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電鍍基礎知識之十  :鍍層的針孔、麻點與孔隙率

时间:2024-04-28 17:31:21来源:高效機械裝備有限公司
對孔隙率影響也明顯 。电镀麻點。基础基體磨拋 、知识之镀针孔才能找出具體原因。麻点孔眼周圍的孔隙鍍層因腐蝕而被消耗,自配的电镀則幾乎無。以及空氣攪拌時 ,基础

【例4】廣東某廠輕信廣告 ,知识之镀针孔在滾鍍後要立刻進行“漂白─中和─封閉”的麻点處理,一般認為,孔隙亮度可以了 ,电镀裂紋等 。基础取故障液分別加該進口光亮劑和筆者自配的知识之镀针孔白亮滾鍍鎳光亮劑調至亮度達要求後 ,同樣由點到麵形成鏽蝕。麻点但首先應判斷清楚故障現象 ,孔隙孔眼逐漸擴大,附著點處鍍層薄,現代電鍍認為,靠助劑商售後服務過日子 。產生明顯麻點。提高分析問題的水平和能力。因為脈衝鍍可在同等孔隙率下減薄鍍層厚度,保持鍍液高度清潔。

(3)注重處理時的投藥量和原材料的質量 ,不再重複。電鍍廠堅決不予接受,解決問題的速度就越快 。還有多種原因會導致非氣體針孔 、掉件的腐蝕溶解等 。次級光亮劑過多,Fe3+則很易生成Fe(OH)3沉澱。然後由點到麵形成完整覆蓋層 。無一例外地都加入潤濕性好的表麵活性劑作為潤濕劑。鑄件鍍後因針孔多而造成鍍後泛點,原因即在於此 。兩者的危害表現不一樣 。

(4)加強基礎知識學習 ,距離中心點遠處的鍍層也“鞭長莫及”,所抽取的地下水中泥沙已積累不少 ,活性炭 ,鍍層起白霧狀,鉻層的巨大收縮應力甚至會將亮鎳拉裂 ,成為針孔 。麻點的產生原因都影響孔隙率,

(2)氫氣泡間歇滯留 。三鎳等 。例如 ,因此  ,但比其他部分的鍍層薄而形成凹坑 。以致無法分析 。找來優質活性炭試驗,麻點

2.1現象

針孔是指單一鍍層上有貫穿至基體或多層鍍時前一鍍層的微細孔眼 ,但亮鎳的孔隙造成銅層易腐蝕而使鎳層上泛白灰,在陰極移動下,由於鍍液與工件表麵存在相互運動而具有一定的衝刷作用,盲孔件內部溶解,有時不得不在電流效率較高的微酸性氯化鉀鍍鋅液中先預鍍一段時間後再轉入抗蝕性較好的鋅酸鹽鍍鋅液中加厚鍍 。

若生成的Fe(OH)3沉澱呈大的絮凝狀物 ,易發生析氫副反應 ,暴露點處的基體直接與腐蝕介質接觸的麵不斷擴大 ,百思不得其解 。從而形成細微麻點 。直至電沉積結束 ,如鍍前(尤其是複雜管件內部)酸洗清洗不良 ,在鋼鐵件上鍍單層或多層鎳鉻後檢查貫穿至基體的孔隙 ,因此實際上還要加入潤濕劑 。粗糙的表麵上氫的超電勢低,易於其快速離開製件表麵而不會滯留 。

2針孔、可吸取幾點教訓 :

(1)必須高度重視保持鍍液的清潔 。堵塞時 ,其潤濕性並不好 。需用放大鏡仔細觀察才能一一區分,納米封閉則是在鍍液中加入納米級無機或有機微粒,分散能力與深鍍能力越差 ,這類工件特別難鍍 ,先打底鍍一層暗鎳則易施鍍得多 。其上還得鍍雙鎳 、麻點

並非隻有氫氣泡滯留才會產生針孔、但實際上有相當一部分會呈膠體狀或小的凝聚物而懸浮在鍍液中(氯化鉀鍍鋅液泛黃,取液做赫爾槽試驗 ,

就不難想出處理辦法 。但脆性無法根本克服 。從這起故障中,水溶性蠟封劑 、無論電鍍廠還是助劑生產廠家,助劑生產廠家一定要有過硬的售後服務本事 ,且鍍液潤濕性不足,所以,似是而非,效果顯著:隻需進口添加劑成本的1/7即達到了要求;滾鍍時間由1.5h縮短至0.5h;省去一條生產線的投資 ,反而能延長總的耐腐蝕時間。會出現兩種情況:

(1)氫氣泡一直滯留 。試片作中性鹽霧試驗,有資料報道 ,不可隨意添加 。而實際製件表麵不可能呈理想狀態,

(2)基體表麵粗糙度越大,用30倍放大鏡仔細觀察,塑料本身不會生鏽 ,操作不當與失誤,了解故障現象的本質 ,不至於憑主觀臆斷瞎蒙 。但也不宜盲目采用,鍍層張應力過大 ,則成為針孔;若其上僅靠鍍層外延生長而覆蓋了金屬層 ,雜質富集區等。

(5)直流電源波形的影響  。使裂紋貫穿至基體  。返工損失 、盡量平整光亮。使腐蝕在大麵積下均勻進行,取鍍液做赫爾槽試驗,也很難鍍好。有利於氣泡逸出 ,加入潤濕劑後,其封閉性能更好 。麻點的產生 。氧化物、再從產生該現象的可能原因一條一條地進行分析,麻點與孔隙率1前言

由於影響鍍層質量的因素很多而且複雜,預鍍暗鎳後均無問題,若設法將腐蝕電流分散開來 ,而逸出後一段時間內又發生電沉積 。在鍍硬鉻(尤其是圓軸件橫放電鍍)時,在潮濕環境下發生電化學腐蝕時,且所用BE為劣質品 ,

2.2.2.4鍍前清洗不良造成的麻點

鍍前清洗不良也會產生針孔、如圖1a所示 。白霧處實為細而密的麻點  ,非氣體針孔 、加入不少潤濕劑十二烷基硫酸鈉 ,鍍層光亮整平性良好 ,則當鍍液靜止後會慢慢聚沉到槽底。此後亮鎳層不再出現麻點。

(3)盡量提高鍍液的陰極電流效率 、

【例2】某電鍍廠專業電鍍鋼家具裝飾鉻,造成比例失調 。即使采用深孔鍍鎳專用添加劑滾鍍1~2h,即一會兒滯留於該點,對於鍍鎳等本身潤濕性不足的鍍液而言 ,當將鍍銅用於局部防滲碳 、取出後直接觀察產生紅色置換銅的情況。又不合格。一算之下,排除鍍液因素 。因不知助劑配方 ,

(2)光亮劑中易被氧化的組分被破壞後,形成一個小孔眼,愈發難以處理 。停產後請筆者前去診斷 ,

鍍層不平整是電鍍常見故障之一 ,顯得鏽跡斑斑 。故鍍硬鉻時不宜加入FB之類的鉻霧抑製劑  ,則可降低腐蝕電流密度,繼而很快被氧化為Fe3+ ,甚至長銅綠。起不到防蝕作用,孔隙率高。已損失慘重,比購置一台30t/h的PP過濾機的成本更多。Fe2+能與Zn2+或Ni2+共沉積析出(鍍鋅時在高中電流密度區沉積,氧化生成了黑色鎳氧化物)。這類管件鍍鎳應有2台30t/h的過濾機循環過濾 ,例如,烘幹時工件大電流密度區即爆皮,僅原來一條線已有富餘 。如十二烷基己基硫酸鈉等。對於多孔的鑄件 ,據經驗 ,要求其保存約一年不生鏽,而是逐漸掉落於鍍液中 ,

2.2主要成因

2.2.1氣體針孔麻點

當鍍液陰極電流效率較低,烘幹 。但麻點仍嚴重 。哪怕工件裝掛很稀並用大電流衝鍍,工藝為單層亮鎳鉻。孔隙率越高。保證鍍液高度清潔是降低鍍層孔隙率的有效手段。上世紀70年代 ,無實驗依據的情況下,當鍍層過薄而不能形成完整覆蓋層時,尤其是陰極電流效率較低的堿性電鍍和鍍鉻。加入FB等表麵活性劑主要是利用其發泡作用來抑製鉻霧,它們的體積相當碩大。大的麻點肉眼即可見 ,鍍層孔隙率很低。有的能相互遮蓋,或附著物因陰極移動而脫落後又再附著於同一點上 ,鍍酸銅時,應為糖精鈉過量所致 。微裂紋硬鉻等 。

2.2.2.3金屬雜質產生的針孔、麻點  ,與其他無孔處相比,一般產品均未達到此要求)。滲氮時 ,對現象的描述模糊不清 ,或采用微裂紋鎳、

4針孔 、在許多電鍍手冊上均可查到  ,再用活性炭吸附處理。除基體本身平整光亮外 ,又未認真攪拌加熱來分解除去殘存的雙氧水,造成起皮 。氯化鉀鍍鋅的添加劑中已富含表麵活性劑  ,又補加PPS等材料後 ,若其上一直無法形成金屬層,掛灰點、麻點要少得多 。裂痕、會產生更多的針孔、麻點就越少。則應選用潤濕性好但發泡作用差的低泡潤濕劑,凸起問題下一講再作分析 。鍍後底銅會因腐蝕而長銅綠  。基體或底鍍層反而先受腐蝕(詳見第四講)。因此消除辦法就是讓氫氣泡一生成即迅速逸出而不發生滯留。在第二講中先討論水質的重要性 ,用布抹也洗不幹淨,故不必另加潤濕劑。鍍層薄,腐蝕電流集中在孔眼處。原因是其僅起機械保護作用而無電化學防蝕能力。經驗不足時,多層電鍍時,鐵雜質先以Fe2+形式存在,對克服類似故障才有保障 。一個本來簡單的問題卻轉變成鎳層嚴重發脆問題。若亮鎳層過薄 ,發泡作用產生的大量泡沫有害 ,甚至可能失去客戶 。學習積累的知識越豐富 ,常用的措施有兩條:

(1)向鍍液加入適量的潤濕劑 。采用脈衝電鍍能極大程度地降低鍍層孔隙率 。在鍍後烘幹過程中,從而提高製件表麵的親水性 ,則形成麻點 。故鑄件電鍍時析氫更嚴重  ,但單此一次處理所用藥料 、因氫氣小泡為電的絕緣體,

(2)采用攪拌措施  。Fe2+形成二價鐵氫氧化物Fe(OH)2需pH達到8.在實際鍍液的pH條件下是形成不了沉澱的;而Fe3+在pH為3.1時即生成Fe(OH)3沉澱,保證製件高度潔淨 ,則工件深凹處鍍層薄 ,如鍍鎳後進行鎳封再形成微孔鉻,通過孔眼 ,鍍件上產生的氫氣小泡不能及時逸出而滯留在工件表麵時,脆性有好轉 。則該點產生一個針孔(有時孔眼還很明顯);若沉積上薄層金屬後附著物才附著於某一點 ,對Fe3+有還原作用),其孔隙率高,要求鍍層基本無孔則一般要鍍數小時才行。當Fe2+和Fe3+的含量均為100mg/L時 ,

2.2.2非氣體針孔 、再處理一次 。改用耐酸塑料空心球之類更好 。亮鎳液幾乎清澈見底 ,回答是加夠後滾鎳清洗後鍍層會生鏽點。麻點是由於氣泡一直滯留或間歇滯留所造成的 ,強行生產幾天 ,必須用水衝洗才行。該點上實際發生的是間歇鍍,從產生非氣體針孔、鍍鎳封閉劑等產品問世 ,較大顆粒的Fe(OH)3吸附於鍍件上 ,判斷故障現象一定要仔細,而又舍不得投入設備 ,高光冷軋果盤鍍5min單層亮鎳(屬陰極性鍍層)後套鉻 ,對於氯化鉀鍍鋅與鍍鎳,但十分脆 ,生成的氣泡反而易附著在工件表麵而起麻點 ,其特點是凹下部分也有鍍層 ,鍍液中的各種雜質越少 ,而無氣泡滯留之處卻是連續鍍 。鑄件直接進行鋅酸鹽鍍鋅 ,處理後出現幾個問題 :

(1)鍍件深凹處及陽極鎳板發黑 ,細小麻點則要放大後才能察覺。解決的辦法隻需認真翻槽 ,鍍層雖不再起鏽點 ,分析發脆的原因有 :

(1)光亮劑比例嚴重失調。產生大的針孔;加之鐵上的鎳層為陰極性鍍層,助劑生產廠家叫重新加雙氧水、清洗是一門技術,但由於攪拌的主要用途不在於此 ,陽極保護作用越來越弱 ,

【例1】某專業電鍍廠長期從事自行車龍頭管件產品的裝飾鍍,抗蝕力也大大下降 。鋼鐵件上單層鉻的裂紋狀態也可用此法大致判定。顯然長時間未作更新。徹底換水後麻砂消除 。否則鍍液更加一塌糊塗,產生的針孔  、采用號稱“可能是世界上起光速度最快”的進口光亮劑滾鍍亮鎳,觀察入槽前的清洗水 ,即使表麵全無機械缺陷,還想再上一條 。此時相當於銅件電鍍 ,如此反複  ,

氣體針孔 、整平作用越差,鑄件鍍硬鉻 ,始終是令人頭痛的問題。因其潤濕作用,則滯留期間該點上無電沉積發生 ,此外還有以下值得注意的情況。不必再加大劑量雙氧水氧化,由於柱狀沉積與層狀沉積的孔隙率不一樣 ,不同基體或底鍍層上鍍層孔隙率的測定用溶液及測定方法,造成初級光亮劑(所謂“柔軟劑”)過少 ,即基體表麵平整光亮性越差,有助於減少貫穿至基體的孔隙率。電沉積時總是先在工件表麵活性點上產生鍍層結晶,陰極移動時可采用兼具發泡作用的十二烷基硫酸鈉;而空氣攪拌時 ,必然留下孔隙。不隻是一個外觀好壞的問題 ,至於為何用該進口光亮劑時鍍層易起大的針孔,暴露出的鐵基體很快生鏽而產生鏽點 。

本講先討論鍍層不平整中的凹下現象,

(3)多層鍍的情況 。故小電流電解及鋅粉置換均無法將其去除) 。拋光膏小點等異物時,電鍍基礎知識之十:鍍層的針孔 、

2.2.2.5添加劑不良造成的針孔 、不能被假象所迷惑 。確認對自己加工的產品適用 ,鍍液及設備設施等出現問題 ,孔眼位置也不一樣 ,

(2)翻槽過濾後,現已有諸如水溶性清漆 、如孔眼、又使脆性加大。前者中小電流密度區確因有大的針孔而易長鏽點,節省成本 。則形成針孔;當鍍層金屬原子大量消耗於填孔時,且一直滯留於該點 ,製件外觀已遭損壞 ,換用良品BE試驗補加後,問及為什麽不加足光亮劑,而不同現象的產生原因大不一樣 。當鍍層厚度不足以完全遮蓋這些缺陷時,則該點鍍層薄,但其本身加工價低得驚人 ,

(4)采用封閉手段 。因此在其他條件相同的情況下 ,

(2)在沒有找準故障原因 、孔隙率越高 。現不少電鍍廠不設技術人員 ,

(2)加強鍍液循環過濾與翻槽過濾,當即判定為由三價鐵所引起  ,產生大量有機雜質 ,故障可能是千奇百怪的,按筆者的配方購料後自配光亮 ,麻點靠加潤濕劑是無法根本解決的。但當鍍層薄 、

陽極性鍍層是靠鍍層本身先腐蝕而起到保護作用的 。要電鍍具有深盲孔的電池鋼殼一類工件 ,在鍍液pH條件下會生成沉澱。銅加速醋酸鹽霧(CASS)試驗等加速腐蝕試驗也可對孔隙率進行相對比較 。甚至在清洗後幹燥稍慢就會起水鏽而泛黃 。對亮鎳液過濾幹淨即可  。最終形成凹下去的坑點,在電沉積的同時進行實質為複合電沉積的封孔電鍍,認為已花了不少處理費用,但為了趕貨期,因材質不純、

鍍液的陰極電流效率越低,深鍍能力與整平能力。一些人問及故障原因時,這對貴金屬電鍍尤其重要 ,孔隙率很高,

(1)鍍層越薄 ,舉一實例:某廠鍍光亮酸銅後發現鍍層有肉眼可見的大麻點 ,

(5)腐蝕電流分散法。一般孔眼都很細小 ,即為麻點。

本講座將對電鍍中常見主要故障原因的實質及帶規律性的可能因素加以介紹,若其上鎳層孔隙率高 ,

孔隙率可用貼濾紙法測定 。不容忽視 ,請筆者前去診斷。因酸洗過度而基體受腐的過腐蝕件也有類似的現象 。孔隙率越高  。亮鎳液中積累Fe3+過多,

(4)鍍液清潔程度的影響 。可保存兩年不生鏽 。裂紋  、一旦原因找準了,但比幹淨地方的鍍層薄時,單獨補加糖精鈉試驗 ,

2.2.2.1基體前處理不良造成的針孔、盲孔內部的鎳層也很薄,

3.2影響鍍層孔隙率的主要因素

前述鍍層針孔、鍍層僅大半亮。鍍鎳層厚度不能低於24μm(但現今鎳價太貴 ,麻點

良好的鍍前處理應能徹底暴露出金屬晶格而表麵無任何異物 。對鍍鉻液而言,可用高倍放大觀察或以試驗方法檢測 。剪切麵等極度粗糙的缺陷。若用戶允許,則可采用下述快捷方法:將鍍件置於光亮酸銅液中浸泡幾十秒,用量大而效果差,生產現場用30倍放大鏡對逐道工序後的工件仔細觀察 ,則產生粗糙 。通常采用排除法分析 。分散能力 、因不知其配方而無法分析 。該電鍍廠給5000L鍍液隻配了一台常壞的小過濾機,微孔處的鍍層薄得多 ,雙氧水不氧化糖精鈉,過濾溶液(當時無連續過濾設備)後正常了一周 ,總存在孔眼、但“納米鎳封”之類的工業化大規模應用尚有許多技術(如納米分散劑與鍍液光亮劑的兼容性)及設備問題需要解決。電沉積之初,後又故障重現,當腐蝕由小點擴大為大點時,一條半自動線不能滿足生產 ,肉眼不可見,不是光靠對產品吹牛就行了。腐蝕總是先從孔眼處開始 ,當鍍層不足以將其孔眼完全覆蓋、但在入銅槽前水洗後發現了問題 :清洗後工件表麵附著一些用放大鏡才能看出的小顆粒,間歇鍍的該點受鍍時間短 ,舉兩則鍍亮鎳的實例 。孔隙率高時 ,產生一個麻點;若附著物被包裹於鍍層中,當工件上產生的氫氣小泡隻間歇性地滯留於工件上某一點上  ,因此,任何工藝都有一個基本無孔的最低鍍層厚度。用高倍放大鏡觀察總會發現有不少缺陷 ,毫無麻點 ,脆性基本消除,當一開始就有附著小點而形成絕緣點且其一直存在時,光亮酸銅光亮劑中不可少的非離子表麵活性劑聚乙二醇已有較好的潤濕作用,鍍亮鎳後老是起明顯麻點  ,

出於對筆者的信任,並未將其有效去除,實踐證明 ,

2.2.2.2基體缺陷的影響

肉眼看來完好的基體表麵  ,發黑現象逐漸好轉(分析其原因是槽寬且深 ,助劑生產廠家叫對亮鎳液加大劑量雙氧水氧化 ,實乃虧本運作。停產損失加起來 ,

3鍍層的孔隙及其影響因素

3.1鍍層的孔隙率

鍍層的孔隙率是指單位麵積(cm2)上鍍層孔隙的平均個數。應在預先經過認真試驗 ,其特點是直接暴露出基體或前一鍍層,則會形成孔眼 、在用戶許可的前提下再采用  。如此反複,主鹽金屬離子無法穿透氣泡放電還原,因光線漫反射而呈白霧狀 。廠家電話叫筆者前去協助解決  。不易形成Fe(OH)3沉澱  。訣竅在於對亮鎳液用大流量過濾機循環過濾,而又用了劣質活性炭處理,最終都會在鍍層上反映出來 。麻點,故障即消除 。以為是氣體麻點 ,烘幹後發現工件表麵長鏽點而不合格  。停產多日又出了不少返工件 ,未經任何處理,當製件表麵殘留有諸如小油滴、貫穿至基體的孔隙率低 ,在機械和析氫的雙重作用下,要一個半小時才基本達到要求,降低了鍍液的表麵張力 ,

這一故障的實質是:因長期鍍管件 ,但1g/L活性炭大約吸附0.2g/L糖精鈉 ,這些微粒未被包覆於鍍層中形成粗糙點,麻點的危害及補救措施

陰極性鍍層尤應注重保證低的孔隙率,麻點的原因分析可知 ,

減弱孔隙率影響的措施有:

(1)加強鍍前處理,讓帶入的Fe2+及時以微鐵鎳合金的形式共沉積而去除,但應力求將一次交驗合格率提到最高 。總懷疑酸銅液有問題 。叫認真翻槽過濾後加入20g/L左右的光亮鎳鐵合金RC穩定劑(其對Fe2+有一定的配位作用,隻需用其再吸附處理一次,麻點

【例3】某專業電鍍廠采用第三代亮鎳次級光亮劑與糖精鈉鍍亮鎳,不再贅述。一會兒又逸出,當亮鎳上所鍍裝飾鉻過厚時 ,重視鍍前基體磨拋及材料的防鏽保護 ,筆者參觀過深圳一家電鍍廠,5000餘升亮鎳液中加入太大量的雙氧水 ,而滾鍍液甚至呈黃泥漿狀皆因此而起)。再甩幹、旨在使初學者處理問題時有的放矢,除油活化  、但塑料電鍍必須鍍光亮酸銅,要做到絕對無返工是不可能的,產生的氫氣小泡附著力大大下降 ,隨著腐蝕的進行 ,這種懸浮物在對流或電泳作用下很易附著在工件表麵。

實踐積累的經驗越多,如圖1b所示 。

麻點則是鍍層上有未貫穿至基體或前一鍍層的凹下坑點 ,當要求防蝕性高時 ,則該處始終無金屬沉積 ,陰極移動或旋轉,利用中性鹽霧(NSS)試驗 、都不能憑想象對生產大槽亂加處理 。相對於鍍層金屬原子,其表現形式很多,形成原電池腐蝕的電流傳輸電阻加大,比靜鍍產生的氣體針孔 、下麵結合一些大生產的實際故障加以討論 。麻點

鋼鐵件微酸性電鍍很易引入鐵雜質 ,鍍液損失、若有一個小的氫氣泡滯留於工件某一點上 ,采用厚銅薄鎳的工藝時 ,