多層電鍍層間脫皮故障原因分析

  有時(shí)候，由于多層電鍍工藝的復(fù)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(chǎng)生產(chǎn)自行車(chē)車(chē)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(chǎn)歷史，生產(chǎn)工藝比較成熟。但在一次設(shè)備大修及槽液處理后試鍍，發(fā)現(xiàn)車(chē)圈經(jīng)鍍鉻后大面積爆皮，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)了解知道，車(chē)圈在鍍亮鎳后，鍍層就有明顯凸起的痕跡，經(jīng)鍍鉻后由于內(nèi)應(yīng)力增大，鍍層爆開(kāi)。鍍層爆皮多在銅層及鎳層之間，而且車(chē)圈各部位鍍層均有爆開(kāi)現(xiàn)象。
  分析檢查是在多層電鍍工藝(銅/鎳/鉻)方面進(jìn)行，對(duì)于氰化鍍銅工藝，從分析化驗(yàn)得知鍍液中游離的nacn含量過(guò)高，大大增加了陰極極化作用，導(dǎo)致陰極上有大量的氫析出，氫析出對(duì)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(chǎng)沒(méi)有觀察到該膜存在。為了確認(rèn)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(shù)人員把幾只車(chē)圈在鍍銅時(shí)不通電，即相當(dāng)于經(jīng)前處理后鐵圈直接鍍鎳，試驗(yàn)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(guò)量，有機(jī)分解產(chǎn)物過(guò)多，金屬雜質(zhì)過(guò)多，硼酸含量過(guò)低等。因這個(gè)廠(chǎng)的電鍍生產(chǎn)線(xiàn)剛經(jīng)過(guò)常規(guī)維護(hù)處理，故鍍鎳液中光亮劑過(guò)量、有機(jī)分解產(chǎn)物過(guò)多、金屬雜質(zhì)過(guò)多等原因都不存在。從溶液分析報(bào)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(dāng)硼酸不足時(shí)，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(bǔ)充硼酸含量至409/l，鍍層爆皮故障仍存在。為驗(yàn)證不是鍍鎳的原因引起的爆皮故障，技術(shù)人員把幾只在其他生產(chǎn)線(xiàn)上完成鍍鎳前各工序后的車(chē)圈直接放入鎳槽進(jìn)行電鍍，結(jié)果鍍層良好。
  進(jìn)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(chǎng)看，水洗槽干凈，活化液正常，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)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(jīng)了解，活化槽在設(shè)備大修時(shí)重新涂覆了環(huán)氧樹(shù)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(shù)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(shù)脂未完全固化，由于環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)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(lái)的環(huán)氧樹(shù)脂被吸附在電極界面上，改變了界面性質(zhì)，從而影響了電極過(guò)程，導(dǎo)致了車(chē)圈表面電鍍層爆皮。
  實(shí)際上在銅/鎳/鉻電鍍中，鍍層脫皮是較為常見(jiàn)的故障，它是各組合鍍層質(zhì)量不良的綜合反映。要防止鍍層脫皮發(fā)生，必須根據(jù)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(guò)程中間斷電或者鍍鉻層太厚。遇到這種情況可以檢查電鍍?cè)O(shè)備電器接觸點(diǎn)是否接觸不良，另外縮短鍍鉻時(shí)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(shuō)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(guò)低，電流密度過(guò)高;鍍鎳溶液中硫酸鎳、硼酸濃度低;鍍鎳時(shí)陰極電流密度過(guò)高;光亮鎳溶液溫度過(guò)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(diào);鎳陽(yáng)極面積不足或溶解不良;鍍鎳液ph值過(guò)高;鍍鎳液中混入no3-離子、銅、鐵、鋅、鋁等;有機(jī)物混入;導(dǎo)電不良;雙性電極;鎳層鈍化;其他如鍍鉻槽有油;鍍鉻槽陽(yáng)極面積不足等。
  鎳層之間脫皮，這往往是在鍍鎳過(guò)程中間斷電引起的，當(dāng)然鍍鎳溶液ph值過(guò)高而陰極電流密度過(guò)大也會(huì)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(dāng)以及銅層在空氣中暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)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(diào)，氫氧化鈉濃度過(guò)高;除油溫度低，電流密度低，除油時(shí)間短等。