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丹陽(yáng)市美嘉電鍍有限公司

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鍍鎳工藝中雜質(zhì)的成因,影響及去除

     近年來(lái),鎳鍍層在裝飾,防腐以及電子等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,其生產(chǎn)方式上已經(jīng)從以前的小批次大批量逐漸過(guò)渡到多品種小批量的生產(chǎn)方式,而且對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求更高。隨著生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變,電鍍管理人員必須要使用同一種鍍液電鍍出各種不同的工件。因此,電鍍管理人員對(duì)防止電鍍不良的發(fā)生,必須有充分的知識(shí)和管理技術(shù),并且在電鍍不良發(fā)生時(shí),必須立即采取合適的處理方法,使鍍液恢復(fù)正常。

      本文主要介紹瓦特型光亮鍍鎳液中雜質(zhì)的產(chǎn)生原因,對(duì)鍍液的影響及除雜方法。

1)雜質(zhì)的種類(lèi)和混入途徑

     污染鍍鎳溶液的雜質(zhì)大致可以分成,銅,鋅,鐵等金屬雜質(zhì);硝酸根,磷酸根等陰離子雜質(zhì);油脂類(lèi),光亮劑分解產(chǎn)物等有機(jī)雜質(zhì);以及活性炭粒等固體型雜質(zhì)。一般雜質(zhì)的混入主要途徑有電鍍?cè)牧系膸?,工件在鍍槽中的溶解,其他工序溶?殘余帶入,新設(shè)備附帶雜質(zhì)帶入等[1]。此外,采用閉路循環(huán)系統(tǒng)雖有利于電鍍藥品的回收和減少排水處理費(fèi)用,但卻造成雜質(zhì)的濃縮,積蓄的問(wèn)題。因此,電鍍用水也以使用雜質(zhì)少的去離子水為宜。其中個(gè)類(lèi)型雜質(zhì)混入途徑如下

金屬雜質(zhì)的混入途徑

  1,掉入鍍槽的零件的基體或鍍銅層等異金屬的溶解

  2,前工序鍍液的帶入

  3,從掛具,導(dǎo)電桿上混入的異種金屬

  4,電鍍?cè)锪现挟惙N金屬的帶入。

有機(jī)雜質(zhì)的混入途徑

  1,基體除油不干凈帶入的油脂類(lèi)

  2,從濾布,濾袋,鍍槽處理材料中溶解的雜質(zhì)

  3,大氣污染物質(zhì)從壓縮空氣噴嘴中混入

  4,有機(jī)光澤劑分解生成物

  5,過(guò)量的有機(jī)添加劑

固體型雜質(zhì)的混入途徑

   1,在基體表面附著的拋光粉

   2,大氣中的塵埃,電鍍?cè)O(shè)備上的粉塵,涂料等落入鍍液

   3,陽(yáng)極袋中陽(yáng)極泥漏入鍍液

   4,處理槽液時(shí)未處理干凈的活性炭粉等。

2)雜質(zhì)的影響

   雜質(zhì)對(duì)鍍鎳的影響可以分為以下幾種,

   1,目視能夠判斷的針孔,麻點(diǎn),鍍層發(fā)霧,色澤不均,無(wú)鍍層等的外觀(guān)不良故障。

   2,鍍層應(yīng)力大,硬度大,延展性差等的物理性能降低。

   3,鍍層結(jié)合力差,耐蝕性降低。

3)對(duì)策

   如果混入的雜質(zhì)屬于事前能夠預(yù)測(cè)的物質(zhì),可以采取定期處理的對(duì)策,但是如果雜質(zhì)以外的混入,并慢慢積累至超過(guò)允許極限時(shí),所發(fā)生的突然性不良故障,是往往難以弄清楚原因的。這時(shí)就需要在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),使不良故障重現(xiàn),從而能采取相應(yīng)的對(duì)策。這種模擬實(shí)驗(yàn)方法可以利用哈氏槽實(shí)驗(yàn)。

雜質(zhì)的確認(rèn)方法--哈氏槽實(shí)驗(yàn)

   哈氏槽實(shí)驗(yàn),在鍍液管理上比較容易掌握鍍液的狀態(tài),判斷雜質(zhì),因此被廣泛應(yīng)用。其電流密度沒(méi)有被固定,可以自由控制,因此可以說(shuō)是再現(xiàn)雜質(zhì)的影響的最合適的方法。例如,如果屬于在低電流區(qū)容易析出的金屬,就較小電流并進(jìn)行空氣攪拌。要判斷有機(jī)雜質(zhì),就在無(wú)攪拌的靜置狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)[2]。如上所述,依靠哈氏槽實(shí)驗(yàn),使雜質(zhì)的影響在試片上再現(xiàn),這在除去雜質(zhì)上將成為重要依據(jù)。如果在試片上,不良故障能夠再現(xiàn),就按照所判斷的該種雜質(zhì)的排除方法,在燒杯中進(jìn)行預(yù)備實(shí)驗(yàn),然后在現(xiàn)場(chǎng)中實(shí)施除雜處理。

鍍液凈化方法:

    1,電解法

    電解處理亦是電鍍過(guò)程,所不同的只是在陰極上不吊掛零件,而是改為吊掛以去除雜質(zhì)而制作的電解板(又稱(chēng)假陰極)。在通電的情況下,使雜質(zhì)在陰極電解板上沉積、夾附或還原成相對(duì)無(wú)害的物質(zhì)。在少數(shù)情況下,電解去除雜質(zhì)也有在陽(yáng)極上進(jìn)行的,使某些能被氧化的雜質(zhì),在通電的情況下,到達(dá)陽(yáng)極上氧化為氣體逸出或變?yōu)橄鄬?duì)無(wú)害的物質(zhì)[3]。

   電解法適用于去除容易在電極上除去或降低其含量的雜質(zhì)。

   (1)電解條件的選擇。這里所指的電解,目的是要去除鍍液中的雜質(zhì),但是在電解去除雜質(zhì)的同時(shí),往往也伴隨有溶液中主要金屬離子的放電沉積。為了提高去除雜質(zhì)的速率,減慢溶液中主要金屬離子的沉積速率,就要注意電解處理的操作條件。

   ①電流密度:電解處理時(shí),以控制多大的電流密度為好,原則上要按照電鍍時(shí)雜質(zhì)起不良影響的電流密度范圍。也就是說(shuō),在電鍍過(guò)程中,若雜質(zhì)的影響反映在低電流密度區(qū),那么電解處理時(shí)應(yīng)控制在低電流密度下進(jìn)行,假使雜質(zhì)的影響反映在高電流密度區(qū),則應(yīng)選用高電流密度進(jìn)行電解;如果雜質(zhì)在高電流密度區(qū)和低電流密度區(qū)都有影響,那么可先用高電流密度電解處理一段時(shí)間,然后再改用低電流密度電解處理,直至鍍液恢復(fù)正常。在一般情況下,凡是用低電流密度電解可以去除的雜質(zhì),為了減少鍍液中主要放電金屬離子的沉積,一般都采用低電流密度電解。事實(shí)上,電鍍生產(chǎn)中,多數(shù)雜質(zhì)的影響反映在低電流密度區(qū),所以通常電解處理的電流密度控制在0.1A/dm2-0.5A/dm2之間.[4]

   ②溫度和pH值:電解處理時(shí)溫度和pH的選擇,原則上也是要根據(jù)電鍍時(shí)雜質(zhì)起不良影響較大的溫度和pH范圍。例如鍍鎳溶液中的銅雜質(zhì)和NO3-雜質(zhì),在pH較低時(shí)的影響較大,所以電解去除鍍鎳溶液中的銅雜質(zhì)和NO3-雜質(zhì)時(shí),應(yīng)選用低pH進(jìn)行電解,在這樣的條件下,去除雜質(zhì)的速率較快。有些雜質(zhì)在電解過(guò)程中會(huì)分解為氣體(如NO3-在陰極上還原為氮氧化物或氨)等,這時(shí)就應(yīng)選用高溫電解,使電解過(guò)程中形成的氣體揮發(fā)逸出(氣體在溶液中的溶解度,一般隨溫度升高而降低),從而防止它溶解于水而重新沾污鍍液。

    按照一般規(guī)律,隨著鍍液溫度的升高,電解去除雜質(zhì)的速率也增大,所以當(dāng)加溫對(duì)鍍液主要成分沒(méi)有影響時(shí),電解處理宜在加溫下進(jìn)行。但究竟以控制在什么溫度為好,最好通過(guò)小試驗(yàn)確定。

    ③攪拌:電解處理既然是依靠雜質(zhì)在陰極(或陽(yáng)極)的表面上反應(yīng)而被除去,那么就應(yīng)創(chuàng)造條件,使雜質(zhì)與電極表面有充分的接觸機(jī)會(huì)。攪拌可以加速雜質(zhì)運(yùn)動(dòng),使它與電極的接觸機(jī)會(huì)增多,所以為了提高處理效果,電解時(shí)應(yīng)攪拌鍍液。國(guó)外資料介紹,在電解處理時(shí)用超聲波攪拌鍍液可提高處理效果。因此,有條件的單位,電解處理時(shí)應(yīng)盡量加速對(duì)鍍液的攪拌。

    (2)電解處理的要求

    首先要查明有害雜質(zhì)是否來(lái)源于電解過(guò)程:電解處理可以去除某些雜質(zhì),但有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì)。例如有害雜質(zhì)來(lái)源于不純的陽(yáng)極,電解處理時(shí)仍用這種陽(yáng)極,那么隨著電解過(guò)程的進(jìn)行,雜質(zhì)會(huì)越積越多;又如雜質(zhì)來(lái)源于某些化合物在電極上的分解,那么電解將使這類(lèi)分解產(chǎn)物逐漸增多。這樣的電解處理,不但不能凈化鍍液,反而會(huì)不斷加重鍍液的污染。因此,在電解處理前,要進(jìn)行必要的檢查,預(yù)防處理過(guò)程中產(chǎn)生有害雜質(zhì)。

    電解用的陰極(假陰極)面積要盡可能大:用電解法去除雜質(zhì),大多是在陰極表面上進(jìn)行的,所以增大陰極面積,可以提高去除雜質(zhì)的效率,同時(shí)為了在不同的電流密度部位電解去除鍍液中不同雜質(zhì)或同一種雜質(zhì),要求電解用的陰極做成凹凸的表面(如瓦楞形),這樣可以提高電解處理的效果。但陰極上的凹處不宜太深,以防止電流密度過(guò)小而使雜質(zhì)不能在這些部位沉積或還原。[5]

    電解過(guò)程中,要定時(shí)刷洗陰極:由于電解處理的時(shí)間一般都比較長(zhǎng),在長(zhǎng)時(shí)間的電解過(guò)程中,陰極上可能會(huì)產(chǎn)生疏松的沉積物,它的脫落會(huì)重新沾污鍍液,所以在電解一段時(shí)間后,應(yīng)將陰極取出刷洗,把陰極上疏松或不良的沉積物刷去后再繼續(xù)電解。

    電解處理前,最好先做小試驗(yàn)估計(jì)一下電解處理的效果和時(shí)間:有些雜質(zhì),用電解處理很難除去,若盲目地采用電解處理,可能花了很長(zhǎng)時(shí)間也不能使鍍液恢復(fù)正常。

    由于小試驗(yàn)所取的鍍液少,雜質(zhì)的總量也少,往往在通入足夠量的電量,在不長(zhǎng)的時(shí)間里就能看出電解處理是否有果。例如取2L有故障的鍍液,掛人2dm2左右的陰極(瓦楞形),電流2A,電解4h鍍液基本好轉(zhuǎn),5h鍍液恢復(fù)正常,則小試驗(yàn)表明:每升有故障的鍍液,通入5A·h電量就能使鍍液恢復(fù)正常。

    由此可以估計(jì),若需要處理的有故障的鍍液為1000L,則需通人5000A·h左右的電量。假如電解處理時(shí)控制電流為100A,那么約需電解50h。由于小試驗(yàn)與大槽電解時(shí)的操作條件不完全相同,因此小試驗(yàn)不能作為大槽電解處理的依據(jù),只能作為一種預(yù)先的估計(jì),做到心中有數(shù)。

    (3)電解處理操作方法。電解處理可以用間歇法和連續(xù)法兩種。間歇法是當(dāng)鍍液被雜質(zhì)沾污到影響鍍層質(zhì)量時(shí),就停止生產(chǎn),陰極上改為吊掛電解板,進(jìn)行電解處理,直至鍍液恢復(fù)正常后再轉(zhuǎn)為正式電鍍生產(chǎn)。

    連續(xù)法是在電鍍槽旁邊,放置一個(gè)小型的輔助槽,這個(gè)輔助槽專(zhuān)用于電解去除雜質(zhì),其中用一臺(tái)泵把需要電解處理的鍍液從電鍍槽抽人輔助槽,同時(shí)在輔助槽上面開(kāi)一個(gè)溢流口,使經(jīng)過(guò)電解處理的鍍液返回到電鍍槽內(nèi),以保持鍍槽中鍍液恒定地來(lái)回循環(huán)。連續(xù)法可以使電鍍和電解處理同時(shí)并行,不必停止生產(chǎn)。此法適用于電鍍過(guò)程中雜質(zhì)含量會(huì)逐漸增長(zhǎng)的操作,例如鋅制品鍍鎳,鍍鎳液中鋅雜質(zhì)容易增長(zhǎng);光亮硫酸鹽鍍銅后鍍鎳,鍍鎳液中銅雜質(zhì)容易增長(zhǎng),假使在這類(lèi)鍍鎳槽旁邊放置一個(gè)輔助電解槽,進(jìn)行連續(xù)電解,可以抑制鋅或銅雜質(zhì)的增長(zhǎng),防止造成故障。[6]

    連續(xù)法只能在雜質(zhì)含量還未上升到影響產(chǎn)品質(zhì)量時(shí)進(jìn)行,否則,若雜質(zhì)含量已到達(dá)影響鍍層質(zhì)量,那么只得先用間歇法把雜質(zhì)的含量降低至允許范圍內(nèi),然后再轉(zhuǎn)為連續(xù)法進(jìn)行電解。

2,高PH值沉淀法
    高pH沉淀法又稱(chēng)堿化沉淀法。它是用堿提高鍍液的pH,使鍍液中的金屬雜質(zhì)生成難溶于水的氫氧化物沉淀。如:
    Fe2++2 OH-=Fe(OH)2↓
    Fe2++3 OH-=Fe(OH)3↓
    Cu2++2 0H-=Cu(OH)2↓
    zn2++2 OH-=Zn(OH)2↓
    Cr3++3 OH-=Cr(OH)3↓
    Pb2++2 0H-=Pb(OH)2↓
   高pH沉淀法適用于弱酸性的鍍液,如鍍鎳、銨鹽鍍鋅和無(wú)銨氯化物鍍鋅液等。處理時(shí),究竟用什么堿提高鍍液的pH值,應(yīng)根據(jù)鍍液的具體情況。一般鍍鎳液用NiCO3提高PH值,在特殊情況下也可使用NaOH。
   在向鍍液中加堿提高pH前,應(yīng)將鍍液加熱至65oC~70oC,以防止在提高pH時(shí)生成的氫氧化物形成膠體,使之容易過(guò)濾而除去沉淀。

  以上為通用的除雜方法,另針對(duì)特定的某種雜質(zhì),我們可以針對(duì)性的選擇相應(yīng)的處理方法,通常鍍鎳液中常見(jiàn)的雜質(zhì)有銅雜質(zhì),鋅雜質(zhì),鉛雜質(zhì),鐵雜質(zhì),鉻雜質(zhì),硝酸根等。各種雜質(zhì)對(duì)應(yīng)的處理方法如下

1.銅雜質(zhì):

混入途徑:落入鍍槽中的銅零件(或鍍銅件)的溶解,從前道工序帶入鍍銅液,陽(yáng)極導(dǎo)電桿銅屑或銅的氧化物殘差的脫落。

影響:當(dāng)鍍鎳液中銅離子含量達(dá)5mg/L以上,鋼鐵及鋅壓鑄件電鍍時(shí)就會(huì)產(chǎn)生置換銅,造成結(jié)合力不良,特別在電流中斷及低電流密度區(qū)最易發(fā)生。銅雜質(zhì)往往使低電流密度區(qū)鍍層外觀(guān)呈灰色,甚至黑色,常常出現(xiàn)粗糙,疏松,呈海綿狀等不良鍍層。 用哈氏槽打片,低電流區(qū)鍍層會(huì)出現(xiàn)灰色甚至黑色。銅雜質(zhì)較低時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)低電流區(qū)鍍層無(wú)光澤。                

鑒別方法:取鍍液2ml,加2mol/L H2SO4,使溶液呈酸性,再加1mol/L K4[Fe(CN)6] 2ml;如產(chǎn)生沉淀[Cu2[Fe(CN)6],此沉淀溶于氨水呈現(xiàn)蘭色,示有Cu2+ 存在。生產(chǎn)中簡(jiǎn)單方法是用稀硫酸調(diào)PH=2-3,浸入用HCl 活化處理過(guò)的鋼絲,約3-5分鐘取出,觀(guān)察有否紅色置換銅。

去除方法:

1)電解法:0.2-0.4A/dm2如激烈攪拌可用稍大電流密度。陰極用瓦楞形鐵板,一般電解3-5小時(shí)即可。

2)化學(xué)藥劑法:用僅對(duì)銅離子有選擇性沉淀的藥劑去除,如加入銅含量(摩爾)2倍左右喹啉酸,可使銅含量下降到 1mg/L以下。也可加入亞鐵氰化鉀,2-巰基苯并噻唑生成沉淀后過(guò)濾。如要生成氫氧化銅沉淀,因需要調(diào)PH=6.3,會(huì)有相當(dāng)多的氫氧鎳沉淀生成。經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得若采用調(diào)整PH=6.3生成氫氧化銅沉淀的方法,鍍槽鎳損失達(dá)30%。除非極特殊情況,否則盡量不要采用調(diào)整PH值沉淀法。

2,鋅雜質(zhì):

混入途徑:鋅基合金工件,黃銅件在鍍槽中的溶解。

影響:光亮鍍鎳溶液中如如含微量鋅所得鍍層呈白色,如含量再提高,低電流密度處呈灰黑色,鍍層呈現(xiàn)條紋狀。在PH較高鍍液中,由于鋅的存在還會(huì)使鍍層出現(xiàn)針孔,鋅允許極限因光亮劑不同而異,一般在20-100mg/L范圍內(nèi).

鑒別方法:取2ml鍍液加于試管中,加蒸餾水30ml,1%甲基紫1滴,1:1 HCl 2滴,15%KCNS 1滴,若鍍液變紫,示有鋅?;蛉?ml鍍液加于試管中,調(diào)PH至石蕊試紙呈中性,再加CH3COOH 1-2滴及0.5mol/L K3[Fe(CN)6] 1ml。此時(shí)如有黃棕色沉淀,且該沉淀溶于HCl及氨水中,示有Zn2+存在。[7]

去除方法:

1)電解法:當(dāng)Zn2+較低時(shí),用瓦楞形鐵板作陰極,攪拌條件下,0.2--0.4A/dm2

2)化學(xué)沉淀法:當(dāng)鋅離子濃度較高時(shí),用稀NaOH或CaCO3(優(yōu)于NaOH)將電鍍液調(diào)PH=6.2; 加熱至50-70℃,攪拌1-2h,再調(diào)PH穩(wěn)定在6.2,靜置4h以上,過(guò)濾,除Zn(OH)2及CaCO3沉淀(本法鎳鹽損失較大,非特殊情況不建議采用)。

3,鉛雜質(zhì):

混入途徑:釬焊零件在鍍槽中的溶解。

影響:類(lèi)似于鉻雜質(zhì)對(duì)鍍層質(zhì)量影響。當(dāng)鍍液中達(dá)5mg/L以上時(shí),得到灰色甚至黑色鍍層,鍍層粗糙,甚至無(wú)鍍層。

鑒別方法:取2ml鍍液加于試管中,調(diào)PH至石蕊試紙呈中性,加1mol/L K2CrO4 1-2滴。如有黃色沉淀,將此沉淀溶于NaOH中,通入H2S或加入(NH4)2S。如試液中有Pb2+,可出現(xiàn)黑色PbS沉淀。

去除方法:低電流密度電解除去。

4,鐵雜質(zhì):

混入途徑:鐵基體零件在鍍液中的溶解(尤其是管狀零件盒形狀復(fù)雜的零件),水中鐵雜質(zhì)的帶入。

影響:鐵是鍍鎳液中最主要的雜質(zhì),主要是鋼鐵零件未及時(shí)撈出或未鍍上鋅的部位溶解而成。二價(jià)鐵可以和鎳共沉積。當(dāng)鍍液中PH在3.5以上時(shí),此時(shí)陰極區(qū)PH更高,三價(jià)鐵可形成Fe(OH)3,并夾雜于鍍層中,使鍍層發(fā)脆,粗糙,是形成斑點(diǎn)及針孔主要原因。[8]一般鐵雜質(zhì)在較高PH溶液中,應(yīng)在0.03g/L以下,PH較低時(shí)不超過(guò)0.05g/L放不會(huì)對(duì)鍍液造成影響。

鑒別方法:取2ml鍍液加于試管中,加2mol/L硫酸使之呈明顯酸性,然后再多加2-3滴,加入亞鐵氰化鉀K4[Fe(CN)6]。H2O23滴,如有Fe2+ 則生成亞鐵氰化鉀蘭色沉淀?;蛉?ml鍍液加于250ml燒杯中,加蒸餾水20ml,加1:1 HNO3,煮沸,冷卻后加KCNS或NH4CNS(約15%)數(shù)滴,搖勻靜置,此時(shí)出現(xiàn)紅色溶液,示有Fe3+ 。如在此溶液中和加NH4F或KF后,顏色消失。

  Fe3+ +3CNS-=Fe(CNS)3  ;  Fe(CNS)3 +F- =[FeF6]3-+ 3CNS-

去除方法:

1)電解::0.4A/dm2

2)化學(xué)法:稀硫酸調(diào)PH =3左右,加30% H2O2 0.5-1mol/L,加熱65-70℃,使Fe2+ 轉(zhuǎn)化為Fe3+ 并加熱攪拌除去多余的H2O2,用BaCO3或NiCO3,Ba(OH)2調(diào)PH至6,攪拌2h,重復(fù)調(diào)PH,使之穩(wěn)定在6,靜置過(guò)濾。

5,鉻雜質(zhì):

混入途徑:六價(jià)鉻槽鉻霧,掛具夾帶的六價(jià)鉻滲出。

影響:鉻是鍍鎳液中最敏感的金屬元素之一,微量鉻的存在,使鍍液分散能力,電流效率降低,鍍層發(fā)灰,結(jié)合力下降。當(dāng)六價(jià)鉻含量達(dá)到3-5ml/L時(shí),在低電流密度區(qū)鎳層難以沉積,如含量達(dá)到5ml/L以上時(shí),就會(huì)使鍍層產(chǎn)生條紋,引起鍍層剝落。在低電流密度處無(wú)鍍層。三價(jià)鉻在PH=3.5以上就會(huì)產(chǎn)生沉淀,使鍍鎳層粗糙。

鑒別:取2ml鍍液加于試管中,加3mol/L NaOH至偏堿性,加H2O2(30%) 2-3滴,加熱至沸,有鉻存在則變成黃色溶液,冷至室溫,用1mol/L 硫酸酸化至酸性,加乙醚3-5滴,再慢慢滴加H2O2,同時(shí)搖動(dòng)試管,乙醚層有蘭色出現(xiàn),則有Cr6+ 存在。

  酸性溶液中Cr2O72- 占優(yōu)勢(shì),在堿性溶液中CrO42- 占優(yōu)勢(shì),通過(guò)調(diào)PH使之相互轉(zhuǎn)化,在酸性溶液中Cr2O72- 是強(qiáng)氧化劑,此時(shí)加H2O2則Cr6+ 被還原成Cr3+ 而出現(xiàn)蘭色。

 去除方法:將六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻,然后用化學(xué)沉淀法去除。

A,連二亞硫酸鈉(保險(xiǎn)粉)法:2H2CrO4+Na2S2O4+H2SO4=Na2SO4+Cr2(SO4)3+4H2O

                      Cr2(SO4)3+6NaOH=Cr(OH)3↓+3Na2SO4

  稀硫酸調(diào)PH至3,再按0.2-0.4g/L量加入保險(xiǎn)粉,加熱60-70℃,攪拌1h,用稀NaOH或Ba(OH)2,也可用NiCO3或BaCO3調(diào)PH,使其穩(wěn)定在6.2,靜置2-3h,過(guò)濾。最后按0.2-0.4mol/L量加入H2O2(30%)以除去過(guò)量保險(xiǎn)粉,調(diào)PH至工藝規(guī)范,試鍍。

B,硫酸亞鐵法:六價(jià)鉻被還原成三價(jià)鉻,二價(jià)鉻被氧化成三價(jià)鉻,提高PH 值,分別生成Fe(OH)3或Cr(OH)3沉淀,加入H2O2,使多余二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵。

      H2Cr2O7+6FeSO4+6H2SO4=Cr(SO4)3+3Fe(SO4)3+7H2O

  稀硫酸調(diào)PH=3,按1g/L加入FeSO4,攪拌1h,加入H2O2(30%) 1mol/L,調(diào)PH值至6.2,加熱60-70℃,并保溫4h(目的是便于沉淀,凝聚)。攪拌,重復(fù)調(diào)PH使之穩(wěn)定在6.2,靜置2-3h,過(guò)濾,最后用硫酸調(diào)PH至正常。

 C,高錳酸鉀法:調(diào)PH=3,加熱至60℃,加高錳酸鉀(10%)至呈紫色,加2-6g/L碳酸鉛(醋酸鉛),攪拌,用NaOH調(diào)PH=5-5.5,靜置2h,過(guò)濾。

6,鋁雜質(zhì):

混入途徑:落入鍍槽的鋁基材零件盒鋅鋁合金壓鑄件的溶解。

影響:鍍液中鋁含量達(dá)到10ppm,開(kāi)始影響鍍層質(zhì)量,光澤不良,高電流密度部分易燒焦

去除:將鍍液PH值調(diào)高到5.0,生成氫氧化鋁沉淀過(guò)濾除去。

7,鈣雜質(zhì):

混入途徑:水帶入,除油工序帶入。

影響:在鍍液中生成硫酸鈣顆粒,夾雜到鍍層中,使鍍層粗糙。

去除方法:將鍍液PH值調(diào)高至5,并保證鍍液溫度在60℃以上(此時(shí)若鍍液PH值偏低,會(huì)產(chǎn)生反效果),加入2倍鈣含量的氟氫酸鈉(氟氫酸鈉要提前溶解),充分?jǐn)嚢韬螅o置,用活性炭過(guò)濾。

8,鈉鉀雜質(zhì):

混入途徑:電鍍前處理工序帶入,水帶入。

影響:鍍液中鈉鉀含量高會(huì)使鍍層變脆。

去除方法:無(wú)。故要特別注意前處理后水洗徹底,以免將鈉鉀帶入鍍鎳槽。

9,硝酸根雜質(zhì):

混入途徑:因硫酸鎳不純而帶入,電鍍掛具退除鍍層后水洗不良帶入,化學(xué)拋光液酸霧飛濺落入鍍液。

影響:對(duì)鍍鎳極有害,微量的硝酸根可使鍍層呈灰色,脆性增大。當(dāng)含量達(dá)0.2g/L以上,鍍層呈黑色,陰極電流效率顯著下降。

鑒別:打哈氏片判斷。

去除方法:強(qiáng)電流電解,因在高電流密度時(shí),硝酸根在陰極還原為銨(為避免鎳的沉積可調(diào)PH=3)。

10,氰化物雜質(zhì):

混入途徑:工件在氰化鍍銅后水洗不良

影響:使鍍層整平性降低,同時(shí)降低鍍層對(duì)金屬雜質(zhì)的容忍度,并導(dǎo)致鍍層變色,附著力降低。

排除方法:將鍍液PH值調(diào)值5以上,加入雙氧水使氰化物分解,升溫60℃以上,打氣攪拌后,活性炭過(guò)濾。

11,磷酸鹽雜質(zhì):

混入途徑:化學(xué)拋光液帶入,前處理溶液帶入

影響:降低鍍液極限電流密度,是高電流區(qū)易燒焦。同時(shí)生成磷酸鎳顆粒夾雜如鍍層,使鍍層粗糙,應(yīng)力增大

排除方法:將鍍液PH調(diào)高至5.5,生成磷酸鎳除去。

12,銨鹽雜質(zhì):

混入途徑:前處理溶液帶入鍍鎳槽,退鍍液帶入鍍鎳槽

影響,銨鹽雜質(zhì)含量過(guò)高會(huì)降低鍍層光亮度和整平性,同時(shí)使鍍層應(yīng)力變大。

排除方法:補(bǔ)加新溶液,降低銨鹽雜質(zhì)在鍍液中的單位含量。

13,過(guò)氧化物雜質(zhì):

混入途徑:在處理鍍槽雜質(zhì)時(shí)使用的氧化劑殘留

影響:過(guò)氧化物殘留在鍍液中易導(dǎo)致鍍層低區(qū)不上鍍,鍍層變脆,易燒焦,且易形成針孔。

排除方法:升溫60℃,強(qiáng)烈攪拌后,小電流電解。

14,常見(jiàn)有機(jī)雜質(zhì):

混入途徑:工件帶入的油脂,空氣攪拌時(shí)空氣未過(guò)濾干凈導(dǎo)致打氣中有機(jī)物帶入,過(guò)量的添加劑,添加劑分解產(chǎn)物。鍍槽襯里材料及過(guò)濾材料在鍍液中溶解。

影響:降低鍍層光亮度,形成針孔,使高電流區(qū)易燒焦。

鑒別:在鍍液靜置條件下打哈氏片,哈氏片液面分界線(xiàn)出有黑色條紋,即說(shuō)明鍍液存在有機(jī)污染。

排除方法:活性炭過(guò)濾。為增強(qiáng)效果,常先用雙氧水等強(qiáng)氧化劑處理后再過(guò)濾。

15,胺類(lèi)有機(jī)雜質(zhì):

混入途徑:誤操作加入,對(duì)于化學(xué)鎳后鍍鎳產(chǎn)品化學(xué)鎳后清洗不徹底,鍍槽襯里材料及過(guò)濾材料在鍍液中溶解。

影響:降低鍍層光亮度,形成針孔,使高電流區(qū)易燒焦。

排除方法:用硫酸將PH值調(diào)至1以下,攪拌,加亞硝酸鹽7g/l,1.5-2A/dm2電解,達(dá)15Adm2/L后,將鍍液恢復(fù)正常即可。

16,固體顆粒雜質(zhì):

混入途徑:鍍槽內(nèi)襯剝落,過(guò)濾材料夾帶,氣體攪拌帶入

影響:夾雜如鍍層中,形成麻點(diǎn),降低鍍層應(yīng)力。

排除方法:活性炭過(guò)濾。

結(jié)語(yǔ)

在鍍鎳溶液中混入的主要雜質(zhì)及其對(duì)策如上所述,要有效防止雜質(zhì)污染,必須對(duì)鍍鎳工件的制造和電鍍工序全過(guò)程進(jìn)行控制,注意每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié),嚴(yán)格控制每一個(gè)操作步驟,盡量將雜質(zhì)控制在最低限度。

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