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    鋁合金電鍍鎳處理中雜質對鍍層的影響

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        鍍液中的雜質包括無機雜質和有機雜質,無機雜質主要是銅、鐵、鋁、硅、鋅、鉻等金屬離子和硝酸根離子、磷酸根離子等;有機雜質包括光亮添加劑及陰極電解產物、各類油脂等。這些雜質在鍍液中累積到一定濃度后就會對鍍層的質量產生嚴重影響,所以在電鍍過程中應嚴格控制這些雜質在鍍液中的濃度,對于超過濃度范圍的雜質應采取措施從鍍液中清除。

        1.銅雜質

        在光亮鍍鎳中,當鍍液中銅含量達0.01g/L時,就會影響低電流密度區的光亮度,使低電流密度區產生霧狀和由暗到黑的鍍層,對于半光亮鍍鎳,銅雜質的濃度上限可到0.2g/L而看不到鍍層外觀有明顯缺陷。鋁合金電鍍中的銅雜質主要來自于鎳鹽、鎳陽極中銅雜質的溶解、銅導電桿的腐蝕產物掉入鍍液等。

        對銅雜質的清除可采用電解法和沉淀法,電解法是采用低電流密度電解的方式除去鍍液中的銅雜質,這是最為經濟實用的方法。先將鍍液pH值調到3,用預先鍍過鎳的瓦楞鐵板做陰極,在攪拌的情況下,以0.05~0.1A/dm2的陰極電流進行電解處理數小時至數十小時,具體時間以鍍液中銅雜質濃度而定。沉淀法是在鍍液中加入亞鐵氰化鉀、2巰基苯并噻唑等能與二價銅離子形成沉淀的物質,使二價銅離子沉淀,過濾后即可除去,用沉淀法除去銅雜質后還需用低電流密度處理數小時。

        2.鐵雜質

        鍍液中鐵雜質對鍍層的影響隨鍍液pH的高低而異,在高pH的情況下當鍍液中的鐵雜質濃度超過0.03g/L時就會使鍍層質量降低,在鍍層上形成斑點并產生粗糙的鍍層,同時還會使鍍層脆性增大、產生針孔等。如果鍍液pH較低則鍍液中鐵雜質對鍍層的影響較小,其允許的范圍要寬一些。在鋁合金電鍍中,鐵雜質主要來源于鎳鹽、鎳陽極中鐵雜質的溶解等。

        鐵雜質的除去可采用電解法,也可采用化學沉淀法。電解法是用預先鍍過鎳的瓦楞鐵板做陰極,在攪拌的情況下,以0.1~0.4A/dm2的陰極電流進行電解處理數小時至數十小時,具體時間以鍍液中鐵雜質的濃度而定?;瘜W法是先將鍍液pH值調到3左右,然后按1mL/L的量添加30%的過氧化氫,在攪拌下加熱到70℃左右,使鍍液中亞鐵離子氧化成高鐵離子,再用碳酸鋇或氫氧化鋇或碳酸鎳調鍍液pH值到6左右,使高鐵離子生成氫氧化鐵沉淀,靜置過濾即可除去鍍液中的鐵雜質,過濾后同樣要經過低電流處理數小時為好。

        3.鋅雜質

        鍍液中的鋅雜質含量過高會使鍍層發白,在低電流密度區產生暗色鍍層,甚至形成亮黑色條紋。光亮鍍鎳對鋅雜質的敏感性比普通鍍鎳低,在光亮鍍鎳中鋅雜質的允許濃度范圍為0.02~0.1g/L。在鋁合金電鍍中,鋅雜質主要來自鎳鹽、鎳陽極中鋅雜質的溶解等。

        當鍍液中鋅雜質含量較低時可采用0.2~0.4A/dm2低電流密度處理。當鍍液中有較多的鋅雜質時,可采用提高鍍液pH的方法來使鋅雜質以氫氧化鋅的形式除去,此時需要將鍍液pH值調到6.2,加熱至65~70℃,攪拌1h左右,過濾即可除去鋅雜質。

        4.六價鉻

        鍍液中混入六價鉻會使鍍層上出現污點、起泡、降低鍍層結合力,當鍍液中六價鉻濃度超過0.003g/L時,會使低電流密度區無鍍層,當六價鉻含量達到0.01g/L時,陰極電流效率顯著降低,當六價鉻含量達到0.1g/L將難以獲得鎳鍍層。

        六價鉻的清除需要先將六價鉻還原成三價鉻,然后采用調高pH的方法使三價鉻沉淀,也可采用低電流密度處理鍍液除去三價鉻。還原時先將鍍液pH調到3左右,然后加入亞硫酸氫鈉或連二亞硫酸鈉0.2~0.4g/L,攪拌使六價鉻還原成三價鉻。如采用化學沉淀法用碳酸鋇或碳酸鎳調pH值至6.2,加熱鍍液至60~65℃,攪拌120min,并控制pH值穩定在6.2,靜置數小時后,過濾即可除去三價鉻。鍍液過濾后還需添加適量的過氧化氫以去除多余的亞硫酸氫鈉或連二亞硫酸鈉。

        5.其他雜質

        鋁和硅會使鍍層在中高電流密度區發霧,使鍍層出現掛灰或細微粗糙,硅可采用活性炭處理后過濾的方法除去,鋁可采用提高鍍液pH的方法使鋁沉淀再過濾除去。

        硝酸根離子會使鍍層的分散能力降低,鍍層具有脆性,陰極電流效率降低。硝酸根離子的除去比較麻煩,需先調pH值至1~2,在1A/dm2以上的高電流密度下電解使硝酸根離子還原成氨,再逐步降低電流密度到0.2A/dm2左右,一直電解到鍍液正常為止。

        6.有機雜質

        當鍍液被有機雜質污染時,往往會出現鍍層變暗、產生麻點、條紋、針孔、脆性增大等。過量添加劑使鍍層產生條紋、脆性增大、低電流區鍍層發暗等。有些添加劑過量還會使鍍層鈍化,給后續的鍍鉻帶來難困。添加劑分解產物引起鍍層脆性增大并使鍍層的光亮度和整平性受到影響。油脂類或不恰當的潤濕劑會使鍍層出現橘皮狀。

        能被活性炭吸附的有機雜質比如油脂類及大多數潤濕劑通常直接用活性炭處理即可,如果需要采用氧化處理的有機雜質則可通過向鍍液中添加高錳酸鉀或過氧化氫的方法使有機雜質氧化,采用高錳酸鉀處理的步驟如下。

        ①用硫酸或鹽酸調pH值至1.5~2.5,并將溫度升至40℃左右;高錳酸鉀按0.25g/L稱取所需的量,用純水溶解。

        ②在不斷攪拌下將高錳酸鉀溶液加入鍍液中,靜置約20min;經氧化處理后的鍍液如發現有多余的高錳酸鉀可用少量過氧化氫使高錳酸鉀還原。

        ③用碳酸鎳或碳酸鋇調pH值到5左右,繼續攪拌約150min。

        ④按2~5g/L加入活性炭,攪拌均勻,靜置數小時后過濾。

        ⑤分析調整鍍液,并按工藝要求重新添加所有添加劑,經試鍍合格后即可用于生產。

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