❶ 不锈钢电镀冲击镍的镀液,成份为氯化镍和盐酸,请问长时间用怎么处理镀液(镀液维护)
理论上需乱大乎要分析来添加,但是实际生产中可以依照经验来添加,比如辨别颜色、电流、镀层均匀度、比重。长时间使用后颜色会变淡,低电镍析出慢,电流效仿则率低,可以添加氯化镍已达到镍离子浓度,同时添加一定比例盐酸哗悉。
❷ 如何保证电镀质量
正确的电镀的前处理非常关键,特别是化学镀镍。前处理的重要性及其对最终镀层的影响是造成电镀生产故障的首要因素,但却经常被人们忽视。并且很轻易地把注意力放在化学镀镍槽上。本文的重要目的之一,就是希望大家能正确地看待这一问题。
要说明这一点,其实也非常简单,化学镀镍前处理的重要性与我们在日常生活中所遇到事情有许多相似之处。比如,当我们想给家里的一件家俱上漆时所要面对的问题,与电镀操作人员所遇到的情况就非常相似。颜色的选择在某种情况下我们可以先不予置否。其它问题,比如漆的种类,就比较关键了。漆有许多种,包括环氧漆、珐琅漆、聚酯漆等,我们还可以说出一大堆来。选择哪一种漆取决于它的性能,以及家俱的用途、环境。如果在上漆前,不清稿做好必要的表面准备的话,恐怕你就要花更多的时间,更多的钱,以及忍受那些不必要的麻烦了。希望大家能从这一事例中悟到点东西。
化学镀镍也是这样,当我们有了一定经验后,就会马上非信正答常确定地意识到,合理的前处理工艺以及工序的选择与选择一种好的化学镀镍药水一样地重要。作为一个电镀从业者,我见到过许多电镀生产线的不足甚至错误。而每当我试图指出这些不足时,总是听到什么“我们要赶生产,没有多余的时间花在什么除油、水洗上,我们也没有多余的地方去放置另外的槽子,我们不能让生产停下。只要没事,就够了”。任何操作都会产生一定的后果,不论正确的、还是错误的,都会在最终工件的镀层质量上表现出来。不幸的是,许多负面的后果,只有到造成质量问题,甚至是废品时,才能逐渐意识到:这都是自己没有调整那些工艺上的不足引起的。以下谈到的正确的指导性原则,以及一些有效的操作工序,可以为生产提供保障。有许多基本的概念、规则,会影响到镀层的最终质量。以下的几点先给大家提供一些基础参考:
1.所有的金属都是不同的。
2.不同的金属需要不同的前处理,除油剂工序以及具体地操作方法。
3.没有“万金油式”的除油剂。
4.更没有“放置四海皆准”的前处理工艺。
5.从没有哪个来源,可以提供经证实的适用于所有金属的前工艺。但这样的信息却充滞各处。
6.许多发表的前处理工艺都有再思考的必要。
7.我们唯一的法宝就是不停地尝试,不断地调整和改进。
以上这些概念性东西,经常在有点急迫的化镀生产安排下被误用,误解,不被认同或忽视。但是在镀后的工件上发现问题时,就把注意力首先放在化学镀液上。当然,我们滑慧也无法清楚地感觉到以上的这几点会浪费我们多少不必要的精力。但却不能停止一而再,再而三的强调:“已经可以证实的是电镀故障中有90-95%与除油或前处理有关。”这一点你可以从许多有关电镀的专业杂志、书籍上的文章中看到。其实这些概念,非常地浅显,但却一次次地被忘记、忽略掉了。例如,在同一条生产线上用相同的工艺和工序处理铁件、铜件、黄铜件。
有许多正确的工艺实例,但这也一样需要做一些试验性的生产,以选择出最佳的操作工序。如果我们假设任何工件都是始终如一的,比如有相同的热处理造成的氧化皮,相同数量的油污,以及镀液稳定,那除油和镀液操作就简单多了。尽管我们所使用的药水都是非常好的产品,依然需要在针对一种具体工件基底,选择正确的前处理工艺时,做许多调整工作。
还有,生活中的许多思维方法,一样适用于化镀生产。比如,人们总是“先看到树林,然后才能看清是槐树,还是杨树。”这一句话移到化学镀镍生产中,简单地讲,意思就是:当你处理故障时,先要看那些基本的,显而易见的方面,然后再考虑那些比较特别的,不清楚的地方。另外还有“带入,带出”,简单地说就是:成功的化学沉镍过程,需要一系列步骤,而这些步骤就是:前面的前处理工序,从工件表面上除去某些东西。例如,在除油工序中除去零件上的油污,而我们也知道与此同时也不可避免地在工件表面会带有除油剂中的一些东西。我们可以把化学镀镍生产简单地分解成几个单一步骤:每一个步骤,都是要除去表面上的一些东西,而在下一步骤中表面上又会带上另外一些东西。要想生产顺利不出问题,这一概念一定要做到实处:从某一工艺步骤中表面带上的膜,必需与下一步骤相适应,而不能造成问题的产生。化学镀镍生产中的这些简单的步骤就是,除油,酸活化,沉镍,后处理。认知这一事实对于任何金属来讲,前处理也不过是一种简单的工艺。而针对所加工的特定基材,选择正确的活化工艺,才是我们当前生产中要特别对待的困难。
言归正传,现在开始解释本文题目中的‘五字经’。曾经几何时,沉镍的质量好坏好像只是沉镍操作人员的责任。其实,现在的ISO、QS也好,还是其它质量体系,教给我们要在质检,设计,机加工,热处理,电镀及最终的使用者之间共同承担化学沉镍零件的质量责任。而对于沉镍操作人员来讲,首要的就是理解好这‘五字经’。这‘五字经’分别代表:基材、除油、水洗、活化和沉镍工序。希望大家能活用这几点。
生产出问题时,人们容易手忙脚乱。在这种烦燥的心情下,想短时间解决问题,往往是让人头痛的。如果问题解决了,最好找出原因,找出需要改正、调整、注意的地方。以便在今后的生产中避免再次发生类似的问题。希望大家能以‘五字经’去梳理思路。也许能减少些痛苦的发生。
‘五字经’中的基材 化学镀镍有许多自己的特性,可以运用到许多材料表面,以提供或加强这些材料本身的性能。大家都理解这样一个情况:化学镀镍层的质量好坏与金属基底的质量好坏息息相关,因为化学镀镍没有整平能力,也不能盖住基底的缺陷。事实是,许多基底上的毛病,在工件沉镍处理后,会变得更加明显。很少,如果有的话,化学镀镍能盖住基底上的问题,象什么:针孔,机加工或研磨后留下的纹路。工件冲、压、钻或热处理的方式对化镀质量有非常大的影响。嵌入工件表面的那些难以除去的油污,或是其它什么东西,会导致镀层白斑,结合力差,甚至不上镍。在正常的生产线上加工一种工件时,它是否经过热处理或表面硬化处理,上线前必须搞清楚。因为这也许需要对前处理工序的操作进行些调整。这里要特别提出来的是,必须对来料的表面情况,在上线沉镍前进行检查,不能只让沉镍操作人员对一些机加工差所造成沉镍质量事故负责任。这就需要机加工车间,五金厂,质检和沉镍操作人员加强沟通,大家一起合作,加工出质量高,稳定的化学镀层。
对于化学镀镍,并不是所有基材都是自发反应的。镍,铁、铝经标准的前处理工序都能自发反应;铜、黄铜是不能自发反应的,需要另外的活化操作以保证引发。这里需要理解的是,有些基材能否镀好还是有它的局限性的。
‘五字经’中的除油 当我们谈到除油,提到的是前处理中的第一步骤:碱性化学除油。除油剂的机理需要强调一下,这有助于解释那么多除油剂到底有什么不同的效用。要除去的油污类型和基材类型决定着解决某种具体的除油问题及方法:
基材 除油方法
铁、铁合金件 热、强碱性除油剂及强酸
铜、黄铜件 热、低碱性除油剂及酸盐
锌压铸件 热、弱碱性或中性除油剂及专用活化酸
铝合金件 低温,弱碱性或中性除油剂及混有氟化物的硝酸
要记住,前处理工序对某种基材上的某种油污很有效,但不一定对同一基材上的另一种油污就一样有效。这一点经常被忽视,直到产生废品时才能让人意识到油污不但有它自己的特性,而且同一种油污,因为它使用的条件、方法不同也会变得难以去除。工件上的油污是冲压、车削,还是热处理操作搞上去的?在电镀厂,可以看到各种各样的油污,包括什么:切削油、润滑油、研磨膏、硫化油、氯化油以及蜡,这些油污可以在工艺循环的除油部分除掉。还有其它许多类型的东西也可以看作是油污,如:污迹、残渣、氧化物、锈和热处理造成的硬皮,这些油污由活化工序处理。
一旦选定除油工艺,操作温度、浓度及搅拌就是要考虑的重要因素。通常,温度是除油剂的除油效果最重要的影响因素。那怕只提高3、4度,也会很好地改善除油的效果。在清除某些研磨膏和氯化蜡时,提高温度可以软化完全分解这些油污。而这种化学除油剂,必须是那些可以高温操作的配方。否则,超出它的温度操作范围反面会引出除油问题。如果这种除油剂并不是可以用来高温操作的配方,那表面活性剂就会由于浊点问题而分离出来。浊点代表的是:在特定浓度和温度下,一种表面活性剂的稳定性指标。简单的讲,浊点是除油剂中表面活性剂成份的溶解度的一种测量方法。这种情况一旦发生,不仅除油效果会变差,而且还会带到后序工序中去。对任何除油剂来讲,它的表面活性剂体系才是最关键的。表面活性剂可以溶解、分解、乳化、降解油污及其成份。电解除油剂是通过电流来达到清洗作用的。因为电解除油剂的主要作用并不在于清除油污,所以这一情况放到活化部分再讨论。电解除油剂讲它是起活化作用的,似乎更适合些。
对于除油:需要记住的几点:
1. 化学除油应该去除所有的油污及其成份
2. 电解除油剂是用来去除某些特定的东西,而不是油污
3. 通常只是一种油污在作怪,找到它然后除掉。镀液还没有聪明到可以有选择地镀出点毛病的 程度
4. 除油剂的使用寿命,与工件上的油污种类、数量有关
5. 化学除油槽之后水洗,能显着改善水洗效果及延长除油剂的使用寿命
6. 水溶性的油污易于用低温、低碱性除油剂去除。碱性越高就能更好地去除这类油污
7. 抛光膏、研磨膏成份则在热碱性除油剂中可以去除
8. 一些污渍可以在除油剂中泡掉
9. 当出现故障时,不要急于提高除油剂的温度、浓度来解决,而应该先查清问题的来源
10. 电解除油槽应该用正确的电极来提高效率,不要用槽壁做电极
‘五字经’中的水洗 水洗是化镀生产中,除了化学镀镍工序之外最重要的操作,但却经常被忽视。在电镀这一行业里,废水处理及环保等问题与水洗在生产中的重要意义往往会产生冲突。在一些地方,废水处理受到的关注甚至多于化镀本身。但是,我们只要想一下:“电镀生产工序不过就是一些去除某些东西的一系列步骤组成的.”就可以理解到水洗在这其中所起到的作用啦。化学除油后工件表面上有什么?正常情况下,上面有烧碱的残余、残余油污、润湿剂、表面活性剂。增长水洗时间可以有效地去除这些表面的东西,尽管仍然会有一层含有少量的润湿剂或表面活性剂的水膜。而在大多数情况下,这不会影响下一步工序(通常是电解除油工序)。简单地在水里上下摇一下两下,并达不到什么效果。就好像我们洗手,冲洗那么一下两下,洗不干净手上的肥皂。化学除油之后的水洗时间增长(可以长至两分钟),对这一问题非常有好处。还可以通过增加空气搅拌,逆流水洗等方法来提高水洗效率。干净水应该从与水洗方向相反的水槽底部流入。这一设计可以使干净水从高处的水槽底部流向低处水槽的液面出口。
在化学除油槽和电解除油槽之间加设水洗槽,对减少生产线上的油污污染非常有效。许多生产线上,化学除油后就直接进入电解除油槽,中间没有水洗。这确实简化了工艺步骤,但是从化学除油槽带出的乳化了的油污及其它副产物,会污染后续的工序,而且会缩短电解除油剂的使用寿命。这一小小的改变,所带来的区别,你会不时地感觉到。
要减少废水的环保要求,越来越强烈,这其实也影响到提高水洗效率的能力。另外水洗也是一个需要严格控制的关键工序。水是除油液和活化液中主要的组成部份,因此,在配新槽时,要特别注意水的质量好坏。这其中的杂质,如钙或镁会导致整个水的硬度增加。这些杂质会沉降活性成份为不溶物,从而会影响到整个除油效果,而且会增加槽底的沉渣。
‘五字经’中的活化 除了在前处理工艺中水洗,活化就是最重要的工序了。当除净表面的油污后,就需要除净所有的氧化物,以使镀层和基底之间形成正确的原子状态的结合。由于适合沉镍的基材的多成份性,而且需要正确的活化每一种成份,就使得选择正确的活化效果变得非常的困难。到底工件表面有多少氧化皮?工件表面有没有污渍?这些都是在活化工序需要考虑的重要因素。
活化工艺可以分为不同的种类,最常见的类型是基于酸盐、矿物酸如硫酸、盐酸和柠檬酸的酸性活化剂。选用哪种酸及其浓度取决于基材金属的类型和表面状况。是冲压件还是铸件?表面是否易于生成残渣?当客户要求镀层的抗腐蚀性能时,由于氯离子会影响沉镍,所以就不能使用盐酸。通过一些简单的试验就能确定针对特定用途的最佳活化工艺。在除油部份的其他活化剂包括电解除油,酸性电解和冲击镍或预镀铜。对于不导电的基材,通常使用钯活化工艺。在这些情况下,针对基材的最佳活化工艺,是化学沉镍的关键。
酸性活化剂 依据基材的类型,酸性活化剂有许多种选择。基于使用电流的酸盐或过硫酸盐的酸性活化剂,可以提高许多类型基材的活化效果。许多300系列的不锈钢,选用这类活化工艺就非常有效。活化在电镀生产中的关键作用是,去除基材上的氧化膜、残渣及污渍。另外酸性活化剂的浓度、时间和温度的控制与化学除油剂的使用一样,非常的重要。有时候会在矿物酸如盐酸或硫酸型酸性活化剂中,加入少量缓蚀剂,以减小对基材的腐蚀,但是这些缓蚀剂有负作用。因为它会在各种基材表面形成一种难以清洗的粘膜。这会造成镀层质量问题,如针孔或镀层发乌。如果这些杂质残余没有立即显出为这些可以看见的毛病,那就会在结合力测试中发现有结合力差的毛病。表面润湿剂能降低表面张力,因为它比缓蚀剂易于清洗,从而经常被加到酸性活化剂中。但是这种表面润湿剂要与加入到化学镀镍溶液中的表面活性剂,必须属于同一类才行。这种兼容性能保证不会污染后续的化学镀镍溶液,因此必须清除掉酸槽中任何油污及油污的残余。否则可能当工件出酸槽时,工件表面会带有油污。酸槽中有油污表明工件的除油或水洗不足。有较重氧化皮的工件更可能有除油工序中难以清除的油污存在。而在酸活化操作之后,这些油污残余会带入到酸中。在酸活化槽中加入少许表面润湿剂,会减少这一问题的影响,但是并不能完全解决这一问题。
碱性活化剂 一般情况下,电解除油被当作是除油工序的一部份。在通过使用电流去除表面污渍的同时它也可以去除化学除油剂的残余物。我们可以通过研究电解除油剂的组成,就会发现它并没有多大的除油能力。碱性高这一特点是为了提供溶液的导电性。电解除油剂的组成中也有少量表面活剂。因此,电解除油剂更适合于作为一种碱性活化剂。为什么呢?电解除油剂根据它是使用阳极还是阴极,在阴极或工件表面产生氧气或氢气。当直接与阴极相连时,工件表面产生的是氢气。这氢气就是一种很好的活化剂。阴极除油的缺点在于:油污和其它污染物有可能重新沉积到工件上。如果使用的是阴极除油,就需要保持除油液相对的干净,污染要少。阳极除油被经常用作标准的电解除油操作,因为阳极反应可以清除掉工件上的颗粒状的污物。因为氧气产生于工件,象高镍含量的合金,非常容易形成氧化物。在这些情况下,就必须非常小心地选择电解除油之后的酸活化工艺。使用周期变向电流,对许多基材都非常有用。使用阳极电流或周期变向电流,可以减少高应力合金的氢脆现象。在阴极和阳极循环之间的变换,对去除污渍和氧化物可以达到非常好的活化效果。在这种时候,工件从电解除油出槽时,最好是在阳极阶段提出工件。
许多沉镍缺陷都可以追溯到电解除油工序。例如,在一客户处曾经遇到这样一个问题,镀层端面有一种发花,在确认化学镍溶液正常之后,观察其它工序。发现电解除油槽工艺参数不在正常范围、工件出电解除油槽后,基材发黑。在电解除油槽中怎么会使基材发黑呢?电压过高,电流又小,在电解除油剂浓度又低的情况下,就会导致这种情况发生。但并看不出工件上有什么明显的迹象,而且在其后的活化工序中,这层发黑层能够除去。不幸的是,即使活化工序正常,在化学镀镍之后,工件上仍然留下了毛病。
碱性高锰酸钾 这种相对较老的工艺,可以用在有较多热处理氧化皮或有碳化残余的工件表面。高锰酸钾与氢氧化钠质量比1:3的混合溶液,工作温度65-85度。这一方法适用于铁基底,可以去除有较重氧化皮而又不会腐蚀基材金属。在许多情况下,这也是一种确实有效的方法。
预镀 预镀经常被建议用于高应力、高碳含量、不锈铜或其它镍铬型合金材质的化学沉镍之前,可以显着改善镀层与基底之间的结合力。这些预镀多数是基于电镀镍配方,包括伍特镍、瓦特镍及氨基磺酸镍工艺,氰化镀铜也有应用。但在化学沉镍中铜不能自发反应,而需要另外的活化工序。尽管氰化镀铜溶液是一种很好的除油剂,但铜镀层作为预镀层,会对镀层的抗腐蚀性产生负作用。
‘五字经’中的化学镀镍 任何化学镀镍工艺都可以在任何正常前处理的表面上沉积。当表面前处理出故障时,化学镀镍层的性能会受到损害。镀层性能,如抗腐蚀性,与表面前处理的成与败息息相关。前处理中的任一工序都可能产生孔隙、针孔或由于污迹引起的麻点,对抗腐蚀性能都能造成负面影响。在没有水洗干净遗留下的膜上沉积镍层,有可能是结合力差的根本原因,或导致镀层的孔隙率增大。
化学镀镍的一个非常有意思的特性:“所见即所得。”化学镀镍层会重复再现基材的表面状况。化学镀镍与电镀镍不同的地方有许多,其中有一点,就是化学镀镍没有整平能力。如果基底表面有纹路或印迹,化学镀镍后,这些情况会更加清晰可见。化学镀镍层是掩盖不住这些问题的。这些在化学镀镍层上可以看见的纹路和污迹,以往以为是由于化学镀镍中稳定剂失调造成的。其实通过加强前处理的水洗,可以很轻易地清除掉。现在通过加强与工件加工制造者的沟通合作,可以非常容易地解决与前处理有关的化镀问题。ISO和其它的质量标准,就是为了更好地理解和解决问题。汽车行业在这一点上,就做得非常有成效,他们的做法就是直接参与到电镀工厂的质量控制中。
解决问题的工具 水膜破裂试验,经常用来观察工件表面是否干净,这是基于经正确除油的表面具有保持一层水膜不破裂的能力。不幸的是,这种观察结果在某些情况下是错误的。在表面呈碱性或含有表面活性剂,或表面沉积有亲水性污渍时,一样会有问题发生。正常情况下,表面脏,水膜就会破裂。当由于除油低效所带来污渍留在了工件表面上时,并不一定会使水膜破裂。若在观测前将工件浸入稀释的酸性溶液中也通常会使水膜破裂。而那些经过含有润湿剂的酸性溶液处理的工件表面,在某些时候就不会使水膜破裂的。如果要解决这类除油、水洗问题就需要使用其它方法,如PEE等仪器测试。这里对此暂不作更多的讨论。
使用导电仪 可以使用导电仪来检测、控制水洗质量。其工作原理与水洗中的污染的程度相关。当然使用导电仪本身并不能保证好的水洗质量。有效的水洗取决于水洗时间,水的温度和工件及水的污染程度。许多时候当问题发生时,仅仅通过“两分钟水洗”后,就会发现问题就基本解决啦。回想一下你洗手吧!你要用多长时间才能用冷水洗干净呢?
导电仪其实是用来控制流动水洗槽的流量的。导电仪的探头先调到一个限定值,然后放入水槽中。停止水流直到由于工件的带入致使水的污染程度超过这一设定值。这表示是该加清水的时候啦。这有助于维持水洗的质量。当使用导电仪时需要关心的问题是:“对于某一特定水洗工序来讲,到底最佳的导电值是多少呢?”这个问题很难回答。这你在任何书本上也都找不到答案的。因为化学镀镍有太多的影响因素,对于每一个具体情况要具体分析。水洗温度及其他的因素都会影响到这一导电值。大概要首先控制住所有这些因素才有助于控制导电仪吧。
让我们一起来使用一下这一方法。首先我们选定控制点:电解除油之后、酸洗之后、化镀之后。使用逆流水洗。然后在实验室内,配出各主要工序工作液的体积百分比浓度标准液。就是将电解除油液,酸洗液,新旧化镀液分别以0.5%,1.0%,3%,5%,8%,10%,15%,20%的比例加入到水洗水样中。用导电仪测出各个样品值并绘出图样。这就基本上对这条生产线的水洗情况做了一个描述。然后通过一段时间的生产就可以总结出,针对这一生产线各个工序后的水洗的极限值。这样我们就能很好的控制水洗啦。
对除油液的另一个控制方法 每一个化镀操作人员都要面对这样的一个问题:除油液什么时候就不能再用啦?在什么情况下,除油剂的性能的变化会导致废品,或者说在除油剂发生什么样的性能变化时就需要补加、重新配制啦?这时,我们可以尝试一下以下的方法。这是一种非标准的滴定方法:用三种指示剂做酸碱滴定。紫罗蓝指示剂(pH 11-13)、酚酞指示剂(pH 8.5-9.7)、甲基红臭酚绿混合指示剂(pH 4.2-5.4)三种指示剂来滴定碱性除油液。用紫罗兰指示剂滴定游离碱中的氢氧化钠,用酚酞指示剂滴定游离碱中的其他的所有碱性物质。而用甲基红臭酚绿混合指示剂滴定除油液中的所有碱性物质。大多数标准的除油剂滴定方法都是基于以酚酞指示剂确定终点的。而在许多情况下,这会导致很大的误差。
使用酚酞指示终点的标准滴定的第一个问题是除油剂中含有的氢氧化钠会吸收空气中的二氧化碳。越旧的除油剂含有吸收的二氧化碳越多。因为这一吸收生成的碳酸钠会影响滴定的准确性。具体点儿就是除油剂中的氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠,用酚酞做指示的滴定值可能会保持恒定或增大。而这会导致操作失误。紫罗兰指示剂指示的零点是除油液中的游离氢氧化钠被消耗掉啦。而我们都知道:因为除油液中含有氢氧化钠对除去许多油污都很有利,所以除油液的脱脂能力是衰减的。用甲基红臭酚绿混合指示剂作指示的滴定值越高就表示:会影响滴定的油污的成分污染程度越大。而这些污染物有可能是皂化物、脂肪酸、脂肪油和胺。即使工件上的不溶性油污被除掉了,但这些油污的可溶性部分也会溶入除油液中从而影响除油液的效果。脱脂能力降低就是必然的啦。当使用这一滴定方法后,就可以有效地确定除油能力,也有助于解决问题。
当所有努力都无效时 当问题发生时,唯一可以制约我们的就是我们的思维方法,又或者讲是我们的想象力。有时也会发生即使我们采取了正常的方法,也无法解决问题的情况。这时该怎么办呢?采用以下这些方法,往往能得到意想不到的效果:
预浸 尽管在前处理工艺中并没有提到这一工序,但是预浸往往在化镀生产中,发挥很重要的作用。当遇到有结合力的问题或在工件上有污渍时,化镀之前进行氨水预浸,是一个非常有效的解决办法。在化镀槽前,加一道含有氨水的‘静水洗’工序,会带来许多好处。使用浓度为0.25-0.50%,氨水是一种很好的‘去膜剂’,而且带入化学镀液不会有影响。而且有助于化学镀镍在工件表面的引发。在批量比较大的生产中,工件本身的温度变化对沉积有很大影响时,化学镀镍的引发特别关键。因为氨水可以快速引发孔隙部分的反应,所以对于那些孔隙率比较高的工件特别有好处。在酸性的化学镀镍前,使工件表面有一层微碱性的膜层,在许多生产中可以减少潜在问题的发生。在化学镀镍前,也可以用碳酸钾作预浸。不要害怕做任何尝试!
灵活变通 许多时候当生产中出现问题时,好象并没有多少必要对工艺进行改善的地方,那么什么才是该采取的最好的方法?对前处理工序进行一些变通,可以解决许多问题。即使出于某些限制时,没有办法变通,也不要放弃尝试这一方法。举一个例子吧,有一间工厂在高碳钢材质的汽车零件上,沉积中磷含量的化学镀镍层,已经成功的加工了许多年了,而且前处理工艺维护得非常好,生产处于一种良性状态。某一天,这间工厂要将这一中磷工艺转用4%的低磷工艺。这一转用会带来许多好处,比如低磷工艺有更高的硬度和耐磨性,而且可以不再采用热处理了。但是配制这一低磷工艺生产不久,就出现了问题:有许多工件镀层有爆皮、碎片发生;不合格率达到了30%。由于镀层性能的变化以及不同镀液配方的镍引发的不同,往往会有相反的作用。而正是在这种同样的材质上,以前只有2.5%的不合格率,现在为了解决这一现象,需要对生产工艺进行一些改动。老工序是除油,阳极电解除油,盐酸活化,阳极电解除油。新工序改动了老工序的顺序,而且增加了一些其他的工序。现在新工序是除油,盐酸活化,周期变向电解除油和氨水预浸,效果非常好。除了增加一道预浸外,仍然使用的是与以前相同的工艺。现在的不合格率仅有0.8%,从而这一转用低磷工艺的措施得以顺利完成。这个例子就是为了告诉大家,稍稍对前处理工序进行改动往往可以防止一些潜在的危险问题的发生。当然许多时候在这些类似问题发生的情况下,人们往往只是想着改换药水供应商。这种时候,良好的沟通与合作可以避免许多严重后果的发生。
许多化学镀镍问题,能追朔到基底状况及其在前处理工序中的反应和变化之间的关系上。前处理操作的重要性,化学镀镍生产中必须时时强调。选用最好的化学镀镍药水或工艺体系并不能改变这样一个事实:工件表面前处理不良,会浪费许多时间、金钱,而且还有许多的痛苦。希望以上提到的这些内容能给大家以参考和启发!!!
❸ 什么是冲击镍和电镀镍相同吗
冲击镍一般作为不锈钢等表面易钝化材质的打底层,为功能性镀层,不能作为最终镀层。一般冲击镍也不镀厚。
而电镀镍是可以作为中间层或是最终镀层,能起到装饰及功能性的镀层,可以镀厚。
冲击镍需要电源,针对不锈钢来讲,活竖脊化有用稀酸阳极电活化的,活化后再进行冲击镍。而电解镍一般对钢铁和铜基材来说,普通的盐酸活化后就可以进行电镀镍。
电镀镍是在由镍盐(称主盐)手简、导电盐、pH缓冲剂、润湿剂组成的电解液中,阳极用金属镍,阴极为镀件,通以直流电,在阴极(镀件)上沉积上一层均匀、致密的镍镀层。从加有光亮剂的镀液中获得的是亮镍,而在没有加入光亮剂的电解液中获得的是暗镍。
(3)冲击镍分析方法扩展阅读:
根据容积计算好所需要的化学药品﹐分别用热水溶解﹐混合在一个容器中﹐加蒸馏水稀释到需体积﹐静置到所需体积﹐静置澄清﹐用虹汲法或过滤法把镀液引入镀槽﹐再加入已经溶解的十二余薯渗基硫酸钠溶液﹐搅拌均匀﹐取样分析﹐经调整试镀合格后﹐即可生产。
由于高应力镍的内应力大,所以在它的表面按常规再镀0.2~~0.3um的普通铬层后,在铬层与高应力镍应力的相互作用处,高应力镍层即产生大量微裂纹,并导致铬层表面也形成均匀的微裂纹。
与镍封一样,铬层成为微间断铬,只是由高应力得到的是微间断铬,在腐蚀介质的作用下,这些裂纹部位殂成无数个微电池,使腐蚀电流分散在微裂纹处,从而使整个镀层的耐蚀性能得到明显的提高。
❹ 不锈钢预镀镍中氯化镍和盐酸的具体分析方法,和计算公式
1氯化镍的测定
1 )试剂 :氨水 :1∶ 1紫脲酸铵指示剂 :1∶ 1 0 00 .0 5 mol/L EDTA标准溶液
2 )测定过程 :吸取镀液 1 m L,稀释至 5 0 m L,加入 1∶ 1氨水1 0 m L,加入紫脲酸铵指示剂少许 ,以 EDTA标准溶液滴定至溶液颜色由红色转变为紫红色为止。
计算 :ρ( Ni Cl2 · 6H2 O) =c1V1× 2 37.6/1 ( g/L)
式中 :c1为 EDTA标准溶液浓度 ,mol/L ;V1为EDTA耗用量 ,m L。
2盐酸的测定 :
1 )试剂铬酸钾指示液 :1 0 %0 .1 mol/L Ag NO3 标准滴定溶液。
2 )测定过程 :吸取镀液 1 m L,稀释至 5 0 m L,加入铬酸钾指示液少许。以 0 .1 mol/L Ag NO3 标准溶液滴定至溶液由黄色变为微红色为止。
计算 :ρ( HCl) =( c2 V2 - 2 c1V1)× 36.5 /1 ( g/L)
若盐酸以 36%计 ,则ρ( HCl)÷ 36%÷ 1 .1 8( m L /L).
来源:《电镀与精饰》2003年第06期
❺ 重金属的检测有哪些方法
重金属检测方法及应用
一、重金属的危害特性
(一)自然性:
长期生活在自然环境中的人类,对于自然物质有较强的适应能力。有人分析了人体中60多种常见元素的分布规律,发现其中绝大多数元素在人体血液中的百分含量与它们在地壳中的百分含量极为相似。但是,人类对人工合成的化学物质,其耐受力则要小得多。所以区别污染物的自然或人工属性,有助于估计它们对人类的危害程度。铅、镉、汞、砷等重金属,是由于工业活动的发展,引起在人类周围环境中的富集,通过大气、水、食品等进入人体,在人体某些器官内积累,造成慢性中毒,危害人体健康。
(二)毒性:
决定污染物毒性强弱的主要因素是其物质性质、含量和存在形态。例如铬有二价、三价和六价三种形式,其中六价铬的毒性很强,而三价铬是人体新陈代谢的重要元素之一。在天然水体中一般重金属产生毒性的范围大约在1~10mg/L之间,而汞,镉等产生毒性的范围在0.01~0.001mg/L之间。
(三)时空分布性:
污染物进入环境后,随着水和空气的流动,被稀释扩散,可能造成点源到面源更大范围的污染,而且在不同空间的位置上,污染物的浓度和强度分布随着时间的变化而不同。
(四)活性和持久性:
活性和持久性表明污染物在环境中的稳定程度。活性高的污染物质,在环境中或在处理过程中易发生化学反应,毒性降低,但也可能生成比原来毒性更强的污染物,构成二次污染。如汞可转化成甲基汞,毒性更强。与活性相反,持久性则表示有些污染物质能长期地保持其危害性,如重金属铅、镉等都具有毒性且在自然界难以降解,并可产生生物蓄积,长期威胁人类的健康和生存。
(五)生物可分解性:
有些污染物能被生物所吸收、利用并分解,最后生成无害的稳定物质。大多数有机物都有被生物分解的可能性,而大多数重金属都不易被生物分解,因此重金属污染一但发生,治理更难,危害更大。
(六)生物累积性:
生物累积性包括两个方面:一是污染物在环境中通过食物链和化学物理作用而累积。二是污染物在人体某些器官组织中由于长期摄入的累积。如镉可在人体的肝、肾等器官组织中蓄积,造成各器官组织的损伤。又如1953年至1961年,发生在日本的水俣病事件,无机汞在海水中转化成甲基汞,被鱼类、贝类摄入累积,经过食物链的生物放大作用,当地居民食用后中毒。
(七)对生物体作用的加和性:
多种污染物质同时存在,对生物体相互作用。污染物对生物体的作用加和性有两类:一类是协同作用,混合污染物使其对环境的危害比污染物质的简单相加更为严重;另一类是拮抗作用,污染物共存时使危害互相削弱。
二、重金属的定量检测技术
通常认可的重金属分析方法有:紫外可分光光度法(UV)、原子吸收法(AAS)、原子荧光法(AFS)、电感耦合等离子体法(ICP)、X荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)。除上述方法外,更引入光谱法来进行检测,精密度更高,更为准确!
日本和欧盟国家有的采用电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)分析,但对国内用户而言,仪器成本高。也有的采用X荧光光谱(XRF)分析,优点是无损检测,可直接分析成品,但检测精度和重复性不如光谱法。最新流行的检测方法--阳极溶出法,检测速度快,数值准确,可用于现场等环境应急检测。
(一)原子吸收光谱法(AAS)
原子吸收光谱法是20世纪50年代创立的一种新型仪器分析方法,它与主要用于无机元素定性分析的原子发射光谱法相辅相成,已成为对无机化合物进行元素定量分析的主要手段。
原子吸收分析过程如下:1、将样品制成溶液(同时做空白);2、制备一系列已知浓度的分析元素的校正溶液(标样);3、依次测出空白及标样的相应值;4、依据上述相应值绘出校正曲线;5、测出未知样品的相应值;6、依据校正曲线及未知样品的相应值得出样品的浓度值。
现在由于计算机技术、化学计量学的发展和多种新型元器件的出现,使原子吸收光谱仪的精密度、准确度和自动化程度大大提高。用微处理机控制的原子吸收光谱仪,简化了操作程序,节约了分析时间。现在已研制出气相色谱—原子吸收光谱(GC-AAS)的联用仪器,进一步拓展了原子吸收光谱法的应用领域。
(二)紫外可见分光光度法(UV)
其检测原理是:重金属与显色剂—通常为有机化合物,可于重金属发生络合反应,生成有色分子团,溶液颜色深浅与浓度成正比。在特定波长下,比色检测。
分光光度分析有两种,一种是利用物质本身对紫外及可见光的吸收进行测定;另一种是生成有色化合物,即“显色”,然后测定。虽然不少无机离子在紫外和可见光区有吸收,但因一般强度较弱,所以直接用于定量分析的较少。加入显色剂使待测物质转化为在紫外和可见光区有吸收的化合物来进行光度测定,这是目前应用最广泛的测试手段。显色剂分为无机显色剂和有机显色剂,而以有机显色剂使用较多。大多当数有机显色剂本身为有色化合物,与金属离子反应生成的化合物一般是稳定的螯合物。显色反应的选择性和灵敏度都较高。有些有色螯合物易溶于有机溶剂,可进行萃取浸提后比色检测。近年来形成多元配合物的显色体系受到关注。多元配合物的指三个或三个以上组分形成的配合物。利用多元配合物的形成可提高分光光度测定的灵敏度,改善分析特性。显色剂在前处理萃取和检测比色方面的选择和使用是近年来分光光度法的重要研究课题。
(三)原子荧光法(AFS)
原子荧光光谱法是通过测量待测元素的原子蒸气在特定频率辐射能激以下所产生的荧光发射强度,以此来测定待测元素含量的方法。
原子荧光光谱法虽是一种发射光谱法,但它和原子吸收光谱法密切相关,兼有原子发射和原子吸收两种分析方法的优点,又克服了两种方法的不足。原子荧光光谱具有发射谱线简单,灵敏度高于原子吸收光谱法,线性范围较宽干扰少的特点,能够进行多元素同时测定。原子荧光光谱仪可用于分析汞、砷、锑、铋、硒、碲、铅、锡、锗、镉锌等11种元素。现已广泛用环境监测、医药、地质、农业、饮用水等领域。在国标中,食品中砷、汞等元素的测定标准中已将原子荧光光谱法定为第一法。
气态自由原子吸收特征波长辐射后,原子的外层电子从基态或低能态会跃迁到高能态,同时发射出与原激发波长相同或不同的能量辐射,即原子荧光。原子荧光的发射强度If与原子化器中单位体积中该元素的基态原子数N成正比。当原子化效率和荧光量子效率固定时,原子荧光强度与试样浓度成正比。
现已研制出可对多元素同时测定的原子荧光光谱仪,它以多个高强度空心阴极灯为光源,以具有很高温度的电感耦合等离子体(ICP)作为原子化器,可使多种元素同时实现原子化。多元素分析系统以ICP原子化器为中心,在周围安装多个检测单元,与空心阴极灯一一成直角对应,产生的荧光用光电倍增管检测。光电转换后的电信号经放大后,由计算机处理就获得各元素分析结果。
(四)电化学法—阳极溶出伏安法
电化学法是近年来发展较快的一种方法,它以经典极谱法为依托,在此基础上又衍生出示波极谱、阳极溶出伏安法等方法。电化学法的检测限较低,测试灵敏度较高,值得推广应用。如国标中铅的测定方法中的第五法和铬的测定方法的第二法均为示波极谱法。
阳极溶出伏安法是将恒电位电解富集与伏安法测定相结合的一种电化学分析方法。这种方法一次可连续测定多种金属离子,而且灵敏度很高,能测定10-7-10-9mol/L的金属离子。此法所用仪器比较简单,操作方便,是一种很好的痕量分析手段。我国已经颁布了适用于化学试剂中金属杂质测定的阳极溶出伏安法国家标准。
阳极溶出伏安法测定分两个步骤。第一步为“电析”,即在一个恒电位下,将被测离子电解沉积,富集在工作电极上与电极上汞生成汞齐。对给定的金属离子来说,如果搅拌速度恒定,预电解时间固定,则m=Kc,即电积的金属量与被测金属离了的浓度成正比。第二步为“溶出”,即在富集结束后,一般静止30s或60s后,在工作电极上施加一个反向电压,由负向正扫描,将汞齐中金属重新氧化为离子回归溶液中,产生氧化电流,记录电压-电流曲线,即伏安曲线。曲线呈峰形,峰值电流与溶液中被测离了的浓度成正比,可作为定量分析的依据,峰值电位可作为定性分析的依据。
示波极谱法又称“单扫描极谱分析法”。一种极谱分析新力一法。它是一种快速加入电解电压的极谱法。常在滴汞电极每一汞滴成长后期,在电解池的两极上,迅速加入一锯齿形脉冲电压,在几秒钟内得出一次极谱图,为了快速记录极谱图,通常用示波管的荧光屏作显示工具,因此称为示波极谱法。其优点:快速、灵敏。
(五)X射线荧光光谱法(XRF)
X射线荧光光谱法是利用样品对x射线的吸收随样品中的成分及其多少变化而变化来定性或定量测定样品中成分的一种方法。它具有分析迅速、样品前处理简单、可分析元素范围广、谱线简单,光谱干扰少,试样形态多样性及测定时的非破坏性等特点。它不仅用于常量元素的定性和定量分析,而且也可进行微量元素的测定,其检出限多数可达10-6。与分离、富集等手段相结合,可达10-8。测量的元素范围包括周期表中从F-U的所有元素。多道分析仪,在几分钟之内可同时测定20多种元素的含量。
x射线荧光法不仅可以分析块状样品,还可对多层镀膜的各层镀膜分别进行成分和膜厚的分析。
当试样受到x射线,高能粒子束,紫外光等照射时,由于高能粒子或光子与试样原子碰撞,将原子内层电子逐出形成空穴,使原子处于激发态,这种激发态离子寿命很短,当外层电子向内层空穴跃迁时,多余的能量即以x射线的形式放出,并在教外层产生新的空穴和产生新的x射线发射,这样便产生一系列的特征x射线。特征x射线是各种元素固有的,它与元素的原子系数有关。所以只要测出了特征x射线的波长λ,就可以求出产生该波长的元素。即可做定性分析。在样品组成均匀,表面光滑平整,元素间无相互激发的条件下,当用x射线(一次x射线)做激发原照射试样,使试样中元素产生特征x射线(荧光x射线)时,若元素和实验条件一样,荧光x射线强度与分析元素含量之间存在线性关系。根据谱线的强度可以进行定量分析
(六)电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)
ICP-MS的检出限给人极深刻的印象,其溶液的检出限大部份为ppt级,实际的检出限不可能优于你实验室的清洁条件。必须指出,ICP-MS的ppt级检出限是针对溶液中溶解物质很少的单纯溶液而言的,若涉及固体中浓度的检出限,由于ICP-MS的耐盐量较差,ICP-MS检出限的优点会变差多达50倍,一些普通的轻元素(如S、 Ca、Fe 、K、 Se)在ICP-MS中有严重的干扰,也将恶化其检出限。
ICP-MS由作为离子源ICP焰炬,接口装置和作为检测器的质谱仪三部分组成。
ICP-MS所用电离源是感应耦合等离子体(ICP),其主体是一个由三层石英套管组成的炬管,炬管上端绕有负载线圈,三层管从里到外分别通载气,辅助气和冷却气,负载线圈由高频电源耦合供电,产生垂直于线圈平面的磁场。如果通过高频装置使氩气电离,则氩离子和电子在电磁场作用下又会与其它氩原子碰撞产生更多的离子和电子,形成涡流。强大的电流产生高温,瞬间使氩气形成温度可达10000k的等离子焰炬。被分析样品通常以水溶液的气溶胶形式引入氩气流中,然后进入由射频能量激发的处于大气压下的氩等离子体中心区,等离子体的高温使样品去溶剂化,汽化解离和电离。部分等离子体经过不同的压力区进入真空系统,在真空系统内,正离子被拉出并按照其质荷比分离。在负载线圈上面约10mm处,焰炬温度大约为8000K,在这么高的温度下,电离能低于7eV的元素完全电离,电离能低于10.5ev的元素电离度大于20%。由于大部分重要的元素电离能都低于10.5eV,因此都有很高的灵敏度,少数电离能较高的元素,如C,O,Cl,Br等也能检测,只是灵敏度较低。
❻ 电镀黑铬有哪几种方法
黑铬镀层与黑镍镀层比较起来,其耐蚀性、耐久性和对太阳能选择吸收性都要好。黑铬镀层的硬度虽低,为HVl30~350,但其耐磨性却与一般的镀铬层相仿。黑铬镀层不是纯粹的金属铬,而是无定形的氧化物结晶。据分析,其金属铬含量只占镀层的50%~75%左右,其余为铬的氧化物,其氧化物主要以三氧化二铬水合物形式存在(Cr203· xH2O)。文献中有一例分析黑铬镀层的化学成分,其结果为:
铬(Cr)56.1%、氮(N)0.4%、碳(c)0.1%、氢(H)1.25%、氧(O)>26.0%
黑铬镀层结晶疏松,呈现树枝状的结构,因此可以完全吸收光波而呈现出黑色。业已证明,随着太阳能的利用开发,黑铬镀层是所有黑色电镀层和涂层中选择性吸收最为优秀的。黑铬镀层吸收率 a和反射率y之比可大于10,因此它在太阳能吸收器、武器、光学仪器仪表和照相机上广为应用;由于黑色比较庄重,所以近来在汽车、日用轻工业品的装饰件等方面应用也越来越多。
黑铬镀层除铝外,对其他常用基体金属的结合力都很好。黑铬镀层的热稳定性高,加热到480℃外观不发生变化。黑铬镀层的耐蚀性虽优于普通镀铬层,但该镀层一般都需有基体的打底镀层,虽然在铜和黄铜基体上能直接镀黑铬,的确也有这样做的;我们避开电化学腐蚀不算,就是从物理因素考虑这样做也是不合理的;因为黑铬镀层与铜或黄铜的热膨胀系数差距很大,如果不用底镀层,则日久黑铬镀层就会开裂,并从基体上脱落下来。因此黑铬的抗蚀性主要还是取决于基体镀层的质量,较合理和较常用的底镀层为镀镍层。不锈钢镀黑铬也较多,但不锈钢由于表面是严重钝态的,所以不锈钢上镀黑铬,应该先在高氯化物的镀镍槽中镀冲击镍,如果黑铬层还有外表较光亮的要求,则还需镀上一层光亮镍层,然后在光亮镍镀层上再镀黑铬。
镀黑铬的配方很多,有硝酸钠型、醋酸型、氟化物型和钒酸型等。近年来出现了一些商品的添加剂,这些添加剂多是组合型的,添加起来比较方便,同时稳定性也较好。
❼ 镀铬的工艺要求
镀铬的工艺要求有许多点,以下是一一列举:
⑴防护一装饰性镀铬
防护一装饰性镀铬不仅要求镀层在大气中具有很好的耐蚀性,而且要有美丽的外观。
这类镀层也常用于非金属材料的电镀。
防护一装饰性镀铬可分为一般防护装饰镀铬与高耐蚀性防护装饰镀铬。表4—28列出防护装饰性镀铬的工艺规范。
装饰性镀铬的工艺条件也取决于欲镀的基体金属材料。可根据基体材料的不同适当调整工作温度和阴极电流密度。
1)一般防护装饰性镀铬
一般防护装饰性镀铬采用中、高浓度的普通镀铬液,适用于室内环境使用的产品。钢铁、锌合金和铝合金镀铬必须采用多层体系,主要工艺流程如下。
①钢铁基体铜/镍/铬体系工艺流程为:
除油→水洗→浸蚀→水洗→闪镀氰铜或闪镀镍→水洗→酸铜→水洗→亮镍→水洗→镀铬→水洗干燥。
表4-28 防护装饰性镀铬的工艺规范
多层镍/铬体系工艺流程为:
除油→水洗→浸蚀→水洗→镀半光亮镍→水洗→光亮镍→水洗→镀铬→水洗→干燥。
↓ ↑
高硫冲击镍 (1μm)
②锌合金基体弱碱化学除油→水洗→浸稀氢氟酸→水洗→电解除油→水洗→闪镀氰铜→水洗→光亮镀铜→光亮镍→水洗→镀铬→水洗→干燥。
③铝及铝合金基体 弱碱除油→水洗→电解除油→水洗→次浸锌→溶解浸锌层→水洗一二次浸锌→水洗→闪镀氰铜(或预镀镍) →水洗→光亮镀铜→水洗→光亮镀镍→水洗→镀铬→水洗→干燥。
2)高耐蚀装饰性镀铬
高耐蚀装饰性镀铬是采用特殊工艺改变镀铬层的结构,从而提高镀层的耐蚀性,该镀层适用于室外条件要求苛刻的场合。
在防护装饰性镀铬体系中,多层镍的应用显着提高了镀层的耐蚀性,研究发现,镍、铬层的耐蚀性不仅与镍层的性质及厚度有关,同时在很大程度上还取决于铬层的结构特征。从标准镀铬溶液中得到的普通防护装饰性镀铬层虽只有0.25~0.5μm,但镀层的内应力很大,.使镀层出现不均匀的粗裂纹。在腐蚀介质中铬镀层是阴极,裂纹处的底层是阳极,因此,遭受腐蚀的总是裂纹处的底层或基体金属。由于裂纹处暴露出的底层金属面积与镀铬层面积相比很小,因而腐蚀电流密度很大,腐蚀速度很快,而且腐蚀一直向纵深发展。由于裂
纹不可避免,如果改变微裂纹的结构,使腐蚀分散,那么就可减缓腐蚀。在此构思下,20世纪60年代中期开发出了高耐蚀性的微裂纹铬和微孔铬新工艺。这两种铬统称为“微不连续铬”由于形成的铬层具有众多的微孔和微裂纹,暴露出来的镀镍面积增大但又很分散,使镍层表}面上的腐蚀电流密度大大降低,腐蚀速度也大为减缓,从而提高了组合镀层的耐蚀性,并且使镍层的厚度减小5μm左右。
①微裂纹铬在光亮镀镍层上施镀一层0.5~3μm高应力镍,再镀0.25μm普通装饰铬,由于高应力镍层的内应力和铬层内应力相叠加,就能在每平方厘米上获得250~1500条{分布均匀的网状微裂纹铬。
研究发现,普通镀铬电解液中加入少量的seO42-,可得到内应力很大的镀铬层。在添加seO42-的镀液中得到的铬镀层带有蓝色。SeO42-含量越高,镀层的蓝色越重。
采用双层镀铬法也可获得微裂纹铬镀层。工艺为先镀覆一层覆盖力好的铬镀层,然后在含氟化物的镀铬溶液中镀覆一层微裂纹铬层。双层法电镀微裂纹铬镀层的工艺见表4—28。,双层法的缺点是需要增加设备,电镀时间长,电能消耗多。故目前已用单层微裂纹铬代替,{但单层微裂纹铬也存在氟化物分析困难及微裂纹分布不均等缺点。
②微孔铬 目前使用最多的电镀微孔铬的方法是在光亮镀镍上镀覆厚度不超过0.5μm的镍基复合镀层(镍封闭),再镀光亮铬层,便得到微孔铬层。
镍基复合镀层中均匀弥散的不导电微粒粒径在0.5μm以下,在镀液中的悬浮量为50~lO0g/L,微粒在复合镀层中含量为2%~3%。常用的微粒有硫酸盐、硅酸盐、氧化物、氮化物和碳化物等。由于微粒不导电,在镀铬过程中微粒上没有电流通过,其上面也就没有金 属铬沉积,结果就形成了无数微小的孔隙,密度可达每平方厘米一万个以上。
3)防护装饰性电镀注意事项
①较大零件人槽前要通过热水冲洗预热,切勿在镀液中预热,否则会腐蚀高亮度的底层表面。
②小零件需采用滚镀铬工艺,滚镀铬镀液中应加入氟硅酸,防止零件滚镀时瞬间不接触导电而致表面钝化。
③零件带电入槽,对于复杂零件采用冲击电流,或增大阴、阳极距离。
④每一电镀层都要抛光,提高光洁程度,减少孔隙,防蚀。
⑤在镍上镀铬时,如镍钝化,可用酸浸法活化,然后镀铬。活化方法为:在30%~50%(体积分数)的盐酸中浸30~60s;在20%(体积分数)的硫酸中浸蚀约5min;在5%(体积分数)的硫酸中阴极处理l5s左右,再镀铬,就可得到结合力良好的镀铬层。
⑥电源宜采用全波整流。
⑦采用高浓度铬酐镀液时,可安装回收槽以节约铬酐,降低成本,减少废水处理量。
⑵滚镀铬
需要镀铬的细小零件,如采用通常的挂镀,不仅效率低,而且镀件上常留下夹具的痕迹,不能保证镀层的质量。滚镀铬多用于体积小、数量多、又难以悬挂零件的装饰性多层电镀,如铜/光亮镍/铬或光亮低锡青铜/铬。此法可提高生产效率、降低成本。但它只适用于形状简单、具有一定自重的镀件;不适用于扁平片状、自重小以及外观要求较高的零件电镀。
滚镀铬时应注意的事项如下:
①滚镀铬溶液用蒸馏水或去离子水配制,注意清洁,严防杂质带入,特别注意不要带人Cl一;
②硫酸根应控制适宜,不易过高,以免零件表面发黄或镀不上铬,过量的硫酸可用碳酸钡除去;’
③氟硅酸对镀层有活化作用,并能扩大光亮范围,不可缺少,也不宜过量;
④带电入槽,开始使用冲击电流,约l~2min即可;
⑤零件装入滚桶前,必须将桶内的铬酸液清洗净,以防零件被铬酸腐蚀发花;
⑥滚桶使用一段时间后,用盐酸处理,以除去滚桶网上的铬层;
⑦零件小,温度可稍低些,为避免镀液温度升高最好用冷却装置。
⑶镀硬铬
硬铬又称耐磨铬,硬铬镀层不仅要有一定的光泽,而且要求底层的硬度高、耐磨性好并与基体结合牢固。
镀层厚度应根据使用场合不同而异。在机械载荷较轻和一般性防护时,厚度为l0~20μm;在滑动载荷且压力不太大时,厚度为20~25μm;在机械应力较大和抗强腐蚀作用时,厚度高达l50~300μm;修复零件尺寸厚度可达800~1000μm。
耐磨镀铬一般采用铬酐浓度较低(Cr03150~200g/L)的镀液,有的工厂也采用标准镀铬液。工艺条件上宜采用较低温度和较高的阴极电流密度,应视零件的使用条件和对铬层的要求而定。表4—29列出了获得最大硬度镀铬层的适宜温度和电流密度关系。生产上一般采用温度为50~60℃(常用55℃)和25~75A/dm2(多数为50A/dm2)的阴极电流密度。工艺条件一经确定,在整个电沉积过程中,尽可能保持工艺条件的恒定,特别是温度,变化不要超过±1℃。
镀硬铬应注意如下问题。
①欲镀零件无论材质如何,只要工件较大,均需预热处理,因为镀硬铬时间较长,镀层较厚,内应力大且硬度高,而基体金属与铬的热膨胀系数差别较大。如不预热就施镀,基体金属容易受热膨胀而产生“暴皮”现象,预热时间根据工件大小而定。
②挂具用材料必须在热的铬酸溶液中不溶解,也不发生其他化学作用。夹具还应有足够的截面积,且与导电部件接触良好。否则因电流大,槽电压升高,局部过热。
应按照各种材料的导电率选择夹具的截面积,常见的几种材料允许使用电流为:紫铜——3A/mm2,黄铜——2.53A/mm2,钢铁——2A/mm2。
夹具结构应尽量采用焊接形式连接;夹具非工作部分应用聚氯乙烯塑料布或涂布耐酸胶绝缘。
③装挂时应考虑便于气体的逸出,防止“气袋”形成,造成局部无镀层或镀层厚度不均。
④复杂零件镀铬应采用象形阳极,圆柱形零件两端应加阴极保护,避免两端烧焦及中间镀层薄的现象;带有棱角、尖端的零件可用金属丝屏蔽。
⑤为提高镀层的结合力,可进行反电、大电流冲击及阶梯式给电。反电时间为0.5~3min,阴极电流密度为30~40A/dm2。大电流冲击为80~120A/dm2,时间为l~3min。
⑥对于易析氢的钢铁部件,应在镀后进行除氢处理。
⑷镀松孔铬
松孔铬镀层是具有一定疏密程度和深度网状沟纹的硬铬镀层,具有很好的储油能力。工作时,沟纹内储存的润滑油被挤出,溢流在工件表面上,由于毛细管作用,润滑油还可以沿着沟纹渗到整个工件表面,从而改善整个工件表面的润滑性能,降低摩擦系数,提高抗磨损性能。
获得松孔铬的方法有机械、化学或电化学法。
①机械法在欲镀铬零件表面用滚压工具将基体表面压成圆锥形或角锥形的小坑或相应地车削成沟槽,然后镀铬、研磨。此法简单,易于控制,但对润滑油的吸附性能不太理想。
②化学法利用镀铬层原有裂纹边缘具有较高活性的特点,在稀盐酸或热的稀硫酸中浸
蚀,裂纹边缘处的铬优先溶解,从而使裂纹加深加宽,达到松孔的目的。此法铬的损耗量大,溶解不均匀,质量不易控制。
③电化学法在镀硬铬后,经除氢、研磨后,再在碱液、铬酸、盐酸或硫酸中进行阳极松孔处理。由于铬层裂纹处的电位低于平面的电位,因此裂纹处的铬优先溶解,从而使裂纹加深加宽。处理后的松孔深度一般为0.O2~0.05μm。
阳极浸蚀时,裂纹的加深和加宽速度用通过的电量(浸蚀强度)来控制。在适宜的浸蚀强度范围内,可以选择任一阳极电流密度,只要相应地改变时间,仍可使浸蚀的强度不变。浸蚀强度根据镀铬层原来的厚度确定。厚度为l00μm以下的铬镀层,浸蚀强度为320A·min/dm2,厚度为l00~150μm的铬镀层,浸蚀强度为400A·min/dm2,150μm以上的铬镀层,浸蚀强度为480A·min/dm2。对于尺寸要求严格的松孔镀铬件,为控制尺寸,最好采用低电流密度进行阳极松孔;当要求网纹较密时,可采用稍高的阳极电流密度;当零件镀铬后经过研磨再阳极松孔时,浸蚀的强度应比上述数值减少(1/2)~(1/3)。
松孔铬层的网状裂纹密度取决于硬铬镀层原有裂纹密度。因此镀铬工艺对松孔镀铬的影响很大,必须严格控制。根据实践经验,采用表4-30所列工艺镀铬,可获得质量比较稳定的松孔铬镀层。
黑铬镀层在色
他化学和电化学方法获得的黑色覆盖层优越,因此在航空、汽车、仪器仪表等需要消光的装饰性镀层以及太阳能吸收层方面获得广泛应用。黑铬镀层的黑色是由镀层的物理结构所《致,它不是纯金属铬,而是铬和三氧化二铬的水合物组成,呈树枝状结构,金属铬以微粒形式弥散在铬的氧化物中,形成吸光中心,使镀层呈黑色。通常镀层中铬的氧化物含量越高,黑色越深。黑铬镀层的耐蚀性优于普通镀铬层。黑铬镀层硬度虽只有130~350HV,但耐磨性与普通镀铬层相当。黑铬镀层的热稳定性高,加热到480℃,外观无明显变化,与底层的结合力良好。电镀黑铬工
铬酐是镀液中的主要成分,其含量在150~400g/L范围内均可获得黑铬镀层。铬酐浓度低,镀液分散能力差;浓度高,虽然镀液的分散能力有所改善,但镀层的抗磨性能下降。一般在200~350g/L之间选用。
硝酸钠、醋酸是发黑剂,含量过低时,镀层不黑,镀液电导率低,槽电压高。浓度过高,镀液的深镀能力和分散能力差。通常硝酸钠控制在7~12g/L,醋酸控制在6~7g/L之间。在以硝酸钠为发黑剂的镀液中,没有硼酸时,镀层易起“浮灰”,尤其是在高电流密度下更为严重。加入硼酸可以减少“浮灰”。硼酸达到30g/L时,可以完全消除“浮灰”。硼酸的加入还可以提高镀液的深镀能力,并使镀层均匀。
镀液温度和阴极电流密度对黑铬镀层的色泽和镀液性能影响极大。最佳条件是低于25℃,电流密度大于40A/dm2。阴极电流密度过小,镀层呈灰黑色,甚至出现彩虹色;但也不宜过大,当大于80A/dm2时镀层易烧焦,而且镀液升温严重;当温度高于40℃时,镀层表面产生灰绿色浮灰,镀液深镀能力降低。因此,在电镀黑铬的过程中,必须采取降温措施。SO42-和cl一在镀黑铬电解液中都是有害杂质,SO42-使镀层呈淡黄色而不黑,可用BaC03或Ba(OH)2沉淀除去;Cl一使镀层出现黄褐色浮灰,因此配制溶液时应使用去离子水,并且在生产过程中严格控制有害杂质的带人;挂具和阳极铜钩应镀锡保护。
黑铬镀层可以直接在铁、铜、镍和不锈钢上进行施镀,也可以先镀铜、镍或铜锡合金做底层以提高抗腐蚀性和耐磨性。对形状复杂的零件应使用辅助阳极,阳极材料采用含锡7%的铅锡合金或高密度石墨。
镀完黑铬的零件,烘干后进行喷漆或浸油处理,可以提高光泽性和抗腐蚀能力。
⑹镀乳白铬
乳白铬一般厚度在30~60μm,抗蚀性能良好,但硬度较低,光泽性差。镀乳白铬的工艺、镀前准备和镀后处理,基本与镀硬铬相同。其主要的不同点是:要求温度较高(65~75℃),阴极电流密度较低(25~30A/dm2)。
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