1 烧焦征象
烧焦的共同点是:位置总涌如今阴极电流密度最大的工件凸出或端头部位,决不会涌如今工件深凹处的低电流密度区。但对付不同镀种或同一镀种的不同工艺,烧焦的外不雅观表现不尽相同。例如:
对付氯化物微酸性镀锌,烧焦呈疏松玄色海绵状;而对付碱性锌酸盐镀锌,烧焦呈白灰色粗糙状,镀层附着力尚好。

对付氰化镀铜,烧焦呈结晶不外细的砖赤色;光亮酸铜的烧焦呈暗色海绵状疏松物;而对付多数无氰碱铜,烧焦呈暗色较粗糙结晶。
对付镀镍,烧焦处镀层粗糙且常伴有脱皮征象。镀铬的烧焦呈灰色无光状。酸性光亮镀锡的烧焦则呈暗色雾状。
2 烧焦的本色
阴极电流密度越大,主盐金属离子放电还原越快。当扩散、对流、电迁移的传质速率低时,阴极界面液层中主盐金属离子浓度低,浓差极化过大,H+易放电还原而导致析氢。剧烈的析氢使还原后的金属原子无法排列为正常结晶而形成疏松多孔的沉积物。其余,析氢后界面液层中pH 升高,可能形成金属氢氧化物(乃至进而分解为氧化物)或碱式盐,并夹杂在镀层中。上述两种情形下均不能形成结晶有序排列的正常镀层而涌现烧焦。即烧焦的根本缘故原由可归结为:
(1) 阴极界面液层中主盐金属离子浓度过低;
(2) 主盐金属离子放电过于困难,造成H+放电析氢;
(3) 阴极界面液层中pH 过高;
(4) 镀层中夹杂较多非纯镀层金属的化合物。
烧焦的多种外在缘故原由均可根据上述几条加以剖析和理解。
3 烧焦的多种可能性3. 1 其他条件正常时的烧焦
任何电镀工艺条件中都规定有相应工艺许可的阴极电流密度(一样平常指均匀电流密度)的范围。纵然镀液身分、液温、pH、搅拌等条件均正常时,所施加的阴极电流密度过大,超过工艺许可的上限时,镀层也易烧焦。电镀直流电源应均可从0 V 起连续调压,正是为了适应将电流密度调度到较佳值的须要。对付定型产品或尺寸镀铬件,可根据槽中工件的表面积来确定所采取的总电流。对付非定型产品,则只能灵巧节制。根据相应工艺,对电流进行灵巧调度,是电镀闇练操作职员应具有的基本本色之一。电流过小时,生产效率低,低电流密度区镀层光亮性、整平性低落,深镀能力差;若电流过大,则工件易烧焦。在大生产中,常见几种不良操作办法:
(1) 随意开电,节制不了最佳值,个中也包括实际履历不敷。如氯化钾镀锌时,工件上不冒氢气泡,解释电流肯定小;大冒氢气泡处,则一定产生烧焦;最佳情形是工件尖角突出处略冒氢气泡。不锈钢或镍上闪镀镍时,必须大冒气泡,否则活化浸染不良。酸性亮铜不许可冒氢气泡,否则冒泡处一定烧焦。
(2) 手工操作时整槽工件取出部分后不及时减电,余下部分电流密度过大,特殊是空缺边上的一挂上电流密度最大,很易烧焦。
(3) 取落成件后也不降落整流器输出电压,再放入的少量几挂电流过大,入槽即烧焦。电镀镍等易钝化金属时,因双性电极征象过强,局部还易起皮。正常操作是依槽中工件多少,及时增减电流。
3. 2 非正常情形产生的烧焦
3. 2. 1 主盐浓度过低
对付氯化钾镀锌、光亮酸铜、镀镍等大略盐电镀,当主盐浓度过低时,镀层易烧焦。缘故原由是:(1)主盐浓度过低时,阴极界面液层中主盐浓度本身很低,电流稍大,放电后即缺少金属离子,H+易乘机放电;(2)镀液本体的主盐浓度低,扩散与电迁移速率都低落,阴极界面液层中金属离子的补充速率也低,浓差极化过大。
合营物电镀则较繁芜。若单独提高主盐浓度,则合营比变小,阴极电化学极化不敷。在保持合营比不变的条件下,要提高主盐浓度,配位剂浓度应按比例提高,即镀液应浓,但这受多种成分制约,镀液浓度不可随意提高。
赫尔槽试验时,若认为主盐浓度过低,可补加后再试验,使烧焦区在其他条件相同的情形下,达到或靠近新配液的试片高端烧焦范围。
3. 2. 2 镀液pH 过高
3. 2. 2. 1 大略盐电镀
(1) pH 高时,阴极界面液层中H+浓度本身就低,量不大的H+还原即会使pH 升高至产生烧焦的值。
(2) 镀液本体的H+浓度低时,H+向阴极界面液层的扩散、电迁移速率也低,来不及补充阴极界面液层中H+的花费,其pH 上升更快,也加剧烧焦。
3. 2. 2. 2 合营物电镀
一方面,与大略盐电镀一样,阴极界面液层中H+放电后pH 升高更快;另一方面,多数碱性条件下的合营物电镀,随着镀液pH 上升,在相同合营比时形成的配离子更加稳定,主盐金属离子放电更为困难,H+的放电则相对更易。正是由于这两方面缘故原由,镀层更易烧焦。这大概是多数合营物电镀的许可阴极电流密度上限都较小的紧张缘故原由。
单从烧焦而言,特殊是对付大略盐电镀,pH 低些为好;但镀液pH 对镀液性能的影响是多方面的,应综合考虑各方面成分后确定最佳pH。比如pH 低时,光亮剂的吸附性能低落,需用量与花费量都大增,造成有机杂质增加过快。因镍价上涨,有的镀镍液中主盐浓度掌握得很低,这随意马虎使镀层烧焦,为防止烧焦又要将pH 调得很低;但主盐浓度低了又会涌现光亮整平性低落等其他问题。故pH 过低并非好事。电镀技能的繁芜性之一就在于不能大略地根据某一种需求而随意改变配方与工艺条件,而应综合权衡得失落。
3. 2. 3 镀液中pH 缓冲剂过少
镀液中的pH 缓冲剂不仅对镀液本身pH 有缓冲浸染,更主要的是对阴极界面液层pH 的缓冲浸染。当其含量低时,高阴极电流密度区因其本底浓度低,同样因镀液中浓度低,缓冲剂向阴极界面液层扩散的速率低落,其对阴极界面液层中pH 的缓冲浸染差,H+稍一放电,界面液层中pH 上升更快,镀层更易烧焦。镀镍、氯化钾镀锌液中的缓冲剂──硼酸,还具有细化镀层结晶、提高镀层光亮性等浸染,以是非但不能缺,而且应根据不同液温条件,只管即便多加至不结晶析出为宜。不少人很不看重氯化钾镀锌液中硼酸的及时补加,以是电镀质量上不了档次。
3. 2. 4 镀液阴极极化值过大
镀液阴极极化值越大,主盐金属离子放电越困难,H+越易乘机放电,镀层越易烧焦。
3. 2. 4. 1 合营物电镀
当主盐浓度相同时,合营物电镀的配位剂含量越高,即合营比越大,或因pH 等条件掌握不当,天生的主盐配离子放电还原越困难,造成阴极电化学极化值过大,H+越易放电,镀层越易烧焦,许可阴极电流密度上限越低。对付氰化镀铜,当游离氰化物过高时,阴极电流效率低落,易析氢,同时许可阴极电流密度低落。
3. 2. 4. 2 大略盐电镀
大略盐电镀时,若添加剂加入过多,吸附产生的添加剂膜层过厚,主盐金属离子难于穿透吸附层放电,但H+是体积很小的质子,易于穿透吸附层放电析氢,镀层随意马虎烧焦。其余,添加剂过多还有其他副浸染,以是任何添加剂、光亮剂都必须坚持少加勤加的原则。
3. 2. 5 降落镀液分散能力的几何成分的影响
第八讲已对影响镀层厚度分布均匀性的成分作过较详细谈论。在此,再归纳一下几何成分对烧焦的影响。当其他条件正常时:
(1) 若镀槽过窄或挂双排工件,近阴极到阳极的间隔过近,电流密度稍大则近阴极处镀层易烧焦。
(2) 若工件装挂不良,造成远、近阴极的间隔差过大,为知足生产效率、担保低电流密度区镀层的光亮整平性,电流开得稍大则近阴极处镀层易烧焦。
3. 2. 6 电力线分布不屈均造成的烧焦
这紧张与阳极尺寸以及阳极与阴极的相对位置有关。电力线分布不均时,电力线过于密集之处,阴极电流密度大,镀层易烧焦。
(1) 阳极过长而工件过短时,工件下端电力线过于密集,易烧焦。
(2) 工件过短而垂直悬挂于镀液中过深时,上部电力线密集,易烧焦。
(3) 工件过短而悬挂于镀液中过浅时,下部电力线密集,易烧焦;
(4) 水平方向上阳极的分布远长于工件横向放置的长度时,工件两头电力线密集,易烧焦。
(5) 阳极过少、分布过于稀疏(或部分不导电)时,距阳极近的工件处电力线密集,易烧焦。
3. 2. 7 液温过低
液温过低时,扩散、对流、电迁移的速率都低落。无论对付大略盐电镀还是合营物电镀,高电流密度处的主盐金属离子放电花费后,都来不及传质补充,浓差极化过大,H+易放电而导致镀层烧焦。硼酸这类缓冲剂易因液温低而结晶析出并沉于槽底,实际镀液中缓冲剂的浓度不足,这也会加剧烧焦。
3. 2. 8 搅拌不敷
搅拌是提高对流传质速率的紧张手段。采取阴极移动或旋转,可使工件表面液层与稍远处镀液间涌现相对流动;空气搅拌则可使全体镀液产生翻动,起到均质浸染。搅拌强度越大,对流传质效果越好。加快阴极界面液层中主盐金属离子放电后的补充速率,以及界面液层中H+、缓冲剂等的补充速率,均有利于减少烧焦、扩大许可电流密度。但搅拌也会降落浓差极化,使低电流密度区镀层的光亮整平性低落,且有可能使某些工艺(如氯化钾镀锌)的深镀能力低落。
因此,对搅拌强度应予以掌握,以兼顾扩大许可电流密度与搅拌所带来的某些副浸染。例如:履行阴极移动时,要规定每分钟移动次数与行程;阴极旋转时,应调度阴极回转头的转速;而空气搅拌则应在无油空压气进气线路上加装调度进宇量的阀门。对付常规电镀,工件表面液层中镀液的流动只能呈比较温和的层流状。在高速电镀时,为只管即便扩大许可电流密度而又不至于导致镀层烧焦,则要采取十分强烈的搅拌,使表面液层的流动呈不规则的湍流状,如采取高速液流法、镀液喷射法、硬粒子磨擦法等。
3. 2. 9 杂质的影响
杂质对电镀的影响非常繁芜,很难有共通的规律可循,只能对相应工艺作详细试验来确定其影响、许可浓度与去除方法。例如,Cl−是氯化物镀锌中主要的导电阴离子,但在碱性锌酸盐镀锌液中却是杂质,会使镀层起竖状条痕。硝酸根在无氰碱铜液中可借其在宽电势范围内代替H+优先放电而起到扩大许可电流密度、降落利用温度的浸染;但在镀镍液中不但会大大降落深镀能力,乃至使低电流密度区镀层漏镀,而且使高电流密度区镀层易烧焦起皮,且起皮处发黑。
4 滚镀时的烧焦滚镀时只有滚筒孔眼处能导电,孔眼间隙处是绝缘的。镀层的烧焦表现为工件上有孔眼大小的粗糙镀层,俗称“起滚筒眼”。疏松的海绵状烧焦物会在随后工件的相互摩擦中被撤除而留下印记。滚镀是否易因烧焦而起滚筒眼,取决于几个成分:
(1) 滚镀镀液本身的性能。如组分含量、液温、pH 等是否良好,是否许可有较大的阴极电流密度。
(2) 施加于每桶工件的总电流。总电流越大,越易起滚筒眼。
(3) 工件形状。一样平常平面小件或小工件的平面处易因紧贴滚筒内壁而易起滚筒眼。
(4) 工件在滚筒内的翻转状况。一方面取决于工件的装载量,装载量过大,翻转效果差,易起滚筒眼;另一方面取决于滚筒的构造,如六方形滚筒的平面部分易紧贴工件而使工件起滚筒眼,圆筒形滚筒则不易使平面件紧贴(但其翻动效果不及六方形滚筒)。
(5) 滚筒的开孔率(即孔眼总表面积与滚筒总表面积之比)越大,电流分散性越好,孔眼处的电流密度越小,工件起滚筒眼的可能性越小。一样平常开孔率不应低于40%。
(6) 滚筒的长度与筒径之比。采取细而长的滚筒时,工件的受镀面历年夜,工件翻转快,烧焦起滚筒眼的可能性较小。
(7) 装载量。装载量越大,工件翻动效果越差,越易起滚筒眼。那种为多装工件而采取又短又粗的滚筒的做法是不恰当的。
(8) 阳极长度。滚筒的阳极越长,电力线分布越均匀,工件受镀面积越大,烧焦起滚筒眼的可能性越小(详见第八讲)。
5 结语影响工件烧焦的成分非常多,可能由单一成分引起,也可能同时有多个成分在起浸染。各个电镀厂点的镀液配方、工艺条件、生产办法、设备举动步伐,工艺管理水平,工人的操作水平与任务心等均不尽相同,因此,产生烧焦故障时,应负责、全面、镇静地剖析详细缘故原由,有针对性地加以办理。









