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*,在電鍍鎳時(shí)金屬離子的不足是靠陽極鎳溶解來補(bǔ)充的,而化學(xué)鍍鎳時(shí),每時(shí)每刻鎳離子的消耗若無處補(bǔ)給,鍍液會逐漸不平衡,需要加鎳鹽補(bǔ)充鎳離子的不足。對于鎳的消耗可以用濟(jì)南精測科技公司的電鍍藥水分析儀SDA-100型來分析。
隨著化學(xué)鍍的進(jìn)行,還原劑的含量也會發(fā)生變化,一方面反應(yīng)過程消耗還原劑,另一方面還原劑也會被氧化生成有害物質(zhì)。例如以瓷磷酸鹽作還原劑的酸性鍍液,次p酸鹽被氧化生成亞磷酸鹽是不可避免的,而亞磷酸鹽對化學(xué)鍍鎳是有害物質(zhì)。此外,鍍液尚有自然分解、PH值隨時(shí)改變等問題。
因此,可以說化學(xué)鍍鎳液從一開始使用就存在自然分解、 值變化、主鹽濃度減少、還原劑濃度減少諸多問題,隨時(shí)影響化學(xué)鍍鎳液的穩(wěn)定性。這也可以說是化學(xué)鍍鎳工藝難以掌握的原因所在。以上是說明化學(xué)鍍鎳液不穩(wěn)定的根源,具體地分析鍍液不穩(wěn)定的原因,還與鍍液的配制方法、各成分比例、鍍前工件處理、操作工藝條件等因素有關(guān)。
1.關(guān)于鍍液自然分解現(xiàn)象
化學(xué)鍍鎳液使用與不使用都會發(fā)生自然分解現(xiàn)象,出現(xiàn)這種情況若不及時(shí)采取有效措施,則自然分解會越來越快。自然分解的表面現(xiàn)象是鍍液產(chǎn)生大量氣泡,嚴(yán)重時(shí)溶液會呈現(xiàn)泡沫狀,這時(shí)會使鍍層發(fā)黑,或鍍層生成許多形狀不規(guī)則的黑色粒狀沉淀物,使生產(chǎn)無法進(jìn)行下去。除了鍍液生成氣泡外,鍍液的顏色開始變淡。因此當(dāng)發(fā)現(xiàn)鍍液生成氣泡、顏色變淡,這就顯示了鍍液已發(fā)生自然分解,應(yīng)盡快進(jìn)行處理,如補(bǔ)加絡(luò)合劑等,使其不再繼續(xù)分解。
2.鍍液的成分配比影響
(1)磁磷酸鹽濃度的影響 如果鍍液中瓷磷酸鹽濃度過高,雖可以提高沉積速度,但會造成鍍液的自然分解,尤其對于酸性鍍液,且當(dāng) PH值偏高時(shí),鍍液自然分解的趨勢就會愈嚴(yán)重。當(dāng)次磷算鹽濃度過高時(shí),加速了鍍液內(nèi)部的還原作用,這時(shí)如存在其他不穩(wěn)定因素(局部溫度過高、在加熱器附近或有混濁沉淀物等)特別容易誘發(fā)鍍液自然分解。
此外,溶液中次p酸鹽含量過高,容易產(chǎn)生亞磷酸鹽的沉淀。因?yàn)楫?dāng)詞磷酸鹽含量過高時(shí)且 值也偏高時(shí),亞磷酸鎳的允許濃度(稱為極限濃度,高于此濃度即會生成沉淀)就大大降低,在較低濃度下就會發(fā)生沉淀,使鍍液處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
(2 )鎳鹽濃度的影響 如果溶液中鎳鹽濃度偏高,且 PH值也較高時(shí),就容易生成亞磷酸鎳和氫氧化鎳沉淀,使溶液混濁,極易發(fā)生自發(fā)分解現(xiàn)象。
(3)絡(luò)合劑含量的影響 絡(luò)合劑應(yīng)選擇合適,既能充分地絡(luò)合鎳離子,又能提高鍍液中亞磷酸鎳的沉淀點(diǎn)。試驗(yàn)表明,當(dāng)鍍液中鎳鹽濃度、溫度、PH值一定時(shí),亞磷酸鎳在溶液中的溶度積也是一定的。這時(shí)如果溶液中絡(luò)合劑濃度偏低,同樣能降低亞磷酸鎳的允許濃度,使鍍液不穩(wěn)定。
(4) 值調(diào)整劑含量的影響 在鍍液中其他成分不變的條件下,如果過高地增加值調(diào)整劑的濃度,容易產(chǎn)生亞磷酸鎳及氫氧化鎳沉淀;同時(shí)也易加速還原劑的分解。
亞磷酸鹽的允許濃度與溶液 值有著密切的關(guān)系,石橋等人試驗(yàn)結(jié)果證明,當(dāng)PH=4.0時(shí),極限濃度為 0.25mol/L; PH=5.0時(shí),極限濃度為0303mol/L ; PH=6時(shí),極限濃度為0.003mol/L。說明PH值越高,亞磷酸鹽濃度的允許極限濃度越低。因此,可以看出,當(dāng)酸性鍍液的pH值高于5后,鍍液穩(wěn)定性變壞。
在酸性鍍液加入乳酸,在堿性鍍液加入檸檬酸鹽,不僅對鎳離子有絡(luò)合作用,而且有提高亞磷酸鹽極限濃度的作用。
3.鍍液配制方法的影響
還原劑:此磷酸鹽在配制時(shí)加得過快或未*溶解,都會使局部的次霖酸鹽含量過高,而產(chǎn)生亞磷酸鎳沉淀,造成鍍液不穩(wěn)定。
加堿過快:配制溶液時(shí)或生產(chǎn)過程中調(diào) 值時(shí),加堿時(shí)不能過快,否則會使鍍液局部的 值過高,容易產(chǎn)生氫氧化鎳沉淀。
配制溶液時(shí)的順序:配制溶液時(shí)順序不當(dāng)也會造成鍍液不穩(wěn)定,前面已論述按一定順序加配溶液的重要性。
鍍前處理的影響:鍍前處理是電鍍工作者十分重視的工序,它不僅影響電鍍件的質(zhì)量,同時(shí)還會影響到鍍液的穩(wěn)定性。因?yàn)閷㈠兦疤幚淼乃嵝曰驂A性溶液帶入鍍槽,會污染鍍液,并會使化學(xué)鍍鎳液的pH值發(fā)生變化。如果將其他具有催化活性的金屬雜質(zhì)帶入鍍液,就可能成為溶液自發(fā)分解的觸發(fā)劑。因此鍍件在進(jìn)入鍍槽前必須清洗干凈,尤其是需要用鈀鹽活化后才能進(jìn)行化學(xué)鍍鎳的非金屬零件,若未將鈀金屬離子清洗干凈而將其帶入鍍槽,將在其上優(yōu)先還原出鎳,沉淀在鍍液中,對鍍液穩(wěn)定性影響極大。
4.操作工藝方法的影響
局部過熱:化學(xué)鍍鎳槽如果采用電爐、蒸汽直接加熱,就會使鍍液局部過熱(溫度超過96度),且當(dāng)pH值偏高時(shí),很容易引起鍍液自然分解。
鍍液負(fù)荷:鍍液的負(fù)荷過高或過低,尤其在負(fù)荷過低時(shí)對槽液穩(wěn)定性影響較大,因?yàn)榇藭r(shí)沉積速度過高,所獲得的鍍層比較疏松,鎳結(jié)晶顆??赡軓腻儗由厦撀涞藉円褐校纬勺源呋€原中心,促使溶液自發(fā)分解。
工裝:使用的工裝夾具,應(yīng)進(jìn)行防蝕保護(hù),以防止鍍液對其腐蝕,否則一旦掛具被腐蝕,勢必會增加鍍液的雜質(zhì),而影響鍍液的穩(wěn)定性。
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