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(1.上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，上海201418;2.上海天青科貿(mào)有限公司，上海200233)
中圖分類號(hào)：TQ 153 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1000-4742(2012)06-0045-02
0前言
為了適應(yīng)環(huán)保要求，企業(yè)在2010年啟動(dòng)了手工線的自動(dòng)化改造，于當(dāng)年年底完成了自動(dòng)線設(shè)備的制造，次年投入試生產(chǎn)。該生產(chǎn)線為銅/鎳/鉻組合鍍層工藝，可完成鋼鐵、銅、不銹鋼等基體的電鍍。與原來的手工線相比，自動(dòng)線的主要工藝均增加了隨后的回收清洗工序，既回收了資源，又減少了重金屬的排放和單位面積鍍層的用水量。投產(chǎn)后生產(chǎn)較為正常，對(duì)出現(xiàn)的一些問題，電鍍師傅也能處理。隨著時(shí)間的推移，先后出現(xiàn)了兩例原手工生產(chǎn)中未遇見的故障，引起了電鍍師傅的憂慮。隨后廠部組織人員開展了排查，找出了原因，解決了故障。
1 故障分析及處理
1.1故障一
鍍鉻后，工件表面出現(xiàn)尺寸約為0. 5～1.0 mm的凸出點(diǎn)。施鍍工藝流程為：氰化物預(yù)鍍銅→焦磷酸鹽鍍銅→光亮硫酸鹽鍍銅→光亮鍍鎳→鍍鉻。凸出點(diǎn)是一種起泡點(diǎn)，發(fā)生在鍍銅層與鍍鎳層之間，它的存在會(huì)導(dǎo)致鍍層間的結(jié)合力不良。引起這一故障的原因有幾種：
(1)光亮鎳鍍液被雜質(zhì)污染或添加劑失調(diào)。但赫爾槽試驗(yàn)表明：鍍層外觀正常，高電流密度區(qū)鍍層并未出現(xiàn)脆裂現(xiàn)象。
(2)光亮酸性鍍銅溶液中聚乙二醇的質(zhì)量濃度過高，在銅層表面形成一層憎水的有機(jī)膜，從而影響了鍍層間的結(jié)合力。但該工藝使用的染料型添加劑已在手工線上使用近十年，從未出現(xiàn)過由于添加劑引起的鍍層間結(jié)合力不良的故障，故認(rèn)為其可能性很小。
(3)光亮酸銅鍍液或光亮鎳鍍液被油污污染。但在這兩種鍍液及前后的清洗槽中均未發(fā)現(xiàn)油污。
(4)銅層表面形成氧化膜及鍍鎳前的活化不良。換了活化液后，問題還是存在，但有一定的好轉(zhuǎn)。似乎銅層表面存在氧化膜是導(dǎo)致鍍層間結(jié)合力不良的原因，但這不是唯一的原因。不過可以肯定，這種故障產(chǎn)生于鍍銅之后、鍍鎳之前。
于是我們開始考察鍍銅和鍍鎳之間的工序。從工序上看，只比之前的手工線多了一道回收，工序不算多。但有兩個(gè)地方存在異常：(1)回收后的二級(jí)逆流清洗水流動(dòng)較少，呈現(xiàn)混濁;(2)最后一級(jí)清洗槽同時(shí)兼作兩臺(tái)行車的交換槽，工件在此停留較長(zhǎng)時(shí)間。將行車改由人工控制，使鍍銅后的工件經(jīng)各級(jí)清洗到達(dá)該槽后，后續(xù)的行車立即過來提起工件進(jìn)入下面的工序，連續(xù)五次均未發(fā)現(xiàn)氣泡。問題似乎解決了，但是電鍍師傅提出了疑問：為什么配槽后的2個(gè)月沒有出現(xiàn)此類故障?而且，改變行車的程序也不是立刻能做到的。我們?cè)俅蝸淼讲叟宰屑?xì)觀察鍍銅后的各級(jí)清洗槽。由于酸銅工藝采用室溫生產(chǎn)，鍍液的蒸發(fā)量很少，各回收槽對(duì)前級(jí)的補(bǔ)水量不多。因此，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，最后一級(jí)回收槽中鍍液的質(zhì)量濃度較高，工件帶到清洗槽中的溶液量也較多，而此清洗槽的補(bǔ)水量卻很少，水自然會(huì)混濁。調(diào)查發(fā)現(xiàn)：開始投產(chǎn)的前2個(gè)月，為了能鍍出產(chǎn)品，自動(dòng)線的用水量較大(比手工線的擴(kuò)大了3倍);近來關(guān)小了水閥，并且投產(chǎn)至今也從未清洗過水槽，水是有些臟。根據(jù)這一情況，將水槽的水放掉，清洗水槽后重新注水，然后開始試鍍，未出現(xiàn)此類故障。這說明清洗水臟是引起該故障的主要原因。鍍銅后，鍍層在臟水中未能洗凈，臟水的電導(dǎo)率又高，鍍層的孔隙處易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，腐蝕點(diǎn)上鍍層的結(jié)合力不良，并且腐蝕產(chǎn)物黏附在銅層表面也容易造成結(jié)合力不良的故障。
1.2故障二
鍍銅/鎳/鉻后，工件表面出現(xiàn)比鉻色深的藍(lán)點(diǎn)。用放大鏡觀察，藍(lán)點(diǎn)中心的顏色比外圍的深一些，且該點(diǎn)光澤較低。據(jù)此，認(rèn)為藍(lán)點(diǎn)是由于鍍層的孔隙處發(fā)生了腐蝕而產(chǎn)生的變色點(diǎn)。那么是否是近來鍍層的孔隙多了呢?調(diào)查后，排除了鍍層厚度減小、孔隙增多等原因。
鍍層的孔隙處發(fā)生腐蝕，是由于孔隙中存在不同的金屬，它們之間存在電位差，當(dāng)有電解質(zhì)存在時(shí)，會(huì)形成腐蝕電池而加速腐蝕，引起鍍層表面狀態(tài)的變化，甚至有腐蝕產(chǎn)物滲出覆蓋在孑L隙周圍，出現(xiàn)類似于鍍鋅表面泛點(diǎn)的現(xiàn)象。經(jīng)過對(duì)電鍍過程的跟蹤觀察，發(fā)現(xiàn)藍(lán)點(diǎn)出現(xiàn)在鍍鉻清洗后。因此，電鍍師傅懷疑是鍍鉻槽出現(xiàn)了問題。利用旁邊車間的另一條鎳鉻生產(chǎn)線做試驗(yàn)。首先，將本線上鍍完鎳的工件清洗后放到另一條鎳鉻生產(chǎn)線上的鍍鉻槽中鍍鉻，未出現(xiàn)藍(lán)點(diǎn);然后把鍍完鎳的工件放到本線上鍍鉻，也未出現(xiàn)藍(lán)點(diǎn)。說明藍(lán)點(diǎn)不是鍍鉻槽造成的。
于是開始觀察鍍鎳與鍍鉻之間的工序，發(fā)現(xiàn)有類似于前一例故障中鍍銅和鍍鎳之間存在的問題，即：鍍鉻活化前的清洗槽既是鍍鎳后的清洗槽又是兩臺(tái)行車的交換槽，鍍件在此有一停留時(shí)間，且用水情況也一樣節(jié)省。鍍件在此臟水中停留時(shí)間長(zhǎng)，孔隙中由于臟水的滲入滿足了電化學(xué)腐蝕的條件，從而使孔隙周圍鍍層變色或腐蝕產(chǎn)物滲出覆蓋孔隙。并且這一現(xiàn)象發(fā)生在7月份，此時(shí)氣溫較高，可加快腐蝕。據(jù)此分析，對(duì)清洗槽進(jìn)行清洗、換水，故障便消失了。
2 總結(jié)
(1)電鍍生產(chǎn)是用水大戶，節(jié)約用水是必須的，但前提是要符合電鍍生產(chǎn)規(guī)律，臟水中是鍍不出合格鍍層的。節(jié)水要在清洗方式、水的回用上挖潛力。
(2)自動(dòng)線上工件的運(yùn)行要滿足盡快清洗進(jìn)入下一工序的原則，編程要符合工藝規(guī)律，最好由工藝人員預(yù)先設(shè)計(jì)運(yùn)行動(dòng)作。
