杂质对镀镍层的影响及消除方法

好知识2013-01-23 03:01:003038

电镀过程中,由于阳极泥渣、水质及操作过程带入等因素,容易造成镀液中杂质积累,
对镀层质量产生影响。生产中应及时发现并进行适当处理,避免产生废品。
(1)铁离子的影响及消除方法
铁杂质在镀液主要以Fe2+存在,容易形成极小的氢氧化亚铁胶体,胶体吸附Fe2+离子而

形成[nFe(OH)2]Fe2+微粒,向阴极移动,破坏镀镍层致密和连续性,并夹杂在镀镍层中,使镀镍层孔隙增加,抗腐蚀性降低。在测量孔隙时,出现蓝色的假象斑点,会混淆对镀层的质量判断,同时还会产生纵向裂纹,导致脆性,特别是当铁含量大于0.1g/L时,这种现象尤为严重,此时溶液浑浊,阳极白色布变黄,镀层呈暗灰色,孔隙成倍增加。
生产中可在pH值约为3下,用0.05~0.1A/dm2电流电解处理,也可用双氧水一活性炭法,即先将pH值调至3~3.5,用6%双氧水5~10mL/L将低价铁氧化成高价铁,同时将有机杂质部分分解,再加热至65~70℃,保持2h,使多余双氧水分解,以碱式碳酸镍(必要时可用NaOH溶液)调整pH值至5.5~6以上,使氧化后的高价铁等最大限度地形成沉淀;加入粉状活性炭0.5~lg/L,搅拌2h,静置过滤;调整pH值为3左右,挂人清理过的阳极,以0.1~0.5A/dm2电流电解4~8h,直至瓦楞型阴极上镀层颜色均匀一致;分析并调整镀液成分、酸度,通过赫尔槽试验检验处理的效果,并补加开缸量1/2~1/3添加剂和开缸量的润湿剂。
还可采用高锰酸钾一活性炭法:预调pH值为2.5左右,在搅拌下加入5%高锰酸钾溶液,至微红色;加温65~70℃,保持2h,以碱式碳酸镍(必要时可用NaOH溶液)调整pH值至5.5~6以上,用6%双氧水还原多余的高锰酸钾,并使锰沉淀为二氧化锰,加温65~70℃除去多余的双氧水,其余同双氧水一活性炭法。 .

(2)铜离子的影响及消除
镀液中铜离子除化学材料、镍阳极含微量的铜而带进以外,大部分来源于铜挂具在镀液中的溶解。因此,阳极的铜挂钩不能浸入镀液,并应在带电情况下挂入镀件。
铜的电位比镍正,电镀时以金属铜或合金的形式沉积出来,致使镍镀层疏松成海绵状,色泽灰暗,条纹、孔隙较多;严重时工件出现置换铜,造成结合力不良。赫尔槽试验低电流密度区镍镀层发暗、发黑。镍镀液中铜含量应小于0.01g/L。
生产中可用铁板阴极,采用0.1~0.3A/dm2小电流长时间电解处理;也可采用化学法去铜,如加入铜含量两倍左右的喹啉酸,可使铜含量降至lmg/L以下,也可加入2一巯基苯并噻唑等能与Cu2+生成沉淀的物质,或在不断搅拌下缓缓加入1~2mL/L的商品QT或CF除铜剂,搅拌反应l~2h后,过滤除去。
(3)锌离子的影响及消除
微量锌即可使镍镀层呈白色,量增加可使镀层产生黑色、褐色条纹或全部变黑。pH值较高的镀液,锌存在使镀层出现针孔。
可采用瓦楞型铁板作阴极,搅拌下以0.2~0.4A/dm2电流电解;含量较高时,可调整pH值为6.0~6.2,利用细碎的白垩粉或碳酸钙5~10g/L,加热至70℃,搅拌l~2h,使锌以碱式碳酸锌形式沉淀,镀液静止24h过滤。经过这样的处理,铜离子也可部分被除去。正常生产中,锌离子含量不大于0.02g/L。
(4)铬离子的影响及消除
铬离子主要来源于铬雾散落及挂具带入。铬酸对镀液也是极其敏感的,微量铬酸的存在会使溶液的分散能力降低,镀层发黑,结合力不良;少量铬酸存在,则镀层不能沉积,阴极上大量析出气体。当铬含量0.01g/L时,导致阴极电流效率下降5%~l0%,0.1g/L使镍停止沉积。

通常用还原剂连二亚硫酸钠(Na2Sz04,俗称保险粉)先将铬酸还原成三价铬。
2Cr042一+S2042一+8H+→2S042一+4H20+2Cr3+
具体过程是:先用3%的硫酸将镀液酸化到pH值为3,加入连二亚硫酸钠0.2~0.4g/L,并充分搅拌;将镀液用3%的氢氧化钠碱化到pH值为6.2,加热到70℃左右;搅拌1~2h,再测pH值,如有变化再调高至6.2;静止2~3h,过滤,在镀液中加入6%的双氧水1~2mL/L,除去过量的连二亚硫酸钠;最后用3%的稀硫酸调整pH值到正常范围,通电电解

一段时间后即可试镀。
(5)有机杂质的影响及消除
有机物的来源是多方面的,除化学材料外,还有空气中漂浮的抛光尘埃、吊车上滴下的油、有机光亮剂的分解产物等。
有机杂质易吸附于阴极表面并与重金属离子结合,改变阴极电位,增加氢气在阴极表面的吸附和析出。同时,也可能吸附在金属晶粒的棱角上,在电流较大的情况下阻止晶体生长,产生钝化或局部沉积不上镍,使镀层出现雾状、发暗或出现麻点、针孔等。
它的除去通常是附带进行的,如处理铁杂质时,采用氧化一吸附联合法,有机物和铁同时被氧化除去。有机杂质较少时,也可采用在镀液中加入1~2g/L活性炭,用铅作阳极,在1.5~3A/dm2高电流密度下阳极电解氧化除去。
若镀液中带人了动物胶,则可往镀液中加入0.03~0.05g/L的单宁酸,静止一昼夜,再用活性炭吸附过滤,可除去其中的75%~85%。经过这样处理的镀液,开始略带黄绿色,镀层产生脆性,通电处理一段时间,即可恢复正常。
(6)硝酸根离子的影响及消除
硝酸根离子在电镀过程中,有向两极运动的倾向。在阴极上硝酸根还原产生氨气,近阴极区碱性增强,形成金属氢氧化物,其量随硝酸根离子浓度及电流密度的加大而增加。因此,即使在pH值较低时,也会形成海绵状沉淀或使镀层开裂,一般情况下镀层也会出现亮带或变暗,沉积速度减慢,镀层孔隙增多。
通电处理对硝酸根的去除比较有效。一般每0.1g/L硝酸根通lA·h的电量即可。通常在前5~6h,以DK=0.5~1.0A/dm2处理,然后降至0.1~O.3A/dm2处理至正常镀层。

(7)磷酸根
磷酸根会导致镀层出现斑点、污块,有时生成粉末沉积,应控制在lg/L以下。欲除去可在充分搅拌下用碳酸镍调整pH值为5~6,使生成磷酸镍沉淀过滤除去。

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