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電鍍基礎(chǔ)知識:影響鍍層燒焦的因素
配合物電鍍
一方面,與簡單鹽電鍍一樣,陰極界面液層中H 放電后pH 升高更快;另一方面,多數(shù)堿性條件下的配合物電鍍,隨著鍍液pH 上升,在相同配合比時形成的配離子更加穩(wěn)定,主鹽金屬離子放電更為困難,H 的放電則相對更易。正是由于這兩方面原因,鍍層更易燒焦。這也許是多數(shù)配合物電鍍的允許陰極電流密度上限都較小的主要原因。
單從燒焦而言,特別是對于簡單鹽電鍍,pH 低些為好;但鍍液pH 對鍍液性能的影響是多方面的,應(yīng)綜合考慮各方面因素后確定較佳pH。比如pH 低時,光亮劑的吸附性能下降,需用量與消耗量都大增,造成有機雜質(zhì)增加過快。因鎳價上漲,有的鍍鎳液中主鹽濃度控制得很低,這容易使鍍層燒焦,為防止燒焦又要將pH 調(diào)得很低;但主鹽濃度低了又會出現(xiàn)光亮整平性下降等其他問題。故pH 過低并非好事。電鍍技術(shù)的復(fù)雜性之一就在于不能簡單地根據(jù)某一種需求而隨意改變配方與工藝條件,而應(yīng)綜合權(quán)衡得失。
鍍液中pH 緩沖劑過少
鍍液中的pH 緩沖劑不僅對鍍液本身pH 有緩沖作用,更重要的是對陰極界面液層pH 的緩沖作用。當(dāng)其含量低時,高陰極電流密度區(qū)因其本底濃度低,同樣因鍍液中濃度低,緩沖劑向陰極界面液層擴散的速度下降,其對陰極界面液層中pH 的緩沖作用差,H 稍一放電,界面液層中pH 上升更快,鍍層更易燒焦。鍍鎳、氯化甲鍍鋅液中的緩沖劑──硼酸,還具有細化鍍層結(jié)晶、提高鍍層光亮性等作用,所以非但不能缺,而且應(yīng)根據(jù)不同液溫條件,盡量多加至不結(jié)晶析出為宜。不少人很不注重氯化甲鍍鋅液中硼酸的及時補加,所以電鍍質(zhì)量上不了檔次。
主鹽濃度過低
對于氯化甲鍍鋅、光亮酸銅、鍍鎳等簡單鹽電鍍,當(dāng)主鹽濃度過低時,鍍層易燒焦。原因是:(1)主鹽濃度過低時,陰極界面液層中主鹽濃度本身很低,電流稍大,放電后即缺乏金屬離子,H 易乘機放電;(2)鍍液本體的主鹽濃度低,擴散與電遷移速度都下降,陰極界面液層中金屬離子的補充速度也低,濃差極化過大。
配合物電鍍則較復(fù)雜。若單獨提高主鹽濃度,則配合比變小,陰極電化學(xué)極化不足。在保持配合比不變的前提下,要提高主鹽濃度,配位劑濃度應(yīng)按比例提高,即鍍液應(yīng)濃,但這受多種因素制約,鍍液濃度不可隨意提高。
赫爾槽試驗時,若認為主鹽濃度過低,可補加后再試驗,使燒焦區(qū)在其他條件相同的情況下,達到或接近新配液的試片燒焦范圍。
簡單鹽電鍍
(1) pH 高時,陰極界面液層中H 濃度本身就低,量不大的H 還原即會使pH 升高至產(chǎn)生燒焦的值。
(2) 鍍液本體的H 濃度低時,H 向陰極界面液層的擴散、電遷移速度也低,來不及補充陰極界面液層中H 的消耗,其pH 上升更快,也加劇燒焦。
電鍍鉻是利用電解工藝,將鉻沉積在基體表面,形成鉻鍍層的表面處理技術(shù)。
1)性能——鍍層與基體之間為物理結(jié)合,結(jié)合力弱,易造成鼓泡、龜裂、脫落。電鍍層的厚度一般在0.06mm(0.03-0.10)左右,且鍍鉻層的脆性較大,當(dāng)局部受到壓縮或沖擊時,鍍層極易發(fā)生裂紋,潮濕空氣中的水分就會通過孔隙滲到基材里面,表面而形成銹斑。隨著時間的延續(xù),斑點不斷擴大、增多而連成大片面積,嚴重時造成設(shè)備失效;
2)環(huán)境——電鍍對環(huán)境影響極大。電鍍過程中會產(chǎn)生大量危害人體健康的含六價鉻廢水、大量酸洗廢水和清洗廢水,造成水源污染和環(huán)境的破壞;
3)效益——電鍍后不適合局部修復(fù)。如設(shè)備鍍層有局部損傷,則需將整個鍍層整體電鍍,增加了維修成本。電鍍不能循環(huán)使用,由于受電鍍層厚度的限制,一般設(shè)備在電鍍2次后,因退鍍后再機加造成壁厚變薄,強度下降,無法再恢復(fù)到原有性能,不能循環(huán)使用,從而徹底報廢。