电镀锌铁合金故障处理

概述
    电镀过程中出现故障的因素较多且复杂,如电源设备的缺相短路或部件损坏,原辅材料质量差异等,有时难以查出,这是不可避免的客观因素。而忽视工艺规范与操作规程,这是可以避免的人为因素。在生产中,许多故障的产生,总是后者多于前者。
    1　故障实例
    1.1　镀层光亮度差
    (1)锌铁合金镀层出现光亮度差是常见的。导致因素也较少,主要是光亮剂消耗减少所致。适量补加即可提高光亮度,如效果不佳,可继续加。光亮剂一旦加入过量,还会引起其它故障。注意少加、勤加,故障便可消除。
    (2)主盐或导电盐的浓度也会影响镀层光亮度。最好先分析镀液主要成分,再进行调整。
    (3)镀层光亮度差还说明阴极电流密度低,适当提高电流密度,故障便可消除。
    (4)镀液杂质多,溶液电阻增大,也影响镀层光亮度。光亮剂中含有隐蔽铜、铅杂质的有效成分,出现杂质多光亮度降低的情况很少。一旦出现,溶液浑浊,伴有镀层粗糙,净化溶液即可。
    1.2　镀层发花
    电镀时工件出现发花是常见的故障。导致花斑因素较多,需要区别对待。
   (1)基体缺陷,有腐蚀斑痕,这些部位形成的镀层就会发花,严重时形不成镀层,此故障非电镀所能解决的。
    (2)工件上的油污或锈迹未去净,这些部位的镀层就会发花或脱皮,或形不成镀层,只要加强除油去锈,便能避免。
    (3)工件酸浸蚀后清洗不净便入镀槽,残留酸滞留在工件处就会发花。加强清洗便能消除。
    (4)工件镀后清洗不净就钝化处理,镀液残留处的钝化膜就易发花,加强清洗可去除。
    (5)添加剂未稀释,进入镀液来不及溶解扩散便呈乳色,致使镀层发花。添加剂要稀释,在搅拌下加入槽内便能避免。
    (6)工件挂得过密,相互遮盖处镀层无光亮度,呈阴阳面的发花状。减少工件便能避免故障。
    (7)阳极与阳极间距超过300ｍｍ,电力线分布不到两个阳极间空隙处,出现阴阳面的雾白花状。保持阳极间距300ｍｍ,便无此现象产生。
    (8)阳极铜挂钩与极杠接触不好,工件局部导电不良处易发花。移动阳极,使其导电,故障消除。
    (9)阳极长度不够,工件超过阳极长度,超过之处电力线达不到,也易出现雾状花斑。
    1.3　镀层发雾、发灰或发黑
    该故障主要发生在低电流密度区,导致的因素较多,发生频率较高。
    (1)主盐浓度过高或过低都容易出现。过高,沉积速率快,镀层光亮度好,高电流密度区不烧焦,但低电流密度区镀层发雾、发灰或发黑;过低,沉积速率、光亮度降低。可分析镀液进行调整,也可作赫尔槽试验。切忌盲目添加主盐,稍有不慎,故障难除。
    (2)导电盐浓度低,低电流密度区镀层除了发雾、发灰、发黑外,电压偏高,电流开不大;电流稍大,高电流密度区镀层烧焦,且光亮度较低。可分析调整或赫尔槽试验均可排除。
    (3)开缸剂浓度低,分散能力与深镀能力降低,低电流密度区镀层就会发雾、发灰、发黑。判断准确,适当补加便可消除,切忌多加。
    (4)镀液中异金属与有机杂质多。如果是铜、铅等杂质,添加剂对它有隐蔽功能,不需处理。一般都是添加剂分解产物过多所致。这时溶液有些发浑,需加入活性炭,过滤去除。

    1.4　镀层粗糙
    (1)溶液中固体微粒杂质较多,主要来自阳极溶解产生的不溶性物质。添加剂的有机分解物,以活性炭处理及过滤效果最好。
    (2)镀液中Ｆｅ3+增多,Ｆｅ3+是从主盐Ｆｅ2+氧化生成的。在氧化反应中,溶液中Ｈ+因消耗而减少,ｐＨ值升高,Ｆｅ3+从胶体态生成不溶性氢氧化物的固体微粒,吸附于镀层则出现粗糙。Ｆｅ3+多,溶液浑浊,呈微棕黄色,严重时则呈砖红色。这时加入0.5～1.0ｇ Ｌ的还原剂,将Ｆｅ3+还原为Ｆｅ2+,溶液恢复清澈,故障消除。
    (3)添加剂(载体光亮剂)含量过低。将开缸剂按新配槽的1 2计量补加。
    (4)阳极铜杠与阴极铜杠相对距离太近,致使锌板(阳极)与挂具(阴极)之间的距离小于150ｍｍ。改变挂具设计,使之适应。
    (5)主盐氯化锌含量过高,可适量稀释溶液,相应补加导电盐与光亮剂。
    1.5　镀层起泡脱皮
    (1)问题出在镀前处理,只要加强除油、酸洗,入镀槽前注意检查一下工件,便可去除。
    (2)过量加入光亮剂;工件镀锌钝化后干燥温度过高,镀层出现粉末状脱落。
    1.6　镀层烧焦
    (1)导电盐含量低,沉积速率低,光亮度差;电流稍大时,高电流密度区镀层烧焦。可适当加入导电盐,故障消除。
    (2)阴极电流密度失控。由于硅整流电源不能恒压恒流所致,大多出现在交流电源的突发上。这是不可避免的一时现象,很快就会恢复正常电流。另一种情况是操作不当,开大电流所致,只要适当降低电流便可消除。
    (3)工件带电出槽,碰上锌板之处烧焦发黑,部位不定。只要关闭电源,工件再出槽,便无此故障发生。
    1.7　溶液浑浊或微棕色或砖红色
    锌铁合金镀液有时浑浊或呈微棕色,严重时呈砖红色是不可避免的,这是溶液中Ｆｅ2+氧化成Ｆｅ3+,最终导致镀层粗糙。
    当镀液浑浊时,一种可能是导电盐浓度高,适量补加水后,搅拌均匀,浑浊的溶液立即恢复清澈;另一种是加入水后,仍然浑浊。这是Ｆｅ2+氧化成Ｆｅ3+过程中的胶体状态,而使溶液浑浊,进而呈微棕红色。将0.5ｇ Ｌ还原剂用水溶解后加入溶液,Ｆｅ3+还原为Ｆｅ2+后,溶液恢复清澈。
    1.8　镀层针孔、条纹
    镀层出现针孔与条纹,时而同时出现,时而又单独出现,导致因素主要是添加剂。
    添加剂所致,有两种情况:一是镀层特别光亮;二是镀层亮度很差。前者是光亮剂过多,后者是载体光亮剂过少。前者在溶液中光亮剂过多,加水稀释不见效时,镀锌工艺常用双氧水去除,不仅将光亮剂氧化分解,连溶液中的铁杂质一并氧化过滤去除。锌铁合金工艺却忌用双氧水或高锰酸钾等强氧化剂处理,只能用大剂量(5～7ｇ Ｌ)粉状活性炭处理,这既耽误生产,又加大成本。因此,光亮剂需勤加、少加,就可避免此故障。后者载体光亮剂过少,少量逐步补加至故障去除,切不可加得过量。本工艺中载体光亮剂融入开缸剂中,只要补加,便可消除。

    由于针孔细小,不易看见,稍有疏忽便难发现。条纹状似气流,主要是电流较大,开缸剂过低,析氢量较大时出现条纹气流。在高电流密度区部位较多,其它部位有时也有,适当降低电流密度便可消除。
    针孔与条纹还出现在ｐＨ值过高时。氯化物锌铁合金镀液呈弱酸,由于Ｆｅ2+易氧化成Ｆｅ3+,在氧化过程中,ｐＨ值上升,溶液酸度降低。当ｐＨ值上升至5以上时生成氢氧化物,形成针孔或条纹。
    1.9　镀层发黄,严重时发黑
    锌铁合金镀层高电流密度区发黄、发黑,问题主要在后处理的出光液。出光液硝酸的质量分数是0.1%～0.3%,是镀锌出光的1 10,微量硝酸起不了出光作用,仅对镀层表面的一层极薄有机膜清冼去除,保持镀层与钝化膜的良好结合力。因镀层中含有铁,硝酸的质量分数超过0.6%时就易发黄;达到2%时镀层发黑。如果发黄,将出光时间缩短到1～2ｓ即可,发黄色泽较深时,可更换出光液。
    1.10　彩钝化膜色泽异常
    锌铁合金镀层彩钝化的正常色泽是均匀的鲜艳彩色。如色泽异常,即高电流密度区镀层的钝化膜色泽比其它部位偏深形成反差,色泽越深,反差越大。即从偏绿到深绿、墨绿,甚至发黑。这是高电流密度区镀层含铁量高所致。因此,镀件出槽前3～5ｍｉｎ,电流密度降至1Ａ ｄｍ2左右,色差故障消除。
    2　结语
   综上所述,纵观故障因素大多来自生产过程中偏离了工艺规范与操作规程所致。因此,不仅要增强工艺规范意识,而且要严格执行工艺操作规程,许多电镀故障就可“防患于未然”。