01前言
鍍鎳是一種重要的表面精飾工藝,由每年電鍍消耗的鎳和鎳鹽的量可知其在工業(yè)制造上的重要性,從它的許多應(yīng)用可知其多功能性。鍍鎳在我院的應(yīng)用主要集中在三個方面:裝飾鍍鎳、功能鍍鎳、電鑄成型制作特殊零件加工。目前,應(yīng)用最為廣泛的鍍鎳工藝為裝飾鍍鎳,采用光亮鍍鎳或光亮鍍鎳后套鉻,提高產(chǎn)品的外觀與防護(hù)性能。眾所周知,光亮鍍鎳電解液為簡單鹽類物質(zhì)組成,由于電解液中不存在繁雜的配位物,電解液的活性比較大,工藝過程的控制要比含配位物的電解液難度大一些;電解液中的雜質(zhì)離子的容忍度比含配位物的電解液要敏感得多。為了得到性能良好、裝飾性高的光亮鎳鍍層,就必須控制工藝過程,同時要采取必要的工藝方法,加強(qiáng)槽液的凈化。
02工藝控制
電鍍液的組成是影響鍍光亮鎳質(zhì)量的最重要因素之一,性能良好的電鍍液能夠得到令人滿意、符合規(guī)范要求的鍍層。而要使鍍液在長期使用過程中一直保持良好的性能,必須對工藝過程進(jìn)行控制。通常情況下,新配的溶液的各種成分以及工藝條件都在工藝范圍內(nèi),而且都有一個令人滿意的配比,但是在電鍍過程中,工藝本身的特性以及一些人為因素將會導(dǎo)致槽液成分以及工藝條件發(fā)生變化,從而影響電鍍質(zhì)量。對于光亮鍍鎳液,在槽液配置時,就要控制好各種成分的純度,配置后的成分的質(zhì)量濃度必須在工藝范圍內(nèi),調(diào)節(jié)好pH值,使用前還必須對槽液進(jìn)行凈化處理;在使用過程中必須控制槽液的組成和pH值在規(guī)定的工藝范圍內(nèi),必須采取必要的工藝方法防止金屬、有機(jī)和氣體雜質(zhì)離子帶入,并污染槽液,這是保證良好加工質(zhì)量的關(guān)鍵。
1鍍液成分的控制常規(guī)光亮鍍鎳液的主要成分是由硫酸鎳、氯化鎳、硼酸以及有機(jī)添加劑等組成。為了確保加工質(zhì)量,我們應(yīng)該控制好這些成分的質(zhì)量濃度。定期調(diào)整鍍鎳液的基本成分,如:鎳的質(zhì)量濃度、氯化物的質(zhì)量濃度、硼酸和所有添加劑的質(zhì)量濃度。在生產(chǎn)過程中,鎳的質(zhì)量濃度控制在60~80g/L。為了確保金屬離子的質(zhì)量濃度在工藝范圍內(nèi),必須控制陽極的溶解以及陰陽極的面積比。通常為了改善陽極的溶解狀態(tài),促進(jìn)陽極的正常溶解,采用在鍍鎳液中添加氯化鎳的方法,氯化鎳的質(zhì)量濃度為45~55g/L。硼酸是鍍鎳液常用的緩沖劑,能有效地將陰極膜中的pH值控制在最佳電鍍性能要求范圍內(nèi),硼酸的質(zhì)量濃度為30~40g/L。有機(jī)添加劑的質(zhì)量濃度必須控制在工藝供應(yīng)商規(guī)定的范圍內(nèi),由于鍍件帶出、電解消耗以及活性炭過濾(或槽液處理)的影響,必須定期根據(jù)赫爾槽試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)加。由于過期變質(zhì),有機(jī)添加劑對光亮鍍鎳質(zhì)量的影響非常明顯。
2pH值、溫度、電流密度和水質(zhì)的控制在正常操作情況下光亮鍍鎳液的pH值會隨著電鍍的進(jìn)行而上升,一般添加酸將pH值維持在預(yù)定的工藝范圍內(nèi)。在以瓦特鎳溶液為基礎(chǔ)的電鍍液中添加硫酸調(diào)節(jié)pH值;而在氨基磺酸鎳鍍液中加入氨基磺酸控制pH值。操作溫度對鍍層的性能有顯著的影響,應(yīng)該維持在規(guī)定工藝范圍內(nèi),溫度波動不要超過±2℃。通常,大部分鍍鎳工藝的溫度在40~60℃??刂脐帢O電流密度對于滿足最小鍍層厚度要求、生產(chǎn)穩(wěn)定一致的鍍層以及得到所預(yù)期的性能是很重要的。因?yàn)殡娏髅芏葲Q定沉積速率,為了獲得均勻的鍍層,電流密度要盡可能均勻。如有必要的話,可以使用合理的掛具并將掛具上的工件放在合適的位置,使用非導(dǎo)體遮蔽和掛板,使用輔助陽極來控制電流分布。在細(xì)心的操作與控制下會得到厚度均勻的光亮鍍鎳層。配槽的水和補(bǔ)充蒸發(fā)損失的水的質(zhì)量很重要,特別是自來水中鈣的質(zhì)量濃度很高的話,對鍍液質(zhì)量影響很大,從而影響鍍層質(zhì)量。因此,采用蒸餾水和軟化水是很有必要的。有條件的話,在加入鍍槽前,把水進(jìn)行過濾是消除可能導(dǎo)致鍍層粗糙的有效措施。
3雜質(zhì)離子的控制在日常操作中,鍍液中可能帶入無機(jī)、有機(jī)和氣體雜質(zhì),努力消除電鍍車間中產(chǎn)生這些雜質(zhì)的根源,才可以提高鍍層質(zhì)量、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。導(dǎo)致無機(jī)雜質(zhì)上升的原因很多,包括:所使用無機(jī)材料的技術(shù)等級,硬水、酸性活化槽的攜帶,空氣中的灰塵、金屬加熱器的腐蝕,襯里裂縫處的槽體腐蝕、陽極棒的腐蝕,槽上設(shè)備、建筑物的灰塵,掉進(jìn)槽液沒有及時取出的零件及掛具腐蝕等因素。當(dāng)這些無機(jī)雜質(zhì)離子積累到一定的量,