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      電鍍鎳溶液中雜質的影響和去除

          慧聰表面處理網:鍍鎳溶液的純凈度要求較高,受外來雜質污染后,電鍍鎳層質量會有很大的影響。

          例如某廠鍍鎳零件的大電流處泛有黑色小點(鍍件的下面部位及其周邊),而小電流處呈灰黑色(鍍件的中心部位和深凹部位),廠方錯誤地認為是受到有機雜質污染進行處理,結果鍍鎳層故障未見好轉。其實這種情況并不是溶液中有有機物,因為有機雜質會使鎳鍍層烏亮、結合力明顯降低,而電鍍鎳層表面出現黑點和灰黑色有可能受到金屬雜質的污染,尤其是受到鉛雜質的污染可能性更大,F場考察發現鍍槽是老式鉛襯里槽,液面以下部位發現附有一層黃褐色可擦去的掛霜(鉛的氧化物),此鉛襯里槽與一塊鎳板斜倚在槽壁,使得上部陽極鎳板正好觸及這塊鎳板的腰部,當電流通過陽極板傳到掉入槽底鎳板上,然后又把電流傳到鉛襯槽,此時鉛襯槽就成了陽極,受到氧化產生黃褐色的氧化鉛,其中部分鉛離子就進入鍍液,產生鍍層發黑的故障。鍍鎳液受鉛離子污染目前多按電解法處理。先將溶液抽出來,把槽壁和陽極表面的氧化鉛洗刷干凈,然后將溶液過濾后回入槽內,以0.1A/dm2~0.2A/dm2的電流密度先處理3晝夜,到第4天按正常工藝條件試鍍,故障排除。

          這個實際故障說明電鍍溶液的維護與保養是很重要的,尤其是鍍液雜質的影響、雜質的來源非常復雜,出了故障要慎重考慮故障原因,加強檢查和分析,才能采取相應措施,決不可盲目處理,否則必然會走彎路,電鍍故障得不到及時排除。 

          1 銅雜質的影響和去除

          鍍鎳液中銅雜質含量低可使低電流密度區鍍鎳層灰暗、粗糙;含量高可使低電流密度區鍍層發黑,出現海綿狀鍍層。二般光亮鍍鎳液中銅雜質含量不允許超過0.01g/L;普通鍍鎳液由于pH值稍高,也不超過0.3g/L。對少量銅雜質鍍鎳液,可用電解法去除(pH=2左右,Dk=0.1A/dm2~0.3A/dm2)。較多銅雜質可用亞鐵氰化鈉化學方進行處理:   

          2Cu2++Na4[Fe(CN)6]→Cu2[Fe(CN)6]↓十4Na  

          去除方法是向故障鍍鎳液中加入溶解好的亞鐵氰化鈉溶液,劇烈攪拌約30min,然后過濾除去沉淀即可試鍍。   

          2 鋅雜質的影響和去除  

          鍍鎳液中鋅雜質在0.02g/L~0.06g/L之間,獲得的電鍍鎳層亮而發脆;當鍍液中鋅雜質含量大于0.06g/L時,低電流密度區鍍層呈灰黑色,更高含量鋅可使電鍍鎳層產生條紋和針孔。鋅雜質也可用電解法處理,但效果不明顯。鍍液中若鋅雜質含量少可用市售掩蔽劑進行掩蔽,如鍍鎳液中含鋅l2.5mg/L~50mg/L,可用0.8mg/L~2mg/L的NT掩蔽劑進行處理。一些新的掩蔽劑既可以掩蔽鍍鎳液中的鋅雜質,又可以掩蔽銅雜質。當鍍鎳液被鋅雜質或鋅雜質和銅雜質同時污染時,加入這種掩蔽劑,就可以排除鍍鎳液中鋅和錒雜質的影響。   

          當鍍鎳液中鋅雜質含量較高時,可先用CaCO3(或BaCO3),提高鍍液pH至5.5左右,再用NaOH[或Ni(OH)2]提高鍍液pH值至6.2,加熱至65℃~70℃,攪拌30min~60min,靜置后過濾。

      若采用CaCO3,提高鍍液的pH值,反應后可生成CaSO4,在低溫時硫酸鈣溶解度大(0℃時為0.75,100℃時為0.15),所以應趁熱過濾。如待鍍液冷卻后再過濾,則沉淀的硫酸鈣將重新溶解,這種溶解的硫酸鈣,在電鍍時將會使鍍鎳層產生類似針狀的粗糙表面。   

          3 鐵雜質的影響和去除   

          因為鍍鎳液中的鐵在pH>4.7時就能形成氫氧化物沉淀,并夾雜在鍍鎳層中而使鍍層粗糙、出現針孔和脆性增大,鍍層的孔隙率增加,光亮度下降。所以在光亮鍍鎳液中,Fe3+含量不允許大于0.08g/L。   

          去除鍍鎳液中的鐵雜質,一般也是用高pH值處理。先加30%的雙氧水1mL/L,將Fe2+氧化為Fe3十,然后加熱至65℃~70℃,加入CaCO3(或BaCO3)提高pH值至5.5左右,攪拌30min~60min,趁熱過濾除去沉淀,再調整鍍鎳液的pH值和成分后,即可正常鍍鎳。   

          4 六價鉻的影響和去除   

          鍍鎳液中六價鉻離子會顯著降低陰極電流效率,在六價鉻離子含量達0.01g/L時,陰極電流效率約降低5%~l0%,鍍液中六價鉻離子含量更高時,低電流密度區鍍不上鍍層,高電流密度處鍍層脆裂。嚴重時整個陰極表面上得不到鎳層。  

          去除六價鉻離子可用保險粉法、硫酸亞鐵法或高錳酸鉀法等。  

          5 硝酸根的影響和去除  

          硝酸根對鍍鎳的影響較大,它能顯著降低陰極電流效率。少量硝酸根,能使低電流密度處鍍不上鎳鍍層;稍多一些的硝酸根能使鍍鎳層光澤變差,高電流密度區出現黑色條紋;更多的硝酸根就會使整個零件鍍不上鎳層。  

          去除硝酸根可以采用電解法,電解去除鍍鎳液中的硝酸根以低pH值和高溫為好。低pH值有利于硝酸根在陰極上的還原,高溫可以使硝酸根還原產生的氣體在溶液中的溶解度降低,防止它溶入后重新污染鍍鎳液,所以一般電解去除硝酸根的條件為:鍍液pH=1~2,溫度60℃~70℃,陰極電流密度先用lA/dm2~2A/dm2,使NO3-在陰極還原為NH3逸出,然后逐漸降低至0.2A/dm2,直至鍍液正常為止。  

          但是此法缺點是電解費時費工,對連續生產的自動線或手工生產應付急件,都令人頭痛;鍍鎳液調低pH值容易,要調回到允許值則很麻煩,要么加碳酸鋇后徹底過濾,要么用5%以下苛性鈉稀溶液在強烈攪拌下慢慢加入。此時,鍍液沖稀不少,體積大增;要么急于求成,主鹽鎳離子成氫氧化鎳沉淀損失不少。有人加人對鍍液無害的還原劑(NaHSO3稀溶液),靠氧化還原反應直接去除硝酸根取得了很好效果:第一步,通過霍耳槽試驗確定應加入的NaHSO3量;第二步,按計算量的110%在不斷強烈攪拌下慢慢加入稀NaHSO3溶液(以減少因生成SO2而過量消耗的HSO3-),繼續攪拌約5min;第三步,按lmL/L~2mL/L量加入30%的H2O2,加溫(也可直接在熱的鍍鎳液中處理)到55℃~60℃;攪拌反應約lh,氧化殘存的NaHS03并分解多余的H2O2。無需過濾、調pH值到工藝范圍即可試鍍(光亮劑依情況調整)。大生產應用效果良好,處理一次耗時2h左右,物耗也很小。

      6 有機雜質的影響和去除

          鍍鎳液中有機雜質的種類很多,影響也不相同,有的使鎳層發霧、發花、變暗,有的卻使鎳層亮而發脆,還有的使鍍鎳層產生針孔或產生橘皮狀。去除鍍鎳液中的有機夾雜可以采取雙氧水一活性炭、高錳酸鉀一活性炭等方法去除。如雙氧水一活性炭處理的具體處理方法為:用硫酸調鍍液pH=3.5,向其加人30%的雙氧水1mL/L~3mL/L,加熱鍍液至65℃~70℃,攪拌30min~60min;然后再加入3g/L~5g/L活性炭,攪拌30min左右后靜置過濾;分析化驗調整鍍鎳液成分及pH值后試鍍。

          7 油類雜質的影響和去除

          油類雜質會使鍍鎳層發花、發霧,產生針孔,嚴重時影響鍍層的結合力。這類雜質的去除方法是:將鍍鎳液加熱至60℃左右;在攪拌下加人0.8g/L~1g/L十二烷基硫酸鈉,繼續攪拌60min(使十二烷基硫酸鈉對油類雜質起乳化作用);再加入3g/L~5g/L活性炭,攪拌30min后靜置過濾;分析化驗調整鍍液成分后試鍍。


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