光亮镀镍工艺和槽液净化技术

01前言

镀镍是一种重要的表面精饰工艺,由每年电镀消耗的镍和镍盐的量可知其在工业制造上的重要性,从它的许多应用可知其多功能性。镀镍在我院的应用主要集中在三个方面:装饰镀镍、功能镀镍、电铸成型制作特殊零件加工。目前,应用最为广泛的镀镍工艺为装饰镀镍,采用光亮镀镍或光亮镀镍后套铬,提高产品的外观与防护性能。众所周知,光亮镀镍电解液为简单盐类物质组成,由于电解液中不存在繁杂的配位物,电解液的活性比较大,工艺过程的控制要比含配位物的电解液难度大一些;电解液中的杂质离子的容忍度比含配位物的电解液要敏感得多。为了得到性能良好、装饰性高的光亮镍镀层,就必须控制工艺过程,同时要采取必要的工艺方法,加强槽液的净化。

02工艺控制

电镀液的组成是影响镀光亮镍质量的最重要因素之一,性能良好的电镀液能够得到令人满意、符合规范要求的镀层。而要使镀液在长期使用过程中一直保持良好的性能,必须对工艺过程进行控制。通常情况下,新配的溶液的各种成分以及工艺条件都在工艺范围内,而且都有一个令人满意的配比,但是在电镀过程中,工艺本身的特性以及一些人为因素将会导致槽液成分以及工艺条件发生变化,从而影响电镀质量。对于光亮镀镍液,在槽液配置时,就要控制好各种成分的纯度,配置后的成分的质量浓度必须在工艺范围内,调节好pH值,使用前还必须对槽液进行净化处理;在使用过程中必须控制槽液的组成和pH值在规定的工艺范围内,必须采取必要的工艺方法防止金属、有机和气体杂质离子带入,并污染槽液,这是保证良好加工质量的关键。

1镀液成分的控制常规光亮镀镍液的主要成分是由硫酸镍、氯化镍、硼酸以及有机添加剂等组成。为了确保加工质量,我们应该控制好这些成分的质量浓度。定期调整镀镍液的基本成分,如:镍的质量浓度、氯化物的质量浓度、硼酸和所有添加剂的质量浓度。在生产过程中,镍的质量浓度控制在60～80g/L。为了确保金属离子的质量浓度在工艺范围内,必须控制阳极的溶解以及阴阳极的面积比。通常为了改善阳极的溶解状态,促进阳极的正常溶解,采用在镀镍液中添加氯化镍的方法,氯化镍的质量浓度为45～55g/L。硼酸是镀镍液常用的缓冲剂,能有效地将阴极膜中的pH值控制在最佳电镀性能要求范围内,硼酸的质量浓度为30～40g/L。有机添加剂的质量浓度必须控制在工艺供应商规定的范围内,由于镀件带出、电解消耗以及活性炭过滤(或槽液处理)的影响,必须定期根据赫尔槽试验的结果进行补加。由于过期变质,有机添加剂对光亮镀镍质量的影响非常明显。

2pH值、温度、电流密度和水质的控制在正常操作情况下光亮镀镍液的pH值会随着电镀的进行而上升,一般添加酸将pH值维持在预定的工艺范围内。在以瓦特镍溶液为基础的电镀液中添加硫酸调节pH值;而在氨基磺酸镍镀液中加入氨基磺酸控制pH值。操作温度对镀层的性能有显著的影响,应该维持在规定工艺范围内,温度波动不要超过±2℃。通常,大部分镀镍工艺的温度在40～60℃。控制阴极电流密度对于满足最小镀层厚度要求、生产稳定一致的镀层以及得到所预期的性能是很重要的。因为电流密度决定沉积速率,为了获得均匀的镀层,电流密度要尽可能均匀。如有必要的话,可以使用合理的挂具并将挂具上的工件放在合适的位置,使用非导体遮蔽和挂板,使用辅助阳极来控制电流分布。在细心的操作与控制下会得到厚度均匀的光亮镀镍层。配槽的水和补充蒸发损失的水的质量很重要,特别是自来水中钙的质量浓度很高的话,对镀液质量影响很大,从而影响镀层质量。因此,采用蒸馏水和软化水是很有必要的。有条件的话,在加入镀槽前,把水进行过滤是消除可能导致镀层粗糙的有效措施。

3杂质离子的控制在日常操作中,镀液中可能带入无机、有机和气体杂质,努力消除电镀车间中产生这些杂质的根源,才可以提高镀层质量、生产效率和经济效益。导致无机杂质上升的原因很多,包括:所使用无机材料的技术等级,硬水、酸性活化槽的携带,空气中的灰尘、金属加热器的腐蚀,衬里裂缝处的槽体腐蚀、阳极棒的腐蚀,槽上设备、建筑物的灰尘,掉进槽液没有及时取出的零件及挂具腐蚀等因素。当这些无机杂质离子积累到一定的量,

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