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雜質(zhì)對鍍鎳層的影響及消除方法

2916 人參與  2013年01月23日 03:01  分類 : 電鍍技術(shù) 電鍍工藝 電鍍設(shè)備  評論

電鍍過程中,由于陽極泥渣、水質(zhì)及操作過程帶入等因素,容易造成鍍液中雜質(zhì)積累,
對鍍層質(zhì)量產(chǎn)生影響。生產(chǎn)中應(yīng)及時發(fā)現(xiàn)并進行適當處理,避免產(chǎn)生廢品。
(1)鐵離子的影響及消除方法
鐵雜質(zhì)在鍍液主要以Fe2+存在,容易形成極小的氫氧化亞鐵膠體,膠體吸附Fe2+離子而

形成[nFe(OH)2]Fe2+微粒,向陰極移動,破壞鍍鎳層致密和連續(xù)性,并夾雜在鍍鎳層中,使鍍鎳層孔隙增加,抗腐蝕性降低。在測量孔隙時,出現(xiàn)藍色的假象斑點,會混淆對鍍層的質(zhì)量判斷,同時還會產(chǎn)生縱向裂紋,導(dǎo)致脆性,特別是當鐵含量大于0.1g/L時,這種現(xiàn)象尤為嚴重,此時溶液渾濁,陽極白色布變黃,鍍層呈暗灰色,孔隙成倍增加。
生產(chǎn)中可在pH值約為3下,用0.05~0.1A/dm2電流電解處理,也可用雙氧水一活性炭法,即先將pH值調(diào)至3~3.5,用6%雙氧水5~10mL/L將低價鐵氧化成高價鐵,同時將有機雜質(zhì)部分分解,再加熱至65~70℃,保持2h,使多余雙氧水分解,以堿式碳酸鎳(必要時可用NaOH溶液)調(diào)整pH值至5.5~6以上,使氧化后的高價鐵等最大限度地形成沉淀;加入粉狀活性炭0.5~lg/L,攪拌2h,靜置過濾;調(diào)整pH值為3左右,掛人清理過的陽極,以0.1~0.5A/dm2電流電解4~8h,直至瓦楞型陰極上鍍層顏色均勻一致;分析并調(diào)整鍍液成分、酸度,通過赫爾槽試驗檢驗處理的效果,并補加開缸量1/2~1/3添加劑和開缸量的潤濕劑。
還可采用高錳酸鉀一活性炭法:預(yù)調(diào)pH值為2.5左右,在攪拌下加入5%高錳酸鉀溶液,至微紅色;加溫65~70℃,保持2h,以堿式碳酸鎳(必要時可用NaOH溶液)調(diào)整pH值至5.5~6以上,用6%雙氧水還原多余的高錳酸鉀,并使錳沉淀為二氧化錳,加溫65~70℃除去多余的雙氧水,其余同雙氧水一活性炭法。 .

(2)銅離子的影響及消除
鍍液中銅離子除化學材料、鎳陽極含微量的銅而帶進以外,大部分來源于銅掛具在鍍液中的溶解。因此,陽極的銅掛鉤不能浸入鍍液,并應(yīng)在帶電情況下掛入鍍件。
銅的電位比鎳正,電鍍時以金屬銅或合金的形式沉積出來,致使鎳鍍層疏松成海綿狀,色澤灰暗,條紋、孔隙較多;嚴重時工件出現(xiàn)置換銅,造成結(jié)合力不良。赫爾槽試驗低電流密度區(qū)鎳鍍層發(fā)暗、發(fā)黑。鎳鍍液中銅含量應(yīng)小于0.01g/L。
生產(chǎn)中可用鐵板陰極,采用0.1~0.3A/dm2小電流長時間電解處理;也可采用化學法去銅,如加入銅含量兩倍左右的喹啉酸,可使銅含量降至lmg/L以下,也可加入2一巰基苯并噻唑等能與Cu2+生成沉淀的物質(zhì),或在不斷攪拌下緩緩加入1~2mL/L的商品QT或CF除銅劑,攪拌反應(yīng)l~2h后,過濾除去。
(3)鋅離子的影響及消除
微量鋅即可使鎳鍍層呈白色,量增加可使鍍層產(chǎn)生黑色、褐色條紋或全部變黑。pH值較高的鍍液,鋅存在使鍍層出現(xiàn)針孔。
可采用瓦楞型鐵板作陰極,攪拌下以0.2~0.4A/dm2電流電解;含量較高時,可調(diào)整pH值為6.0~6.2,利用細碎的白堊粉或碳酸鈣5~10g/L,加熱至70℃,攪拌l~2h,使鋅以堿式碳酸鋅形式沉淀,鍍液靜止24h過濾。經(jīng)過這樣的處理,銅離子也可部分被除去。正常生產(chǎn)中,鋅離子含量不大于0.02g/L。
(4)鉻離子的影響及消除
鉻離子主要來源于鉻霧散落及掛具帶入。鉻酸對鍍液也是極其敏感的,微量鉻酸的存在會使溶液的分散能力降低,鍍層發(fā)黑,結(jié)合力不良;少量鉻酸存在,則鍍層不能沉積,陰極上大量析出氣體。當鉻含量0.01g/L時,導(dǎo)致陰極電流效率下降5%~l0%,0.1g/L使鎳停止沉積。

通常用還原劑連二亞硫酸鈉(Na2Sz04,俗稱保險粉)先將鉻酸還原成三價鉻。
2Cr042一+S2042一+8H+→2S042一+4H20+2Cr3+
具體過程是:先用3%的硫酸將鍍液酸化到pH值為3,加入連二亞硫酸鈉0.2~0.4g/L,并充分攪拌;將鍍液用3%的氫氧化鈉堿化到pH值為6.2,加熱到70℃左右;攪拌1~2h,再測pH值,如有變化再調(diào)高至6.2;靜止2~3h,過濾,在鍍液中加入6%的雙氧水1~2mL/L,除去過量的連二亞硫酸鈉;最后用3%的稀硫酸調(diào)整pH值到正常范圍,通電電解

一段時間后即可試鍍。
(5)有機雜質(zhì)的影響及消除
有機物的來源是多方面的,除化學材料外,還有空氣中漂浮的拋光塵埃、吊車上滴下的油、有機光亮劑的分解產(chǎn)物等。
有機雜質(zhì)易吸附于陰極表面并與重金屬離子結(jié)合,改變陰極電位,增加氫氣在陰極表面的吸附和析出。同時,也可能吸附在金屬晶粒的棱角上,在電流較大的情況下阻止晶體生長,產(chǎn)生鈍化或局部沉積不上鎳,使鍍層出現(xiàn)霧狀、發(fā)暗或出現(xiàn)麻點、針孔等。
它的除去通常是附帶進行的,如處理鐵雜質(zhì)時,采用氧化一吸附聯(lián)合法,有機物和鐵同時被氧化除去。有機雜質(zhì)較少時,也可采用在鍍液中加入1~2g/L活性炭,用鉛作陽極,在1.5~3A/dm2高電流密度下陽極電解氧化除去。
若鍍液中帶人了動物膠,則可往鍍液中加入0.03~0.05g/L的單寧酸,靜止一晝夜,再用活性炭吸附過濾,可除去其中的75%~85%。經(jīng)過這樣處理的鍍液,開始略帶黃綠色,鍍層產(chǎn)生脆性,通電處理一段時間,即可恢復(fù)正常。
(6)硝酸根離子的影響及消除
硝酸根離子在電鍍過程中,有向兩極運動的傾向。在陰極上硝酸根還原產(chǎn)生氨氣,近陰極區(qū)堿性增強,形成金屬氫氧化物,其量隨硝酸根離子濃度及電流密度的加大而增加。因此,即使在pH值較低時,也會形成海綿狀沉淀或使鍍層開裂,一般情況下鍍層也會出現(xiàn)亮帶或變暗,沉積速度減慢,鍍層孔隙增多。
通電處理對硝酸根的去除比較有效。一般每0.1g/L硝酸根通lA·h的電量即可。通常在前5~6h,以DK=0.5~1.0A/dm2處理,然后降至0.1~O.3A/dm2處理至正常鍍層。

(7)磷酸根
磷酸根會導(dǎo)致鍍層出現(xiàn)斑點、污塊,有時生成粉末沉積,應(yīng)控制在lg/L以下。欲除去可在充分攪拌下用碳酸鎳調(diào)整pH值為5~6,使生成磷酸鎳沉淀過濾除去。

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