鍍硬鉻故障分析:鍍層黑暗無光澤且表面全部有麻點(diǎn)
發(fā)布時(shí)間:2015/1/6 8:40:06 來源:禾川化學(xué) 字體: 

禾川化學(xué)為了加強(qiáng)與廣大客戶的溝通,切實(shí)地解決企業(yè)因大型檢測(cè)設(shè)備、研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的缺乏;所致研發(fā)進(jìn)程緩慢,技術(shù)瓶頸無法突破的苦惱。禾川化學(xué)為企業(yè)提供成分分析,配方還原,工業(yè)問題診斷,新材料開發(fā)的一站式服務(wù)。
(1)可能原因:三價(jià)鉻離子過多
原因分析:鍍鉻液中的三價(jià)鉻離子是鉻電沉積過程中Cr6+在陰極上還原產(chǎn)生的,與此同時(shí),Cr3+在陽極上又將重新被氧化成Cr6+,所以,Cr6+在鍍鉻液中的含量在一定條件下可達(dá)到平衡,平衡時(shí)的濃度取決于陰、陽極面積之比,一般為SA:Sk=2:1。Cr3+是陰極膠體膜骨架,是陰極膠體膜的主要成分,只有當(dāng)鍍鉻液中含有一定的Cr3+時(shí),鉻的沉積過程才能正常進(jìn)行。普通鍍鉻液中三價(jià)鉻的最佳含量取決于鍍液的組成、工藝條件及雜質(zhì)的含量,一般為2~4g/L(有資料報(bào)道:Cr3+含量大約為鉻酸含量的l%~2%),不允許超過8g/L。當(dāng)Cr3+過低時(shí),相當(dāng)于SO42-含量偏高時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象,使陰極膜不連續(xù),鍍液的分散能力差,而且硬度低、光澤性差、電流效率也較低,而且只有在較高的電流密度下才產(chǎn)生鉻的沉積。當(dāng)Cr3+過高時(shí),相當(dāng)于SO42-含量不足,陰極膜增厚,不僅顯著降低鍍液的導(dǎo)電性,使槽電壓升高,而且鍍鉻層的光亮度范圍縮小,工件的尖端或邊緣會(huì)出現(xiàn)燒焦,如果陰極電流密度較低時(shí),會(huì)使工件深凹處鍍不上鉻,還會(huì)引起鍍層產(chǎn)生暗色、脆性及斑點(diǎn)等。嚴(yán)重時(shí),只能產(chǎn)生粗糙、灰色鍍層。
新配制鍍液Cr3+的產(chǎn)生方法
①采用大面積陰極電解。電解的條件是陰極面積必須大于陽極面積,鍍液中必須含有足夠量的硫酸。在電解時(shí),陰極反應(yīng)式為
Cr2072-+14H++6e一→2Cr3++7H2O
即陰極上發(fā)生Cr6+的還原,此反應(yīng)若無硫酸存在,反應(yīng)即刻停止。陽極反應(yīng)式為
2Cr3++7H20一6e一→Cr2072-+14H+
即陽極上發(fā)生Cr6+的氧化。在陰極面積大于陽極面積的情況下,六價(jià)鉻的還原趨勢(shì)大于三價(jià)鉻的氧化趨勢(shì),總的結(jié)果使三價(jià)鉻含量升高。相反,若在陰極面積小于陽極面積的情況下電解,則使三價(jià)鉻的含量逐漸降低。
②用還原劑將Cr6+還原產(chǎn)生三價(jià)鉻。還原六價(jià)鉻的還原劑有酒精、草酸和冰糖等,較為常用的是酒精(98%),用量為0.5ml/L。在加入酒精時(shí),由于反應(yīng)放熱,應(yīng)邊攪拌邊加入,否則反應(yīng)劇烈,使鉻液濺出。加入酒精后,稍作電解,即可投入使用。
③添加部分舊的鍍鉻液。在鍍鉻過程中,必須防止鍍鉻液的Cr3+升高,除了要有足夠大的陽極面積外,還要防止銅、鐵工件落人和有機(jī)物的帶入,因?yàn)檫@些物質(zhì)都能促使六價(jià)鉻的還原,使三價(jià)鉻含量增加 降低三價(jià)鉻離子常用的方法有強(qiáng)氧化法、離子交換法、電滲析法和稀釋法,但最常用的是電解法。
處理方法:電解法在陽極面積大于陰極面積10~30倍、鍍液溫度為50~60℃、陰極電流密度為1.8~2.0A/dm2的條件下進(jìn)行電解,處理時(shí)間視Cr3+的含量而定,一般在上述情況下.通電處理1h,約氧化三價(jià)鉻0.3g/L左右。
(2)可能原因:硫酸含量不足
原因分析:鉻酐的水溶液是鉻酸,是鉻鍍層的唯一來源。實(shí)踐證明,鉻酐的濃度可以在很寬的范圍內(nèi)變化。例如,當(dāng)溫度在45~50℃,Dk=10A/dm2時(shí),鉻酐濃度在50~500g/L范圍內(nèi)變化,甚至高達(dá)800g/L,均可獲得光亮鍍鉻層。一般生產(chǎn)中采用的鉻酐濃度為150~400g/L之間。鉻酐的濃度對(duì)鍍液的電導(dǎo)率起決定性作用,鍍液溫度升高,電導(dǎo)率隨鉻酐濃度增加向稍高的方向移動(dòng)。因此,單就電導(dǎo)率而言,宜采用鉻酐濃度較高的鍍鉻液。但采用高濃度鉻酸電解液時(shí),由于隨工件帶出損失嚴(yán)重,不僅造成材料的浪費(fèi),更主要的是會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。而低濃度鍍液對(duì)雜質(zhì)金屬離子比較敏感,覆蓋能力較差。鉻酐濃度過高或過低都將使獲得光亮鍍層的溫度和電流密度的范圍變窄。鉻酐濃度低的鍍液陰極電流效率較高,多用于鍍硬鉻。較濃的鍍液主要用于裝飾電鍍,鍍液的性能雖然與鉻酐含量有關(guān),最主要的取決于鉻酐和硫酸的比值。一般控制Cr03:SO42-=(80~100):1,最佳值為100:1。當(dāng)SO42-含量過高時(shí),對(duì)膠體膜的溶解作用強(qiáng),基體露出的面積大,真實(shí)電流密度小,陰極極化小,得到的鍍層不均勻、發(fā)花,特別是工件凹處還可能露出基體金屬。當(dāng)SO42-含量過低時(shí),陰極表面只有很少部位的膜被溶解,即成膜的速度大于溶解的速度,鉻的析出受阻或在局部地區(qū)放電長(zhǎng)大,所以,鍍層發(fā)灰粗糙,光澤性差。
處理方法:分析調(diào)整鍍液成分,控制Cr03:SO42-=100:1。
(3)可能原因:鐵雜質(zhì)過多
原因分析:鍍鉻液中Fe3+的含量在3g/L以下,對(duì)鍍鉻層無明顯的影響,但其含量大于5g/L時(shí),鉻層光澤差,光亮鍍鉻層的陰極電流密度縮小,鍍液的電阻增大,工作電流不穩(wěn)定;當(dāng)其含量大于l0g/L時(shí),鍍液顏色變深,呈棕褐色,鍍層上出現(xiàn)黃色斑點(diǎn)。
鐵雜質(zhì)的來源:鍍鐵工件落入槽內(nèi)、鐵件深凹處未鍍覆鍍層部位的化學(xué)溶解以及鉻陽極的溶解和化學(xué)材料的帶入等。
處理方法一:稀釋法把鐵雜質(zhì)含量高的鍍鉻液抽出計(jì)算量的部分,作為塑料電鍍的粗化液或鍍鋅的鈍化液,然后再補(bǔ)充部分新鍍鉻液,使鐵雜質(zhì)的含量降低至允許范圍內(nèi)。
處理方法二:陽離子交換法
a.將鍍鉻液稀釋至Cr03<130g/L;
b.用732#強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂(或其他樹脂)交換處理,除去Fe3+、Cr3+和其他陽離子;
c.蒸發(fā)濃縮處理液,至Cr03含量至工藝范圍內(nèi);
d.向處理液中加入0.5mL/L 98%的酒精,再電解一段時(shí)間,產(chǎn)生適量的三價(jià)鉻,即可電鍍
處理方法三:隔膜電解法 將含有金屬雜質(zhì)離子的鍍鉻液注入陰極室中進(jìn)行電解,Cr6+還原成Cr3+,同時(shí)鍍液的pH值升高,金屬雜質(zhì)形成氫氧化物沉淀,再經(jīng)過濾后,將有害的金屬雜質(zhì)除去。含Cr3+的鍍液通過電滲析進(jìn)入陽極室外,再進(jìn)行電解,Cr3+在陽極被氧化成Cr6+,與此同時(shí),pH值降低,這樣可使鍍鉻液再生。值得注意的是,此法隔膜的質(zhì)量是關(guān)鍵,為了延長(zhǎng)隔膜的使用壽命,鍍鉻液需經(jīng)稀釋至100~150g。
處理方法四:CS型鍍鉻凈化劑法 此法可除去異金屬雜質(zhì),經(jīng)濟(jì)、方便、迅速。
(4)可能原因:銅、鋅、鉛等金屬雜質(zhì)過多
原因分析:鍍鉻液銅、鋅、鉛雜質(zhì)含量過高時(shí),會(huì)明顯降低鍍鉻層的覆蓋能力,銅雜質(zhì)最高允許含量5g/L,鋅雜質(zhì)最高允許含量3g/L。
銅、鋅、鉛雜質(zhì)的來源:工件落入鍍鉻槽內(nèi)、工件深凹處未鍍覆鍍層部位的化學(xué)溶解以及鉻陽極的溶解和化學(xué)材料的帶入等。
現(xiàn)象判定:若鍍鉻液的色澤變深、電壓比剛建浴時(shí)要大,就說明鍍鉻液中可能受到異金屬雜質(zhì)的污染 。
處理方法一:CS型鍍鉻凈化劑法 此法可除去異金屬雜質(zhì),經(jīng)濟(jì)、方便、迅速。
處理方法二:采用低電流密度電解處理(0.2~0.5A/dm2)。
相關(guān)技術(shù)
- [應(yīng)用工藝] 2015年04月13日 氰化鍍錫青銅故障及其處
- [應(yīng)用工藝] 2015年03月30日 氰化鍍銀故障分析:鍍層
- [應(yīng)用工藝] 2015年03月27日 氰化鍍銀故障分析:鍍層
- [應(yīng)用工藝] 2015年03月17日 氰化鍍銀故障分析:低電
- [應(yīng)用工藝] 2015年03月16日 氰化鍍銀故障分析:陽極
- [應(yīng)用工藝] 2015年03月06日 氰化鍍銀故障分析:銅和


