潘國鋒
(樂清市樂成電鍍五金廠,浙江 樂清325600)
電鍍是一種用電解的方法沉積所需形態(tài)鍍層的過程。其目的是改變工件表面的特性,并改善外觀。因此,鍍液是電鍍過程中決定質量的關鍵,也是電鍍出合格產品的前提。而維護鍍液穩(wěn)定是達到所需鍍層要求的基礎。
不同的鍍液含有不同的成分,但不管何種鍍液都含有主鹽。根據(jù)主鹽性質的不同,可將鍍液分為單鹽鍍液和配合物鍍液兩大類。
一般單鹽鍍液都是酸性溶液;配合物鍍液有酸性的,也有堿性的,但其中都含有配位劑。除了主鹽及配合物外,有些鍍液中還含有導電鹽、緩沖劑、添加劑、陽極去極化劑等。
2.1.1 主鹽
主鹽的質量濃度有一個適宜的范圍,同時它應與鍍液中的其他成分維持恰當?shù)谋壤?。當主鹽的質量濃度較高時,可采用較高的電流密度,沉積速率快。同時,溶液的導電性和電流效率也高,光亮整平性也好。但帶出損失大,成本高。當主鹽的質量濃度低時,分散能力和覆蓋能力好。
2.1.2 導電鹽
導電鹽能提高鍍液的導電性,降低槽電壓,對改善鍍層質量有利。
2.1.3 緩沖劑
緩沖劑在溶液中遇到酸或堿時,能減小鍍液pH值的變化幅度,保持鍍液pH值的穩(wěn)定。如鍍鎳液中的硼酸,它對于穩(wěn)定鍍鎳液的pH值是不可或缺的。
2.1.4 陽極去極化劑
陽極去極化劑在電鍍時能使陽極電位變負,促進陽極活化。如鍍鎳液中的氯化物,氰化物鍍銅液中的酒石酸鉀鈉等。
2.1.5 配位劑
配位劑在電鍍生產中能將主鹽中的金屬離子絡合,如氰化物鍍液中的氰化鈉等。配位劑能使鍍層結晶細致,同時促進陽極溶解。但常降低鍍液的電流效率,減慢鍍層的沉積速率。質量濃度太低,分散能力和覆蓋能力較差。
2.1.6 添加劑
添加劑能改善鍍液性能和鍍層質量。一般分為光亮劑、整平劑、潤濕劑、走位劑、柔軟劑等。通過添加不同的添加劑可以得到符合要求的鍍層。
2.2.1 電流密度
電流密度有上限和下限,只有當電流密度在上下限之間時才能獲得良好的鍍層。一般來講,當電流密度太低時,鍍層的結晶速率慢;但不能太高,當超過上限時,在陰極的尖端或凸出處會產生樹枝狀和海綿疏松鍍層。
2.2.2 鍍液溫度
其他條件不變時,升高鍍液溫度,會降低陰極極化作用,使鍍層結晶變粗。但升高溫度可以提高電流密度上限,提高生產效率。同時,還能提高鍍液的導電性,促進陽極溶解。
2.2.3 移動攪拌
機械攪拌和移動能加速鍍液的對流,使陰極附近消耗了的金屬離子及時得到補充,降低濃差極化。攪拌后可以提高允許電流的上限值,可以在較高的電流密度和電流效率下得到緊密細致的鍍層。一般攪拌的電解液需配備連續(xù)循環(huán)過濾。
為了從鍍液中電鍍出滿足質量要求的產品,鍍液的日常維護和管理是必不可少的。
一般的電鍍工藝都有鍍液的工藝規(guī)范。確保鍍液的主要成分在工藝范圍內是鍍出完美鍍層的先決條件。按周期對鍍液進行分析調整,確保鍍液的工藝規(guī)范。添加主鹽時,一般用活性炭處理后加入。
鍍液一般半個月過濾清理一次,每季度大處理一次。對于空氣攪拌的鍍液,要進行連續(xù)循環(huán)過濾。加強失落件的打撈,掉入鍍槽的產品要及時撈起。在不生產時,可以對鍍液進行加蓋,以防灰塵和其他固體雜質進入。
陽極材料要定點采購,有質量保證書。添加陽極或移動陽極材料后要對鍍液加強過濾或電解,以防粗糙產生質量問題。當發(fā)現(xiàn)陽極板變少時要及時添加。
添加劑應以生產消耗和產品的實際情況來添加,使鍍層質量保持一致。
保持鍍液溫度和pH值的穩(wěn)定,加強雜質的電解,控制電鍍的載荷、時間及選用合適的電源,是保持鍍層穩(wěn)定的基本要求。
一般鍍液中影響鍍層質量的雜質有金屬雜質和有機雜質,如鍍鎳液中的銅、鐵、鋅、鉻等離子,以及添加劑的分解產物。雜質來源一般有材料帶入,產品掉槽中,清洗不干凈及其他帶入。雜質可以采用電解、調整pH值沉淀,加掩蔽劑及除雜劑和活性炭吸附等方法來處理。
隨著電鍍行業(yè)的不斷發(fā)展,新的電鍍工藝不斷涌現(xiàn)。但在生產過程中正確維護和管理好鍍液是獲得高質量鍍層的前提。確保鍍液的穩(wěn)定是保證產品質量穩(wěn)定的基礎。