前言:镍镀液中常常会出现一些杂质而影响镀层的质量。在多数情况下,是在镀层质量变坏后才发现有杂质存在,而对其来源却难以确定。其实,杂质进入镀液的渠道多数是可以预见的。原因有:
1.1用的药品、水和阳极不纯;
1.2零件前处理不彻底;
1.3零件掉入槽中,未及时捞出;
1.4导电杠腐蚀产物、夹具绝缘胶、阳极袋未清洗干净;
1.5空气中带入的铬雾、酸雾、粉尘、溶液溅落等。
2.杂质去除方法
2.1铜杂质
当镀镍液中Cu2+含量达5mg/L以上,钢铁及锌合金压铸件电镀时就会产生置换铜,造成结合力不良,特别在电流中断及低电流密度区最易发生。铜杂质往往使低电流区镀层外观呈灰色,甚至黑色,常常出现粗糙、疏松、呈海绵状等不良镀层。
去除方法:
2.1.1电解法,可用0.2A/dm2~0.4A/dm2低电流密度电解除去。如果剧烈搅拌镀液,可用稍大电流密度处理铜杂质。
2.1.2化学法,可用仅对Cu2+有选择性沉淀的药剂来去除。如加入铜含量(mol)两倍左右的喹啉酸,可使铜含量下降到lmg/L以下。也可加入亚铁氰化钾,2-巯基苯骈噻唑等能与Cu2+形成沉淀的物质,然后过滤除去。
2.1.3置换法
可用镀镍铁皮(折称瓦楞形),在夜间不生成时将其放入槽中,利用镍-铜置换反应,将铜置换在镀镍铁皮上,然后取出镀镍铁皮,用稀硝酸洗去镀镍铁皮表层上的置换铜,可再次重复置换。
2.2锌杂质
光亮镀镍液中含微量锌,就能使镀层呈白色;如含量再提高;低电流密度处呈灰黑色,镀层呈现条纹状。在pH值较高镀液中,由于锌的存在,还会使镀层出现针孔。锌允许的极限量因光亮剂种类而异,通常允许在20mg/L之内。
去除方法:
2.2.1 电解法 Zn2+含量较低时,用瓦楞形铁板作阴极,在搅拌条件下,以0.2A/dm2~0.4A/dmz电解除去;
2.2.2 化学法 当Zn2+含量较高时,可用稀NaOH溶液调pH值至6,再加入5g/L~10g/L的CaCO3,此时,pH值为6.2,加热至65~70 ℃,搅拌1h~2h,再调pH值稳定在6.2,静置4h以上,过滤,以除去Zn(OH)2及CaCO3沉淀。此法镍盐损失较大。
2.3铅杂质
镀液中铅含量>5mg/L时,将得到灰色甚至黑色镀层,且与基体结合不良。
去除方法:低电流密度电解除去。
2.4铁杂质
镀液中铁是主要杂质。Fe2+和Ni2+会发生共沉积。当镀液pH值>3.5时,阴极附近pH值更高,Fe3+可形成Fe(OH)3,夹杂于镀层中,使镀层发脆、粗糙,是形成斑点或针孔的原因之一。在较高pH值的镀液中,铁杂质应控制在0.03g/L以下;pH值较低时,不得超过0.05g/L
去除方法:
2.4.1电解法,以0.2A/dm2~0.4A/dm2低电流密度进行电解;
2.4.2化学法,用稀硫酸将镀液pH值调至3,加H2O2(30%) 0.5~1ml/L,加热至65℃~75℃,使铁转变成Fe3+,并除去多余的H2O2,用BaCO3、NiCO3或Ba(OH)2,调pH值至6,搅拌2h,重调pH值使之稳定在6,静置过滤。若处理铁的同时还要去除有机杂质,可在加H2O2后,再加入活性炭2g/L~4g/L。
2.5铬杂质
主要来自铬雾散落或从没洗净的夹具上带入。当Cr6+含量达3~5 mg/L时,在低电流密度区的镍就难以沉积,含量再增高,就会使镀层产生条纹,引起镀层剥落及低电流密度处无镀层等弊病。
去除方法:一般是用还原剂连二亚硫酸钠Na2S204(又称保险粉)或硫酸亚铁把Cr6+还原成Cr3+,然后提高pH值使之形成氢氧化铬沉淀(硫酸亚铁中的铁则以氢氧化铁沉淀)而过滤除去。以硫酸亚铁法为例,具体操作为:先用稀硫酸将镀液的pH值降至3~3.5,加硫酸亚铁1g/L,搅拌1h,使Cr6+充分还原至C3+。再加双氧水H2O2(30%)0.5ml/L,使过量的亚铁氧化成三价铁,然后用稀NaOH或Ba(OH)2提高镀液pH值至6.0~6.2,加热至65℃~70℃,在4h内,不断搅拌,并维持此pH值,使铬杂质与铁同时形成氢氧化物沉淀,过滤除去。
2.6硝酸根 硝酸根的混入主要由于硫酸镍的质量不纯。它使镀镍的阴极电流效率显著降低。微量NO3-使镀层呈灰色而脆,低电流区无镀层。当含量达到0.2g/L以上时,镀层呈黑色。
去除方法:通常采用电解法,以低pH值和高温为佳。具体操作为,先用稀硫酸降低镀液pH值到1~2,增加阴极面积,加热使镀液温度升至60℃~70℃。先用大电流(1A/dm2)电解,逐渐降低至0.2A/dm2,一直电解SUE常为止
NO3-+ 9H+ + 2e = NH3 + 3H2O
2.7有机杂质 有机杂质的种类很多,引起的故障也各不相同。有的使镀层亮而发脆,有的则使镀层出现雾状、发暗,也有的使镀层产生针孔或呈桔皮状。
去除方法:
2.7.1 双氧水一活性炭处理,将镀液加温至50℃~60℃,加入H202(30%)1mL/L~3mL/L,在不断搅拌下,加入活性炭1~3g/L,继续搅拌30min,静止,过滤后试镀;适用于轻度污染
2.7.2高锰酸钾一活性炭处理,用稀硫酸调镀液pH值至2~3,加温至50℃左右,在搅拌下,加入溶解好的化学纯高锰酸钾,加入量从1g/L~5g/L(有机物含量高时,还可大于此量)以在5min内紫色不褪为好。加入活性炭3g/L~5g/L(视情况还可多加),搅拌30min,静置24h,此时如溶液仍呈紫红色,可加入双氧水将其褪去,过滤后,用NaOH调镀液pH直至正常,即可试镀。适用于重污染。
2.8固体微粒杂质 包括空气中尘埃及阳极不规则溶解时产生的细小镍微粒。它们悬浮于镀液中,会粘附于零件表面,使镀层产生粗糙、结瘤。去除的办法是过滤。
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