多層電鍍層間脫皮故障原因分析

  有時候，由于多層電鍍工藝的復雜，出現(xiàn)故障的原因和排除故障的方法就需要特別注意。如某廠生產自行車車圈采用氰化鍍銅一鍍亮鎳一鍍裝飾鉻工藝，已有多年的生產歷史，生產工藝比較成熟。但在一次設備大修及槽液處理后試鍍，發(fā)現(xiàn)車圈經鍍鉻后大面積爆皮，經過現(xiàn)場了解知道，車圈在鍍亮鎳后，鍍層就有明顯凸起的痕跡，經鍍鉻后由于內應力增大，鍍層爆開。鍍層爆皮多在銅層及鎳層之間，而且車圈各部位鍍層均有爆開現(xiàn)象。
  分析檢查是在多層電鍍工藝(銅/鎳/鉻)方面進行，對于氰化鍍銅工藝，從分析化驗得知鍍液中游離的nacn含量過高，大大增加了陰極極化作用，導致陰極上有大量的氫析出，氫析出對銅層有較好的活化作用。往鍍液中加入cucn，以增加鍍液中銅離子含量，降低游離nacn的含量，使游離nacn：cu=1：0.8，但故障仍然存在。
通常鍍銅后中途斷電可使銅層表面生成一層鈍化膜，但現(xiàn)場沒有觀察到該膜存在。為了確認在鍍銅配方及工藝條件均正常的條件下，非鍍銅引起的爆皮，技術人員把幾只車圈在鍍銅時不通電，即相當于經前處理后鐵圈直接鍍鎳，試驗后故障仍未消除。
  從光亮鍍鎳溶液和工藝檢查，通常光亮鍍鎳出現(xiàn)故障的原因有：光亮劑過量，有機分解產物過多，金屬雜質過多，硼酸含量過低等。因這個廠的電鍍生產線剛經過常規(guī)維護處理，故鍍鎳液中光亮劑過量、有機分解產物過多、金屬雜質過多等原因都不存在。從溶液分析報告可知，鍍液中硼酸含量為319/l，少于工藝規(guī)定的409/l～459/l。當硼酸不足時，鍍液的緩沖性能差，陰極區(qū)ph值升高，金屬的氫氧化物或堿鹽附著在鍍層中，易引起脫皮等現(xiàn)象，但是往鍍液中補充硼酸含量至409/l，鍍層爆皮故障仍存在。為驗證不是鍍鎳的原因引起的爆皮故障，技術人員把幾只在其他生產線上完成鍍鎳前各工序后的車圈直接放入鎳槽進行電鍍，結果鍍層良好。
  進一步分析銅一鎳間工序可能出現(xiàn)故障原因，徹底檢查除油、活化、水洗等工序。從現(xiàn)場看，水洗槽干凈，活化液正常，設備運轉正常等。但是檢查中發(fā)現(xiàn)活化液面上有片狀玻璃絲布漂浮，經了解，活化槽在設備大修時重新涂覆了環(huán)氧樹脂，涂覆后僅1d就加水加酸使用。將活化液抽出，發(fā)現(xiàn)槽壁涂覆后的環(huán)氧樹脂已溶解，壁上局部裸露出玻璃絲布，槽底部還有乳白狀混濁液，將活化槽重新襯里徹底烘干，再試鍍，鍍層爆皮故障完全消除。
  分析這次故障的原因是由于槽壁材料--環(huán)氧樹脂未完全固化，由于環(huán)氧樹脂結構中含有極性的脂肪羥基、醚鍵以及活潑的環(huán)氧基，在硫酸活化槽中與溶解下來的環(huán)氧樹脂被吸附在電極界面上，改變了界面性質，從而影響了電極過程，導致了車圈表面電鍍層爆皮。
  實際上在銅/鎳/鉻電鍍中，鍍層脫皮是較為常見的故障，它是各組合鍍層質量不良的綜合反映。要防止鍍層脫皮發(fā)生，必須根據鍍層脫皮的具體隋況分析處理。
  如鉻層之間出現(xiàn)脫皮現(xiàn)象，可能的原因是鍍鉻過程中間斷電或者鍍鉻層太厚。遇到這種情況可以檢查電鍍設備電器接觸點是否接觸不良，另外縮短鍍鉻時間(避免鍍鉻層太厚)。
  在鎳/鉻層之間出現(xiàn)脫皮現(xiàn)象，一般說零件大電流密度處容易脫皮，其原因可能是鍍鉻液中鉻酸濃度太低;鉻液溫度過低，電流密度過高;鍍鎳溶液中硫酸鎳、硼酸濃度低;鍍鎳時陰極電流密度過高;光亮鎳溶液溫度過低;光亮鍍鎳液中鈦離子的影響等。
  除此之外，引起鍍鎳層與鍍鉻層脫皮的原因還有鍍鎳溶液中光亮劑失調;鎳陽極面積不足或溶解不良;鍍鎳液ph值過高;鍍鎳液中混入no3-離子、銅、鐵、鋅、鋁等;有機物混入;導電不良;雙性電極;鎳層鈍化;其他如鍍鉻槽有油;鍍鉻槽陽極面積不足等。
  鎳層之間脫皮，這往往是在鍍鎳過程中間斷電引起的，當然鍍鎳溶液ph值過高而陰極電流密度過大也會引起鎳層之間脫皮。
  銅/鎳鍍層之間脫皮，如果氰化物鍍銅在大電流密度處容易脫皮，其原因可能就是：鍍液中銅離子含量低;陰極電流密度太大而鍍液溫度低;另外還有可能是鍍液中混入油污或者cr6+離子等。
其他如活化溶液濃度不當以及銅層在空氣中暴露時間過長也會引起銅/鎳層之間脫皮。
  基體與銅層之間脫皮，這種情況往往是鍍銅前處理不良引起的。主要原因是：除油溶液組分失調，氫氧化鈉濃度過高;除油溫度低，電流密度低，除油時間短等。