Hlw-51弱酸性锌镍合金电镀详细资料展示如下:

 Hlw-51 弱酸性锌镍合金电镀

  
一、特点
  与Hlw-50弱酸性锌镍合金工艺相比较,该工艺同样具有弱酸性氯化物电镀锌镍合金所固有的电流效率高,沉积速度快以及可以镀覆高碳钢、铸铁表面的优点。二者的区别是:
1、用 Hlw-51弱酸性锌镍合金工艺可以获得镍含量相对较低的锌镍合金镀层,一般镀层的镍含量可控制在8–12%的范围内。
2、 Hlw-51弱酸性锌镍合金工艺的临界锌/镍比的控制范围较Hlw-50更宽,由此更易于控制管理。
3、 Hlw-51弱酸性锌镍合金工艺的镀液均镀能力较Hlw-50弱酸性锌镍合金工艺要低。
二、工艺流程
  化学去油 → 热水清洗 → 冷水清洗 → 酸洗(水∶盐酸=1∶1) → 二级逆流清洗 → 酸活化(水∶盐酸=3∶1)→ 冷水清洗 → 电镀锌镍合金 → 三级逆流清洗 → 钝化处理 → 二级逆流清洗 → 浸热水 → 干燥
三、锌镍合金电镀液成分和操作条件
成分及操作条件

挂镀

滚镀

氯化锌(ZnCl2

60–

70 g/L
氯化镍(NiCl2·6H2O)

140

g/L
氯化铵(NH4Cl)

220

g/L
三乙醇胺(三乙醇胺含量80–85%)

25

g/L
Hlw-51A开缸剂

60

g/L
Hlw-51B辅助光亮剂

20

g/L
温度

32–36℃

28–32℃

pH值

5.0±

0.2
阴极电流密度

2–5 A/dm2

0.8–1.2 A/dm2

镍阳极面积/锌阳极面积

1∶2.

5–3.0
搅拌方式

阴极移动

机械搅拌

过滤

连续或

间歇过滤
四、原材料控制
⑴、镍阳极 1#电解镍 镍钴含量≥ 99.9%
⑵、锌阳极 0#锌锭 锌含量≥ 99.99%
⑶、氯化镍 工业级 结晶水含量为6克分子 镍含量≥ 24%
⑷、氯化锌 工业级
⑸、氯化铵 工业级
⑹、三乙醇胺 工业级
⑺、氢氧化铵(氨水) 工业级
⑻、配制镀液用水 纯水或自来水,不能使用钙、镁离子含量高的地下水
五、设备控制
⑴、镀槽可由钢或混凝土制成,内衬聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯塑料或直接由上述塑料焊接制成。
⑵、镀槽须安置加热与冷却管。加热与冷却管一般选用钛材。加热方式尽可能选用蒸汽加热方式。槽液的加热或冷却由同一组钛管完成。
⑶、为减少镍阳极与锌阳极的损耗,应将镍板与锌锭置于钛篮内,钛篮外包裹由耐酸化纤制成的阳极袋。
⑷、槽液最冷处与最热处的温度梯度最大不能超过4℃,否则必须采用连续机械搅拌以降低镀液的温度梯度。因本工艺所使用的添加剂多数为表面活性剂,若采用连续空气搅拌在槽液表面会形成大量泡沫。
六、镀液的配制
槽液可按以下顺序配制:
⑴、先往电镀槽加入1/2的自来水,加热至40–50℃,而后加入氯化铵,加入速度不能太快,边加入边搅拌以加速溶解。由于氯化铵在溶解过程中要大量吸热,因此在溶解氯化铵的过程中电镀槽仍需保持加热状态。待氯化铵全部溶解后再依次加入氯化镍、氯化锌、三乙醇胺、开缸剂及辅助光亮剂。在加入上述组分时同样必须进行搅拌并控制加入速度,以免造成堆积在镀槽底部。
⑵、待镀液所有组分全部溶解后,用过滤机过滤镀液,去除固体颗粒杂质。
⑶、补充水至规定容积。测定pH值。若pH值大于或小于控制范围,用盐酸或氨水调整至4.80–5.20。
⑷、新配制的镀液在正式投入生产之前须经预电解去除化工原料中所含诸如铜、铅、锑等重金属杂质元素。预电解在0.3–0.6A/dm2阴极电流密度下进行;开始时为0.3A/dm2,逐步增大至0.6A/dm2。预电解时间取决于槽液量与阴极面积比,也取决于所用化工原料中重金属元素含量。预电解时间一般在十几小时以上,直至达到银白色镀层为止。由于预电解所使用的阴极电流密度较小,所以在预电解期间镍阳极和锌阳极的电化学溶解量都较小而锌阳极化学溶解量所占比重较大,因此在预电解期间镍阳极和锌阳极的面积比应保持大于2∶1。
⑸、当预电解结束后应适当补充Hlw-50C补缸剂,并测定镀液的Zn/Ni比与pH值。
七、镀液的控制与维护
1、pH值的控制
  随着电镀的进行,镀液的pH值逐渐上升(镀件酸洗活化后表面夹带的酸性水将减缓镀液pH的上升),每班至少要测量一次镀液的pH值,并用盐酸调整之。该镀液适宜的操作pH值为5.0±0.2。若pH值过低,镀层往往会出现气流状条纹及灰雾。此外,在使用较高操作电流密度的情况下,在镀件的高电流密度处,还出现凹凸不平的呈丝状镀层。然而随着镀液pH的提高,添加剂对低电流密度区镍沉积的抑制作用也随之减弱,低电流密度光亮区范围变窄,因此,当电镀件形状较为复杂的情况下,镀件的低电流密度区由于镀层的镍含量太高而呈灰褐色,并造成铬酸盐钝化处理的困难。因此,镀液pH的控制应根据镀件的具体形状,如镀件形状简单,镀液的pH值可控制在规范的上限,即5.0–5.2,甚至更高些;如镀件形状复杂,镀液的pH应控制在规范的下限,即4.8–5.0。
2、Zn/Ni比的控制
  镀液的锌含量与镍含量之比(Zn/Ni)对镀层成份,镀层光亮性以及低电流密度光亮区范围有着明显的影响。该镀液的适宜Zn/Ni比为0.80–1.10。镀层的镍含量随着Zn/Ni比的增加而降低。Zn/Ni比过高,镀层光亮性变差,甚至呈灰色。Zn/Ni比过低,低电流密度光亮区范围变窄,不适合用于形状比较复杂的电镀件。
  每1–2工作日须分析一次镀液中的锌与镍的含量,并根据Zn/Ni比的变化趋势,及时调整锌阳极与镍阳极的面积比。
3、温度的控制
  滚镀件以及高电流密度区与低电流密度区的电流密度值相差很大的挂镀件(如内外壁均要求镀覆的管件或带有盲孔的工件)选择较低的操作温度(28–32℃),对电流密度分布相对均匀的挂镀件可选择32–36℃。
4、阴极电流密度的控制
  阴极电流密度的选择取决于镀件的形状及阴极和阳极间的相对位置。总的原则是,在保证镀层质量的条件下采用较大的电流密度,但镀层的镍含量随着阴极电流密度的增加而增加,当镀层镍含量超过要求值时应适当控制阴极电流密度。
5、该镀液的适宜氯化铵含量为180–220 g/L,范围较宽,只要定期(1–2月)分析并补充即可。
6、三乙醇胺的适宜含量为25 g/L,定期分析镀液中三乙醇胺含量,根据分析结果予以补充。
7、Hlw-51C补缸剂的添加量按190–200克/K.A.hr计算,每班添加一次。根据镀层表观状况调整添加量。补缸剂添加过量,镀件的高电流密度区镀层出现凹凸不平及气流状条纹。严重时甚至出现凸出颗粒状麻点。反之,补缸剂添加量不足则镀层光亮性降低。一旦发现补缸剂添加过量则在一段时间内停止添加补缸剂,同时适当提高镀液温度并降低阴极电流密度以使镀件高电流密度区的镀层达到平整。补缸剂在添加前先用适量温水调匀后再加入槽内。
8、Hlw-51B辅助光亮剂的添加量按200克/K.A.hr计算,每班添加一次。
9、镀层的沉积速度与阴极电流密度之间的关系经测定大致如下:
阴极电流密度, A/dm2

1

2

3

4

5

镀层沉积速度,μm/min

0.23

0.46

0.69

0.92

1.15

10、金属锌在此镀液内有较高溶解速度,如镀槽在数天内不再运转应将锌阳极吊到空槽内。
11、在批量、正常生产的情况下,每周或每二周应将镀液过滤一次,以除去镀液内的固体颗粒,及主光亮剂裂解产物。活性碳要吸附光亮剂,如无特殊情况,不用活性炭过滤。
12、要定期检查清洗阳极袋,以免锌、镍阳极在电镀过程中形成的阳极泥透过阳极袋而沾污镀件。沾污于阳极袋上的阳极泥可用盐酸溶液溶解除去。
13、杂质处理
  随着电镀生产的进行,镀液内有可能积累某些有害金属杂质,当这些有害金属杂质积累达到一定浓度时就会对镀层质量产生有害影响,必须采用相应措施,将有害杂质从镀液内除去。
⑴、铜、铅等重金属杂质过多,镀层变黑或出现黑色条纹。
  处理方法:用低电流密度(0.1–0.3 A/dm2)电解除去。也可用锌粉置换法,往镀液加入0.5–1 克/升锌粉,将镀液加热至40–50℃,搅拌1–2小时,过滤。
⑵、铁离子会造成镀层粗糙。
  处理方法:将镀液温度提高到40–50℃,通空气搅拌1–2小时,使镀液中的二价铁离子转化为三价铁离子,在电镀操作pH值下,三价铁离子将以Fe(OH)3形式沉淀析出,过滤除去。
注:因氨可与双氧水形成加合物,不能用双氧水氧化本镀液中的二价铁离子。
八、故障和纠正方法

故障现象

可能原因

纠正方法

镀层低电流密度处发黑 ⑴镀液有重金属杂质沾污 ⑴小电流电解处理或锌粉处理。
⑵镀件或挂具导电不良 ⑵检查导电接点。
⑶镀液温度过高 ⑶降低温度。
⑷镀液pH值过高 ⑷调整pH值。
镀层光亮性差,甚至发白 ⑴Zn/Ni比过高 ⑴减少锌阳极数量,补充氯化镍。
⑵补缸剂不足 ⑵补充补缸剂。
⑶阴极电流密度过小 ⑶增大电流密度,检查导电接点。
⑷温度过低 ⑷提高镀液温度。
镀层出现气流状条纹 ⑴镀液pH值过低 ⑴调整pH值。
⑵镀液温度过低 ⑵提高温度。
⑶镀液中光亮剂过多 ⑶停加补缸剂。
镀层出现雾状 ⑴镀液pH值过低 ⑴提高pH值。
⑵镀液温度过低 ⑵提高温度。
镀层光亮发脆,高电流密度区 ⑴镀液中光亮剂含量过高 ⑴停加补缸剂,适当提高槽温,
镀层凹凸不平甚至出现凸出麻   低阴极电流密度,严重用活性炭
  处理。
镀层粗糙 ⑴镀液长期未过滤 ⑴过滤镀液。
⑵镀液铁杂质多 ⑵通空气搅拌后过滤。
镀层有黑色条纹 ⑴镀液有重金属沾污 ⑴小电流电解处理。
镀层有漏镀针孔 ⑴镀前处理不良 ⑴加强镀前处理。
⑵镀液被六价铬沾污 ⑵用适量保险粉处理。