀，過量的鉛離子用提高pH值的方法，使生成氫氧化鉛沉淀而除去
具體處理步驟如下：
a．用l0%稀H2S04調pH＝3，并將鍍液加熱至60～70℃；
b．加入溶解好的高錳酸鉀濃溶液至紫色不消失，攪拌30min，如紫色不消失，可用少量雙氧水褪去紫色；
c．加入足夠量的醋酸鉛（或堿式碳酸鉛），攪拌30min；
d．用5%NaOH溶液調pH----6.2，攪拌30min（必要時加入2～3g/L活性炭，方法同處理方法一），趁熱過濾；
e．調整鍍液成分及pH值后試鍍。
（4）可能原因：鍍液中磷酸根雜質過多
原因分析：鍍鎳液中，一定量的磷酸根會使工件的高電流密度區鍍層光亮度差、發黑，降低電流密度上限，嚴重時導致鍍層出現斑點、污塊，有時生成粉末沉積，應控制在lg/L以下
處理方法：a.用l0%H2S04，調pH＝3.8～4.O；
b.加熱鍍液至60℃，在攪拌下加入過量的三價鐵鹽（硫酸鐵或三氯化鐵），攪拌1h，使形成溶解度較小的磷酸鐵沉淀；
c.用5%NaOH，調pH＝5.5（使過量的鐵形成氫氧化鐵沉淀）；
d.過濾；
e.調整鍍液成分及pH值后試鍍。
（5）可能原因：鍍液中鉛雜質過多
原因分析：在鍍鎳液中，鉛雜質的最大允許含量分別為：普通鍍鎳液0.01～0.03g/L；光亮鍍鎳液0.005～0.04g/L。鉛雜質的含量高，低電流密度區鍍層灰暗、深凹處沒有鍍層，嚴重時出現頑固的“漏鍍”現象
鉛雜質的來源：金屬陽極、化學材料、灰塵以及落人鍍槽的銅及銅合金工件遭受腐蝕而帶人
處理方法：小電流電解（0.05～0.1A/dm2）
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