(1)主鹽及輔鹽的影響
任何一個電鍍工藝的鍍液配方都離不開主鹽和輔鹽。要鍍什么樣的金屬,就要采用這種金屬的鹽做主鹽。由于不同的主鹽有不同的性質(zhì)和工藝特點,所以我們在稱呼電鍍工藝時,往往以所用的主鹽來命名。
比如鍍鋅有硫酸鹽鍍鋅、鋅酸鹽鍍鋅、氯化物鍍鋅等,鍍銅有硫酸鹽鍍銅、焦磷酸鹽鍍銅、氰化物鍍銅等。可見主鹽的形式是決定電鍍工藝的性能、質(zhì)量的重要因素。一旦選定主鹽,所有的輔鹽、添加劑、pH值等都要圍繞主鹽來選用,因此電鍍工藝配方的第一項就是主鹽。
當(dāng)主鹽濃度低時,電流效率下降,電鍍速度下降,光亮劑作用受到抑制,高電區(qū)容易燒焦。過高的主鹽電流效率也會降低,且?guī)С隼速M增加。因此控制主鹽濃度是電鍍管理中的一項重要工作,經(jīng)常要通過分析加料補充,并保證陽極的正常溶解。
同一個鍍種采用不同的主鹽,其濃度是不同的。比如鍍鋅,鋅酸鹽的主鹽濃度只有8~
在工藝配方中,要注意主鹽分子式的寫法。在國際上,為了不引起誤會,一般寫金屬離子的濃度。以硫酸鋅為例,當(dāng)含結(jié)晶水時,其實際含鋅量為23%,不含結(jié)晶水時,則可達(dá)40%,而實際中我們買到的硫酸鋅都含有結(jié)晶水,并且產(chǎn)品純度只在95%以下,這樣在配槽時如果不注意,主鹽濃度就會偏低。
輔鹽多為絡(luò)合劑,也包括導(dǎo)電鹽和pH值緩沖劑。完全只有主鹽的鍍種很少,即使只用主鹽的鍍液也要加入添加劑才能正常工作。因此,輔鹽是必不可少的,并且對濃度也有一定要求,過多過少都會影響電鍍質(zhì)量。輔鹽主要靠分析補加。
(2)pH值的影響
pH值是電鍍工藝的重要因素。采用不同主鹽的鍍液有不同的pH值。從酸堿的角度看,鍍液可以分為酸性、中性和堿性。對pH值要求比較嚴(yán)的往往是弱酸、弱堿性鍍液。比如光亮鍍鎳,pH值在4~5之間,pH值過低,對光亮度會有影響。過高,則鍍層脆性增加。
因此,對于鍍液的pH值要經(jīng)常加以檢測,不在工藝范圍內(nèi)要加以調(diào)整。調(diào)整的方法是采用與主鹽同離子的酸或堿經(jīng)過稀釋后在攪拌下加入慢慢調(diào)整,不可直接將濃酸或堿加入到鍍液中調(diào)pH值。
(3)添加劑的影響
隨著電鍍技術(shù)的進(jìn)步,現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了許多種電鍍添加劑,特別是各種商業(yè)光亮劑。由于光亮劑的出現(xiàn),使過多依靠機械拋光才能達(dá)到的光亮鍍種可以直接從鍍槽中獲得。
光亮劑幾乎都是有機化合物。添加的量少,但作用很大。主要是在電鍍過程中影響結(jié)晶過程,改變結(jié)晶取向,使鍍層達(dá)到光亮的效果,但是添加劑也是使鍍層脆性增加的因素,并且根據(jù)其作用的機理不同而使鍍層產(chǎn)生壓應(yīng)力或張應(yīng)力。選取適當(dāng)?shù)奶砑觿┛梢允惯@兩種應(yīng)力達(dá)到平衡而降低鍍層脆性。
隨著使用添加劑時間的延長,添加劑的分解產(chǎn)物會在鍍液內(nèi)積累,并在鍍層內(nèi)夾雜,從而導(dǎo)致鍍層脆性增加,所以使用電鍍添加劑的鍍種要定期加以處理。處理的方法是采用活性炭處理后過濾。
為了防止添加劑的不足或過量,最好是按照說明書或廠商提供的資料少加勤加。有條件的應(yīng)該安裝安培·小時計,按通電量來補加比較合理。也可根據(jù)企業(yè)的經(jīng)驗,按受鍍面積或加工的量來估計添加劑的消耗,避免盲目添加帶來的不利影響。
選用和補加添加劑要看清光亮劑的名稱和廠商,不要加錯。更換廠商或品種要取小樣做充分的試驗后才確定在鍍槽內(nèi)加,并做好記錄。嚴(yán)格地說,應(yīng)該建立鍍槽檔案,往鍍槽里加入任何化學(xué)品都應(yīng)該做記錄,以便追索。
(4)雜質(zhì)的影響
雜質(zhì)對電鍍的影響是最常見的電鍍故障。在電鍍故障中占的比率較大。本節(jié)只做概括性介紹,擬另辟專題來討論各個鍍種對雜質(zhì)的允許濃度用去除方法。
對電鍍來說,雜質(zhì)有三類:有機雜質(zhì)、無機雜質(zhì)、機械雜質(zhì)。
有機雜質(zhì)主要是帶入鍍槽的油脂、表面活性劑、添加劑及分解產(chǎn)物等。
無機雜質(zhì)主要是指主鹽及工藝規(guī)范以外的金屬離子。比如鍍鎳中的Zn2+、Cu2+、Pb2+等,鍍鋅中的Cu2+、Fe2+等。這些雜質(zhì)由于沉積電位不同而在鍍件的低電流區(qū)或高電流區(qū)析出,使鍍層發(fā)黑、發(fā)脆或發(fā)花等。
機械雜質(zhì)主要指灰塵、陽極泥等不溶性漂浮物。混入鍍槽后受電泳作用影響,·也會在鍍層上滯留而使鍍層起刺、起毛。
對于有機雜質(zhì),主要靠活性炭去除。無機雜質(zhì)比較麻煩,個別無機鹽很難用常規(guī)方法去除,即使可以除掉,成本也很高,因此要嚴(yán)防無機雜質(zhì)混入鍍槽。一般用電解法去除。機械雜質(zhì)則主要靠過濾的方法去除。
(5)前、后處理的影響
①前處理的影響。前處理主要是指除油和除銹。磨光后也存在除油(蠟)問題,活化也屬于前處理或預(yù)處理。
金屬零件在機械加工過程中一般都會沾上油污,在周轉(zhuǎn)和存放中會生銹。油和銹不去除干凈,電鍍就無法正常進(jìn)行。電鍍的前處理就如建房子打地基,看不起眼卻十分重要。可以毫不夸張地說:三分電鍍、七分前處理。
因為前處理不好,特別是肉眼看不出的油污或氧化層不去除干凈,電鍍也能鍍上去,但是在隨后的流程中,特別是經(jīng)過熱水洗、干燥等工序,就會起泡、掉皮。有些會延遲到用戶已經(jīng)安裝到產(chǎn)品中去以后鼓泡,給企業(yè)帶來嚴(yán)重?fù)p失。因此,前處理是必須十分重視的工藝。可惜電鍍企業(yè)往往不重視前處理,往往把重點放到電鍍工藝上。實行的是三分前處理、七分電鍍的做法,去油和去銹馬馬虎虎,有的甚至認(rèn)為氰化物電鍍本身有去油能力,前處理差一點也不重要,這實在是大錯特錯。鑒定去油的標(biāo)準(zhǔn)是表面要完全親水化。現(xiàn)在由于使用各種高效表面活性劑,做到這一點并不難,但是有些除油劑會因表面活性劑選用不當(dāng),造成親水假象,親水基的另一端連著油分子,這種情況如果不進(jìn)行電解除油,就會出現(xiàn)質(zhì)量事故。電解除油既有化學(xué)除油作用,又主要有電化學(xué)除油作用。其中陰極除油主要靠大量析氫來沖刷油膜,再輔以皂化、乳化作用,使油脂完全從金屬表面脫離。陰極除油的優(yōu)點是除油效果好,但缺點是對彈性零件有造成氫脆的危險。另外.除油液中不能混入可鍍性陽離子,特別是金屬雜質(zhì),否則,反而會影響結(jié)合力。
陽極除油的效果沒有陰極好,但是不會造成析氫,也不會有雜質(zhì)沉積,但是當(dāng)電位不當(dāng)時,會造成零件發(fā)生鈍化或者溶解、消光,因此也必須進(jìn)行控制。
除油以后的清洗必須用熱水,然后才用冷水洗,以防浮在零件上的油污帶入鍍槽。
除銹主要是靠酸與氧化物的反應(yīng)。常用的酸有鹽酸、硫酸等,用得較多的是鹽酸,有用濃鹽酸的,也有用l:1的鹽酸的。為了防止過腐蝕,在鹽酸中有時也加入緩蝕劑,如烏洛托品。
有些零件在去完油、銹以后,要等一段時間才會入槽電鍍,這時表面會形成一層看不見的氧化膜,如果不去除,也會影響結(jié)合力。因此,在下槽電鍍前,都有一個活化工序,就是為的去掉氧化膜,使表面呈現(xiàn)活性狀態(tài)。活化一般用的是3%~5%的硫酸,但實際上只用1%就足夠了,并且每天都要換新的。有些廠家一周才換一次,更有只往里補酸而不加以更換,這是得不償失的管理辦法,必須加以更正。
無論采用什么前處理工藝,其目的都是要讓金屬表面處于完全新鮮的狀態(tài),使鍍層能在基體金屬的晶格上生長起來,否則,鍍層的結(jié)合力就會受到影響。
②后處理的影響。這里主要指鈍化等需要化學(xué)處理方法的影響,也包括干燥的方法。
有些鍍層如果不進(jìn)行后處理,看似光亮的鍍層很快就會變暗,尤其現(xiàn)在彩色電鍍盛行,單一的鍍鉻表面已經(jīng)不適應(yīng)市場的需求,使很多原來的中間鍍層、底層鍍層也當(dāng)做表面鍍層使用,如光亮鍍銅、光亮鍍鋅等。這些鍍層都存在極易變色的問題,必須進(jìn)行后處理。
對鍍鋅層而言,現(xiàn)在有各種鈍化方案,傳統(tǒng)的是彩色鈍化、白色鈍化,現(xiàn)在有藍(lán)白色、黃色、黑色等多色鈍化。鈍化后的鍍鋅層的抗蝕性可提高十多倍。
對于光亮鍍銅、仿金、仿銀等鍍層,只鈍化還不行,還要進(jìn)行表面涂覆處理。也就是加上一層有機保護(hù)膜。比如用各種清漆、樹脂、光油等對鍍層進(jìn)行最后的封閉處理。
電鍍的干燥以使水分充分蒸發(fā)為準(zhǔn),不是溫度越高越好。特別是在鍍鋅鈍化以后的干燥,應(yīng)該在I00。C以內(nèi),過高時會對膜層顏色有影響,還會改變膜層結(jié)構(gòu),
影響鍍層的耐腐蝕性能。










