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碱性锌镍合金电镀镀层粗糙?

2014/9/12      点击:

原因一:镀液中有固体微粒存在

原因分析:工件顶部出现粗糙,表示镀液内有固体微粒存在。镀液中固体微粒的来源;空气中灰尘、阳极泥渣、抛光的颗粒带入镀液、挂具屑落入、过滤材料泄露、水质硬度大以及镀液能部产生等。

解决方案:过滤镀液,消除污染源


原因二:镀液温度过低

原因分析:锌酸盐镀锌镍合金镀液的温度在10~40℃范围内,都能得到良好的镀层外观,一般随镀液温度升高,合金镀层中镍含量有所增加。从理论上讲,提高镀液的温度,有利于镍的电沉积。但是,大量的试验证明;温度对镀层中镍含量的影响与配位体和光亮剂的组成有关。

锌酸盐镀锌镍合金镀液的最佳温度一般温度控制在15~35℃范围内。温度低时,镀液的导电性能差,电流密度上限降低,添加吸附强,脱附困难,当阴极电流密度高时,工件的尖端易烧焦,镀层中添加剂夹杂多,镀层脆性增加,容易变色、起泡。温度高时,添加剂吸附弱,极化降低,光亮剂消耗大,Zn2+含量易上升,镀液稳定性差,分散能力和深镀能力降低,镀层结晶粗糙、发灰、光亮性差;

解决方案:控制镀液温度至工艺范围内


原因三:电镀密度过高

原因分析:电流密度在碱性锌镍合金中对镀液的影响主要是电流效应率。而对镀层则对镀层中镍含量的影响。与碱性锌酸盐镀锌工艺相似,随着电流密度的提高,电流效率急剧下降。无论镀液中锌离子与镍离子之间的比值如何变化,它们都有一个共同的规律;随着电流密度的增加,镀层中镍含量在开始阶段有所上升,但很快就稳定在镍含量13%左右。

在同样电流密度下,镀液中Zn2+/Ni2+越小,镀层中的镍含量越高,电流效率也越高。电流密度在1~5A/dm2之间都可以得到良好的镀层外观,但电流密度的变化,对合金镀层成分中镍含量的影响不大,这是非常有利的,因为合金镀层中成分的变化对镀层性能的影响很大,特别是对耐腐蚀性的影响。

阴极电流密度的大小与镀液的浓度和温度密切相关,随浓度和温度的升高,可适当提高阴极电流密度。温度低时,镀液的导电性差,添加剂吸附强,脱附困难,如果使用高电流密度的话,高电流密度区镀层易烧焦,同时添加剂夹杂多,镀层厚度要求薄和白色钝化的工件,可以适当加大阴极电流密度;对镀层要求较厚,或者是彩色钝化的工件,阴极电流密度应小些,以减少镀层的内应力和提高钝化膜的抗蚀的电流密度,以提高阴极极化作用,细化结晶,防止阴阳面。

综上所述,阴极电流密度的控制原则是,在允许的电流密度下尽量开大,电流密度小,添加剂容易吸附,不易脱附,镀层中有机物夹杂较多,镀层脆性大,容易起泡、变色、产生阴阳面,电流密度太大,镀层结晶粗糙、高电流密度区易烧焦,同时添加夹杂多,脆性增大,易起泡

解决方案:准确测量工件受镀面积,合理设定电流值;


原因四:锌含量过高

原因分析:在锌酸镀锌镍合金的镀液中,氧化锌和硫酸镍是主盐,提供镀液中必须的金属离子,对镀液性能的影响不仅取决于镀液中两种金属离子的总浓度,还与两种金属离子的摩尔比有关;

1)金属离子的总浓度;当镀液中金属离子总浓度高时,可以使用较大的阴极电流密度,镀液的电流效率提高,分散能力提高,金属离子带出较多;当总浓度较低时,镀液覆盖能力好,结晶细致,但电流效率低。当两种离子浓度之比固定时,镀层中的镍含量受其总浓度的变化并不明显。

2)Zn2+与Ni2+摩尔比:Zn2+与Ni2+摩尔比不仅会影响镀层的外观,更重要的是影响镀层中的合金成分及相应的抗蚀能力。研究表明是:Zn2+/Ni2+的升高,镀层中的镍含量急剧下降,在比值为2~3之间时,镍含量的变化速度较少。

在镀液中氢氧根离子对锌离子的络合能力不强,阴极极化作用较弱,为此,采用降低氧化锌含量,提高氢氧化钠含量的办法进行弥补。生产中,为了使镀液温度,镀液中氢氧化钠含量一般为120g/L,所以挂镀时氧化锌的浓度一般采用10~12g/L,滚镀时稍低,8~10g/L为宜。锌含量低,镀层结晶细致,光泽均匀,镀液的分散能力和深镀能力好,但锌含量过低,电流密度上限和阴极电流效率降低,阴极极化作用增加,沉积速度慢。锌含量过高,镀层发暗、粗糙,阴极电流效率提高,高电流密度区易烧焦,出现阴阳冕,镀液的分散能力和深镀能力降低

解决方案:稀释镀液,分析调整镀液充分至标准值


原因五:氢氧化钠含量过低

原因分析:镀液中的氢氧化钠是锌的络合剂,同时还兼有导电作用,氧化锌是不溶于水的氧化物,它与碱形成络合物后就能溶于水中。由于氢氧化钠的浓度不同,可以形成不同配位数的络离子。如果镀液中有足够量的氢氧化钠,锌络合物主要以
{Zn(OH)4}2-形式存在。镀液中氢氧化钠浓度对镀层中镍含量的影响不大。但是对锌的沉淀质量和沉积质量和沉积速度有较大的影响。如果含量低,会使镀层粗糙、发暗,阳极钝化,槽电压升高,镀液的分散能力和深镀能力降低,甚至产生氢氧化钠沉淀;如果含量过高,镀液的导电性能好,分散能力和深镀能力提高,锌阳极化学溶解过快,导致镀液中的锌含量不断升高,镀液中锌镍离子比(Zn2+/Ni2+)增大,造成镀层中的镍含量相应得降低,阴极电流效应下降,光亮剂消耗增多,同时,氢氧化钠易于生产碳酸钠,造成碳酸钠积累,镀液电阻增大,温度升高过快,严重影响镀层质量

解决方案:分析调整镀液充分至标准值


原因六:碳酸盐过多


解决方案:冷却法:将镀液温度降低至0度左右,让碳酸钠结晶析出,使碳酸钠的含量降低至允许范围之内。冬天可以将镀液置于室外,让它过夜冷却结晶,然后再将清液抽回镀槽即可;夏天可用冷冻机或冰冷却进行处理;