氯化物镀锌铁合金溶液成分一般为氯化锌、氯化钾、硫酸亚铁、络合剂和光亮剂、以及为防止二价铁离子的氧化,加入的稳定剂等成分。在pH 4~5、室渝下进行电镀,锌离子的补充是锌阳极板,而铁离子是靠配制的硫酸亚铁和络合剂的溶液补充。这种电镀工艺常见的故障现象和排除方法如下:
1.镀层发灰.光亮度差
通常引起这种故障的原因与镀液中铅等杂质过量所致,这种杂质是阳极j皈和化学药品的不纯带人的。
2.低电流区镀层发黑
低电流密度区镀层发灰或者发黑,而且沉积速度慢、镀液分散能力差,可能是镀液中光亮剂不够,若补加后仍然未得到改善,应考虑其他因素。如主盐浓度低,应当补加,但主盐浓度过高,也会造成零件表面镀层发黑,此外,镀液混浊、有机物夹杂多、铁盐浓度过高等也会影响镀液的分散能力。
3.镀液混浊呈土黄色
镀液出现混浊是由于镀液中铁盐过量、pH值上升的原因。正常情况下镀液中铁含量和镀液pH值在工艺范围内,镀液是清澈透明的。另外镀液中的抗坏血酸能抑制镀液中的Fe2+氧化为Fe3+,既使氧化也能将Fe3+还原为Fe2+。但是当镀液中铁盐浓度过高,镀液就容易出现混浊。溶液浑浊会使镀液电阻增大,槽电压升高,导电性能下降,从而使电镀时间延长,镀层发灰且亮度差。
铁盐浓度的严重过量,一是工件带人,二是掉入槽内的工件溶解。前者是酸浸蚀时间太短,基体表面氧化铁膜未被除尽便带入镀液;后者由于零件本身的结构疏松,电镀开始时大量析氢,镀层难于沉积,因而腐蚀溶解进人溶液,使得镀液中铁离子浓度升高。
4.镀液温度升高过快
在有铁盐的锌合金溶液中,由于氧使镀液中Fe2+易氧化成Fe3+,在氧化的同时,镀液的pH值也随之缓慢上升,当pH值高于5.5时,Fe3+形成胶状游离于溶液中的氢氧化物,严重时导致镀液混浊,电阻增大,沉积速度减慢,分散能力与覆盖(深镀)能力降低。与此同时,镀液的温度上升加快,镀液中添加剂分解消耗增加。溶液温度上升较快,除溶液混浊、电阻增大外,阴阳极面积比严重失调,汇流排截面积小于工艺要求,加之焊接点多等都会增大溶液电阻。
在正常情况下,温度升高,允许电流密度增大,镀层沉积速度快,电镀时间短。而在溶液混浊的情况下,温度升高,沉积速度不仅不快反而很慢。
镀液导电性能差,影响了镀液的分散能力与深镀能力。影响溶液导电性能的主要因素是导电盐浓度低,其次溶液杂质多、混浊,与电源接触不良等。从故障因素分析不难看出,只要消除溶液混浊、去除溶液杂质、降低温度、调整镀液比例,经电解处理4h,镀液便可恢复正常。
5.故障排除
排除故障首先要分析导致故障的主要因素,一般需经小槽试验的验证,方能在实际电镀槽内排除。
镀液中铁盐浓度过大,稳定剂用量不增加,Fe2+易氧化成Fe3+,镀液混浊,影响正常生产。所以要加大稳定剂用量,镀液稳定性就好,但镀层铁含量也会随之增多,耐蚀性能也会相应降低。因此,降低铁盐浓度,有利于锌铁电镀工艺的实施。铁在普通镀锌溶液中为金属杂质,必须去除。但在锌铁合金溶液中,铁为辅助主盐,不再是有害的杂质,如果铁盐浓度过高,会使溶液混浊。但去除过多的铁盐不能采用氧化法,因镀液中有机物如抗坏血酸、聚乙二醇、光亮剂等也易被氧化去除。所以,只能用化学沉淀法,即用氢氧化钠稀溶液将pH值调至9,使之生成Fe(OH)2或Fe(OH)3,但同时主盐也因生成Zn(OH)2而损耗。因此,最好的方法是强化电镀工艺管理,减少铁离子的带入量,加大其电沉积的消耗,逐步恢复到锌铁合金电镀工艺规范。
消除镀液混浊,要从调整镀液组分含量人手,先用氢氧化钠稀溶液将pH值调至9,使Fe2+或Fe3+生成氢氧化铁沉淀,再用稀盐酸将pH值调至4,加入l9/L锌粉置换去除镀液中的铅、铜等杂质,再加入粉状活性炭29/L,静置8h,过滤有机杂质净化镀液后,使得镀液从混浊恢复到清澈透明。在去除铁盐的同时主盐锌离子也被去除,所以需要补充调整。恢复正常电镀生产。
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