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珍珠镍(沙镍)电镀故障与“都得益”排除方法 
时间:2016-11-25

朱卓敏1 , 王宗雄2 ,储荣邦3

(1.都得益电镀材料商行,浙江 义乌322000; 2.宁波市电镀行业协会,浙江 宁波 315199; 3.南京市虎踞北路4号6幢501室,江苏 南京 210013)

    1 前言

    沙镍又名珍珠镍、沙丁镍。由于其表面晶莹,哑色中带光泽,晶粒形似无数珍珠排布,故称珍珠镍。现已广泛用于首饰、餐具、洁具、电器等小五金及自行车、汽车零部件的电镀产品中。沙镍电镀工艺能得到细致平滑的亚光镀层,色泽柔和美观,手感润滑舒适,又无指纹,深得用户欢迎。

    在沙镍上可以镀上各种色泽的金属,常见的有铬、金、银、枪色、仿金等镀种,形成沙铬、沙金、沙黄、沙银、沙灰,其装饰效果会更美。在上述金属上再涂以电泳漆膜,得到直视外观平滑光亮,透过漆膜又有细腻的沙状,使其装饰效果更觉典雅。

    1.1 原理

    目前的沙镍是采用瓦特镍为基础液,在镀槽内加入沙镍剂。沙镍剂常用适当的表面活性剂配制[1]。它的机理是表面活性剂在一定温度下产生浊点,形成了乳浊液。电解过程中乳浊液在十几秒内吸附在阴极表面,遮断了电力线,接着乳浊液又从阴极表面上离开,这样在阴极表面上留下半园状的凹孔。乳浊液在电解过程中的吸附与离开,使镀层在微观上形成了粗糙度,从而达到均匀麻面,获得了我们需要得到的沙镍镀层。

    1.2 珍珠镍电镀工艺:溶液组成及工艺条件,见表1。

表1   珍珠镍溶液组成和工艺条件

镀液组成和工艺条件

最佳值

范围

硫酸镍(g/L)

400

380~420

氯化镍(g/L)

40

35~45

硼酸(g/L)

35

30~40

开缸载体(ml/L)

(柔软剂、初级光亮剂)

20

15~20

走位载体(ml/L)

(走位剂)

5

3~8

沙镍剂*(ml/L)

0.5

0.3~0.8

pH

4.5

4.2~4.8

温度(℃)

55

55~60

阴极电流密度(A/dm2

5

3~8

电镀时间(min)

3

2~5

搅拌

阴极移动4~6米/分钟

镀液循环

操作槽配上隔膜泵作镀液循环而无需加过滤设备,在不操作时也需流动6~8次循环/小时。间歇性或有需要时开动过滤泵,镀液保持不含较粗粒子,因为较粗粒子会使镀层产生黑点。

    *根据用户对沙面状况的要求,可选用沙镍剂1-5号(细沙至粗砂)。

    1.3 添加剂

    ⑴沙镍剂

    沙镍剂又称起沙剂,它是产生沙面镍的关健成分,其性能好坏对起沙速度与沙面效果的影响是最大的。沙镍剂又分有粗、中、细和短效型及长效型不同品种。沙镍剂有选用壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯等一种或两种非离子表面活性剂配制。

    ⑵开缸载体

    开缸剂载体又称柔软剂、初级光亮剂,它的作用是细化镀层晶粒,改善镀层的平整度和分散性,不可或缺的一种添加剂。自配柔软剂可选用镀镍中间体[2]:BSI、PS、ATPN 等。

    ⑶走位载体

    走位载体又称走位剂。它可提高镀层低电流区的沙面效果,有利于复杂工件沙感与色泽的均匀统一。走位载体也可用亮镍走位剂,自配走位剂可选用镀镍中间体:ALS、SSO3、PS、PN、MOSS 、TC-EHS等,加入量可以根据要求试验决定。

    2   珍珠镍电镀常见故障

    2.1  杂质的影响

    杂质对起沙量影响较大,而硫酸镍、氯化镍、硼酸原材料中多多少少带有少量的异金属或有机杂质,当然优质的原材料相对来说杂质的含量就少些。所以新开槽一定要用双氧水、活性炭联合处理,再用瓦楞型阴极小电流对镀液进行12~24h的电解处理,才能够得到较好的效果。平时补加硫酸镍,最好在下班时间进行。补加后,即用活性炭过滤机进行过滤,同时也要进行小电流电解处理。在加入硫酸镍后若起沙效果不良,可进行较长时间电解,就能得到较好的效果。当然,在加入较多的硫酸镍时,pH值会降低。调整后若效果不良,电解就可以解决问题。所以说,要注意所用硫酸镍的纯度,同时要注意前道清洗水质。
    2.2  黑点

    在沙镍电镀里常见黑点产生,其主要原因是开槽时沙剂一次性加入过多,且稀释不够,或加入时速度太快,搅拌不良。加沙剂时一定要用纯水1:20或1:30稀释后缓慢加入,且要边加边激烈搅拌镀液。有时操作工违反规定,不用纯水而用回收水稀释沙剂,也会产生黑点。经试验,沙剂呈现碱性时易产生黑点,中性的不易产生黑点或者先用纯水1:5稀释再用回收水稀释到规定量,也不会产生黑点。另外,温度也不能太高,否则沙剂容易分解,继而出现黑点,镀液使用寿命缩短。

    2.3  亮点与亮斑

    亮点与亮斑在生产中亦较常见。究其原因有二方面:一是老化的镀液过滤不彻底,如使用了不合格的棉芯或过滤机;二是表面活性剂不足。

    目前市场上有些棉芯的丙纶线绕层低于棉芯里面塑料芯1~2mm,而过滤机桶底又是平的,这样绝大部份镀液没有经过棉芯,而是短路直接流过过滤机,没有得到充分过滤。在这种情况下,亮点与亮斑很容易产生,甚至开槽时就会有亮点。解决办法是购买合格棉芯或改装过滤机。另外,棉芯孔径不要太大,应采用10μm 以下为好。
    3   珍珠镍(沙镍)故障处理(见表1)

表1  珍珠镍故障原因及其排除方法

故障现象

原因分析

排除方法

哑度不足

沙剂不足

补充小量沙剂0.5ml/L

开缸载体含量不足

每次试加入5ml/L

硫酸镍含量过低

调整硫酸镍至400g/L

有机杂质污染

加活性碳过滤,重新调整添加剂含量,或添加ZS珍珠镍专用除杂剂0.5~1.5g/L

镀层粗糙

硫酸镍含量过高

稀释镀液

镀层表面出现有如透明漆效果

硫酸镍含量偏低

调整至400g/L

出现黑点

沙镍剂过量或镀液被尘粒等污染

用棉芯过滤镀液2~4小时或补加ZS珍珠镍专用除杂剂

沙镍剂未经稀释就加入镀液中而产生粗粒

沙镍剂须用温水稀释20倍才可加入镀液中

亮点与亮斑

镀液老化过滤不彻底

充分过滤或添加ZS珍珠镍专用除杂剂0.5~1.5g/L

表面活性剂不足

光哑不均匀

走位载体不足

每次加入1ml/L

pH值超出范围

调整pH值至4.5

阴极移动速度太快

减慢摇摆速度

过滤出水直接喷向工件

出水要喷向槽底

    4   ZS珍珠镍专用除杂剂特点

    ZS珍珠镍专用除杂剂;外观,白色固体结晶或粉末,用量: 0.5~1.5g/L。按镀液容量计算出除杂剂的用量溶于10倍的纯水中,加入镀槽,无须停产。

     (1)珍珠镍镀层出现黑点、亮点、挂位黑时,加入ZS珍珠镍专用除杂剂可获得满意效果;而且不破坏沙剂。

     (2)该产品是广谱除杂剂,适用于除铜、锌、铁、铝、六价铬等离子,效果极佳,其用量范围广,不会影响镀层沙面效果,对镀层的整平性和光亮度没有影响。

参考文献:

[1]周长虹,王宗雄.实用镀镍及镍合金工艺[M].北京:机械工业出版社,1998:184-187.

[2]王宗雄,彭海泉,王超,陈卓.多层镀镍工艺及相关配方[J].电镀与涂饰,2015,34(16):940-952.

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