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      珍珠鎳故障原因與解決方法

      文章出處:天鑫電鍍責任編輯:珍珠鎳故障原因與解決方法人氣:4113發表時間:2018/1/1

          珍珠鎳也稱沙鎳、鍛面鎳與麻面鎳、霧鎳,該工藝是近幾年才發展起來的。由于該工藝電鍍出來的產品無反光,強光直射時產生慢反射,不眩目,手感潤滑舒適,又無指紋,深得用戶歡迎。
          根據所用沙劑的不同,沙劑主要分為油性和水性兩大類。水性生產使用時需要用空泵循環;而油性的不用。識別它們可把沙劑調入開缸劑里,出現白色沉淀物則屬油性;無白色沉淀屬水性,油性的鍍出的表面有一層油光效果,而水性的反之。根據所用不同的沙劑,鍍出的產品,沙細的像珍珠一般有柔和光澤,沙粗的具噴沙狀效果,肉眼觀測有均勻細致、平滑密集的沙粒狀。 
          在珍珠鎳上可以鍍上各種色澤鍍層,常見的有鉻、金、銀、槍色、仿金等鍍種,使其裝飾效果更美觀。在上述金屬上再噴透明漆或電泳漆使其平滑光亮,透過漆膜又有細膩的沙狀,效果更佳。目前,該鍍種已經廣泛用于汽車裝飾、電子產品外觀件、日用五金、文化用品等行業中。珍珠鎳鍍層的原理是,往鍍液中加入一種或兩種非離子型表面活性劑。非離子表面活性劑由憎水基碳鏈或芳鏈〈簡稱R鍵〉和親水基醚鍵〈—0—〉與聚氧乙烯鍵(CH2CH2O)三種基團所構成。它們的共同特點是隨著溫度升高溶解鍍反而減小,溫度升高時與水形成締合作用的醚鍵會脫構,從而在溶液中析出來導致溶液變濁。溶液由澄清到渾濁的某一臨界溫度稱為“濁點”,不同解離子型表面活性劑有不同的碳鏈,長度和不同的聚氧工烯分子個數,也就有不同的濁點。碳鏈長、濁點低,聚氧工烯分子數多追、濁點高,因而可選用不同的非離子型表面活性劑來設計鍍液的濁點。
          目前的珍珠鎳是采用瓦特型鎳為基礎,在其中加入非離子型表面活性劑,除濁點外還要求這些非離子型表面活性劑對鍍液無害并能起到半光亮作用,這種鍍液中通常緊加入一類光亮劑,二類光亮劑可不加或少加,潤濕劑也可不必加,因為非離子型表面活性劑能降低鍍液的表面張力,有足夠的潤濕作用。
          當鍍液在濁點溫度以上時,由于非離子型表面活性劑與水分子締合減弱而析出形時許多微細孔滴,這樣乳滴吸附于鍍件表面,導致電離中斷,阻止鎳層沉積,按著乳滴離開陰極,這樣在陰極上留下大量半圓形的凹坑,使鍍層微觀不平整,從而形成漫散射光,獲得了我們需要得到的珍珠鎳鍍層。  
      2 、珍珠鎳常見工藝配方和工藝
          硫酸鎳      350~450 g/L
          氯化鎳        30~40 g/L
          硼酸          35~40 g/L
          主沙劑       0.3-0.5ml/L
          走位劑        15-20ml/L
          輔光劑          4-8ml/L
          pH             4.2~5.2
          T             50~60 ℃
          DK           3~8 A/dm2
          t              3~10 min
          陽極      99.9%純電解鎳
          攪拌方式       陰極移動  
      3、 鍍液的配制
          鍍液的配制與光亮鎳相似,本文從略。只要注意由于硫酸鎳含量高,開槽時去離子水不要加的太多。一般先在槽中加入60%~70%即可。在加入沙劑前,所用的處理方法也與亮鎳液相同。
          關于主沙劑、輔亮劑、走位劑等最好參閱供應商的具體說明。因目前國內珍珠鎳添加廠商林立,品種繁多,各廠商所選用的非離子表面活性劑不盡相同,合成方法亦有差異,且同一廠商的沙劑也有粗、中、細的差別。用戶最好挑選適用于自身產品的添加劑,經過試驗選篩,掌握經驗,才能鍍出滿意的產品。  
      4 、珍珠鎳鍍層的常見故障與解決方法
         
      4.1、 不起沙、沙感不足、起沙慢   
          4.1.1、 pH值的影響
          一般來講,珍珠鎳的pH值要求比亮光鎳高一些。大部份廠商的要求都在4.4~4.8之間,也有的廠商要求高達5.2左右。
          4.1.2 、溫度的關系
          由于沙鎳中乳化劑要達到濁點才會形成乳滴,所以溫度過低時,不會有沙感的產品鍍出來;溫度高則起沙快。但溫度過高,乳滴容易凝聚,槽液易老化,使用周期會縮短。宜控制在50~58℃較合適。   
          4.1.3 、主鹽的濃度
          主鹽的濃度高出沙快。通常要高達350~450g/L。在實際操作中,可以用波美表來測試,波美度在28~32較為合適。濃度過低,起沙慢;濃度過高,帶出液增加。經驗證明,一般在添加主鹽同時補加氯化鎳與硼酸。一般添加50kg 硫酸鎳,同時加入硼酸1~2kg、氯化鎳 0.5~1.0kg。按此方法添加的一個珍珠鎳槽,連續用半年后分析,與新開槽時相比差距很小。  
          4.1.4、 添加劑的影響
          添加劑的性能對起沙速度與沙面效果的影響是最大的。在新開槽時必需添加輔光劑,其主要成分與亮鎳光亮劑相似;作用是細化鍍層晶粒,改善鍍層的平整度和分散性。另外,為了得到均勻統一的鍍層,還得添加一些走位劑,以提高低電流區的沙面效果,有利于復雜工件沙感與色澤的統一。輔光劑與走位劑在沙鎳槽中必須保持一定用量,添加量可以按安培小時補充,稍有出入影響不大。沙劑是對珍珠鎳產生的關健成分。不同廠商生產的產品用量不同。作為用戶來講,要求起沙速度快,采用上限,但一定要按規定稀釋后再添加。另外,有些劣質添加劑鍍出的產品根本沒有沙感,充其量只能說是啞鎳,或者說即使有了沙感,沙形也不好看。所以,生產者要選擇熟悉的或信譽好的添加劑生產廠家的產品。   
          4.1.5 、雜質的影響
          雜質對起沙量影響較大,所以新開槽一定要用雙氧水、活性炭聯合處理,再用瓦楞型陰極對鍍槽進行12~24h的電解,才能夠得到較好效果。平時補加硫酸鎳,最好在下班時間。補加后即用活性炭過濾機進行過濾,同時也要進行電解。工作中經常遇到加入硫酸鎳后起沙效果不良,在進行較長時間電解后才能得到較好的效果。當然,在加入較多的硫酸鎳時,pH會降低。經過調整,但效果不良,電解后才解決問題。所以說,要注意所用硫酸鎳的純度,同時要注意前道清洗水質。 
          4.1.6、 電流密度的關系
          電流密度宜高一些,出沙可加快,還可提高生產效率。通??煽刂圃?~8A/dm2,電流密度高對低電流區出沙也有幫助作用。如果在電流密度過高、陰極移動偏慢的情況下,鍍層容易出現燒焦或產生針孔。  
      4.2、 沙感不均勻
          對于細長型或幾何型狀復雜有凹槽的工件,要在3~5min時間里鍍出均勻沙面,在采取措施后,是能夠達到的。  
          4.2.1 、加入走位劑
          珍珠鎳添加劑廠商有的會提供走位劑,但有的廠商無走位劑供應??捎昧伶囎呶粍?,也可以自行購買中間體配制,可選用的有ATP、SSO3、PS、ACS、PN、SOS、ALS等,加入量可以根據要求試驗決定。自行購買中間體比買成品要經濟得多,且不難掌握。    
          4.2.2 、掛具的改進
          對于小型工件,掛具的設計及為重要。要想縮短時間鍍出均勻的工件,可以將掛具制成中間稀、邊緣密的結構,特別是板框式掛具,特別湊效。
      4.3、 工藝一致性的問題
          用乳濁液法形成緞面鎳存在的問題是鍍液的穩定性差,這主要是因為乳化劑凝聚后形成乳滴的量和大小均不易控制。過多的乳滴存在會使得鍍層結晶變粗,得不到緞狀外觀并且乳液在鍍層中不穩定,它們相互碰撞、相互吸引,不久就引成較大的膠束,從而失去了其應有的作用,鍍層就會變得粗糙,出現亂沙、黑點、亮點等弊病。有專家指出可以在非離子表面活性劑中加入阻聚劑,使乳滴穩定,延緩乳滴的凝聚,使鍍層穩定,大大延長了鍍液工作時間。據說,小槽能穩定生產半個月左右,這是一種積極的方法。
          我曾用過不少國內外有名添加劑公司的和國內頗有知名度添加劑廠所生產的珍珠鎳添加劑。經生產試驗,將剛開槽生產前二小時的產品與快下班時的產品相比,差別較大。要求嚴格的產品或者要求互配的工件裝在一起,無論在色澤、沙粒粗細、緞面效果的一致性,都難于滿足需要。一般來說,剛開槽時,沙粒細密均勻;后來由于乳滴的凝聚,沙劑變粗;到6~8h后出現亂沙。盡管采取了措施,如嚴格控制溫度、pH、比重、電流密度、沙劑的開槽加入量并定時補充沙劑,均難于在8~10h內保證產品的統一。目前,大多數工廠上班時間均為8h~12h,中間吃午飯1~2h,這樣要求鍍液在10~11h內鍍出的產品統一,難度很大。后來,干脆每次開槽僅生產4h,吃午飯時開啟過濾機循環過濾槽液1h,下午重加沙劑。這樣的操作方法生產,鍍出來的產品在任何一段時間比較或者將不同的產品配套組裝,均能達到較高的要求。
          這樣操作從表面上看要浪費較多的沙劑,其實所耗費用也不大。用500升鎳槽計算,采用的沙劑開槽只要加150ml即可;以后每小時加20ml,一個上午加7次,半天不到300ml。該沙劑將近70元/L,則半天用量金額為20元左右,一天沙劑用量40元。如果中午午休時,不開過濾機打掉沙劑,下午上班后,也要添加50~60ml,才能保持同上午產品的統一。但到了下午下班前1~2h的產品,品質卻明顯下降,如中午不過濾掉,能省下的沙劑也就是100ml,費用僅7元。當然,還得花一些過濾泵的電費,不足1元錢,即犧牲8元錢換來高質量的產品是值得的。
          電鍍珍珠鎳停鍍時必須過濾,過濾時采用0.5μ棉芯為佳,同時過濾時保持溫度50-60℃。過濾的同時用瓦楞板電解1-2h為最佳。,每次過濾完畢須清洗干凈過濾機,保持過濾機干凈能有效消除亮點和黑點,長期生產的槽一般7-10天用0.5g/L左右碳粉處理一次(碳粉可吸在過濾機內)。以便吸附干凈富積在槽中的有機雜質。   
      4.4、 黑點、亮點亮班、針孔問題
          4.4.1、黑點
          在沙鎳電鍍里比較常見的,其產生主要原因是:開槽時沙劑一次性加入過多,且稀釋不夠;或加入時速度太快,攪拌不良引起的。加沙劑時一定用純水1:20或1:30稀釋緩慢加入,且要邊加邊激烈攪拌鍍液。有時操作工不按規定不用純水而用回收水稀釋沙劑,也會產生黑點。經試驗,沙劑呈現堿性的易產生黑點,中性的不易產生或者先用純水1:5稀釋再用回收水稀釋到規定量,也不會產生黑點。
          有些劣質沙劑開槽時尚能產生,3~4h或不足3h后產生黑點,最好不要采用。這種沙劑穩定性差,乳滴會早期凝聚,也有些沙劑的7~8h后產生細小黑點。槽液溫度偏高也易產生黑點。據實踐經驗得出,每天上班前,槽溫控制到上限,在加入沙劑后開始生產時,即將溫度控制下限。這樣操作的好處是剛開槽時容易起沙,加入沙劑5min后即能生產,且沙粒不會太細;待正式生產后,讓槽溫自然冷卻到下限,能穩定并延長鍍槽生產時間。黑點的補本辦法是將已鍍件在半光鎳槽中補鍍10-20秒,補鍍時電流應采用低電流密度,鍍件入槽前也應充分活化,這樣黑點便不復存在。   
          4.4.2 、亮點與亮斑
          亮點與亮斑的產生亦較常見。究其原因的二方面:一是老化的鍍液過濾不徹底;二是表面活性劑不足。曾有很多廠家發生過此類問題,均是用不合格的棉芯或過濾機造成。濾芯或過濾機質量差,沒有得到充分過濾。在這種情況下,亮點與亮斑很容易產生,且開槽時就會有亮點。解決辦法是購買合格的過濾棉芯與過濾機。另外,棉芯孔徑不要太大,采用10μm 以下較好。
          如果鍍液過濾徹底,還有亮點,可考慮表面活性劑是否偏少??梢约尤肱涮诐櫇駝?,如沒有配套潤濕劑,可加入鍍鎳中間體,如EHS等。用量根據試驗而定,鍍液中含量0.05~0.20g 即可;加過量,會起沙慢或不起沙。
          另有一解決的辦法是分二次電鍍。如車間里同時有二個珍珠鎳槽在生產時,可在每個槽分別鍍一半時間,這樣操作效果是最好的。稍有亮點、亮斑、黑點經過這樣操作均能解決。如只有一個槽生產,可在中途取出清洗后再鍍一次也行,但缺點是帶出損耗加大。
          4.4.3 、針孔
          針孔的出現不常見,偶會發生,主要產生在細長零件二端或幾何形狀復雜零件的高電流區。原因是折氫時氫氣泡滯留在工件上,解決辦法是加快槽液流動。配置一個較大的循環泵;稍降低電流密度也有好處;也可以適量加入低泡潤濕劑,對消除針孔能起作用。PH值過低時可能也會產生針孔,一般當PH值低于3.5時,陰極上會較多量析氫,由于氫氣泡的作用而產生針孔,解決辦法是根據工藝要求將PH值控制在4.2-4.5為佳。定期大處理槽液也是必要的。長期積累乳化劑的分解產物,對槽液是有害的。一般1~3個月用雙氧水、活性炭進行聯合處理。   
      4.5、 鍍層的硬度及耐磨性
          珍珠鎳鍍層一般套鉻的比較多,而一般裝飾性鉻鍍層均很薄。如沙鎳層不夠堅實,工作不能輕微碰撞、磨擦,如手表、眼鏡、打火機、皮帶扣、醫療器材等。使用時都需要有一定的耐磨性,倘若一碰就有傷痕,就沒有使用價值了。
          根據經驗得出,起沙速度越快的沙劑,鍍層硬度就越低,即使加入增硬劑,作用亦不大,可能是產生了海綿狀鍍層。本人曾使用一家公司的沙劑,只有1~2min 就能在較復雜工件面上鍍出外觀好的沙鎳,就是不能輕微碰撞。如果在上面再鍍其他鍍種后再涂電泳漆,這種沙劑就較為合適,很經濟。  但作為套鉻產品,只能放棄不用。也有的沙劑需電鍍5~7min,甚至10min。雖然硬度很好,但生產時間長成本大,產量低,不經濟。最好是選擇3~5min 即能獲得沙感好,硬度高的沙劑最為理想(當然與電流密度關系較大)。
          同一種沙劑,使用方法不同,獲得的硬度也不相同。沙劑加入量稍偏低,適當延長電鍍時間,硬度也會改善。
          有效的辦法是增加一個普通的暗鎳槽。在沙鎳鍍出來后,再在暗鎳里電鍍50~100s,這樣鍍出來的產品,硬度可以大大提高。但該槽的pH值要低一些,以免鎳層間脫皮。如需要獲得稍白的沙鎳層,可以在暗鎳槽中加入適量的硫酸鎂。如要略帶光澤,可以自配一些初級光亮劑加入。當然選購現成的低平滑鎳添加劑也可以,用這樣的方式電鍍出來的產品,對沙感、手感均無不良影響。經試驗過多種沙劑,均無用這樣電鍍方式的產品堅硬,缺點是生產工藝較繁,要增加鍍槽與整流器。如套鉻產品,鉻層不能薄,在0.2μm以上,電鍍時間1~3min左右。  
      5 、鍍槽的配套設備
          要鍍出良好的產品,除了要有良好的工藝、添加劑外,對于設備也有一定的要求。首先,整流器要帶時控、溫控;同時一個鍍槽要配備過濾機和循環泵,而且流量要大。比如,500L的鍍槽最少要配備10噸的過濾機與循環泵。陰極移動要平穩,以免抖動后工件斷電,導致接觸不良,引起沙面不均勻,甚至脫皮。移動速度偏快一些較好,可控制在4~7m/min。鍍槽最好要配備溢流槽。
          另外,鍍槽不宜過大,寬度只要陽極與工件的距離在20~30cm,長度比需要的掛距加移動距離即可。鍍槽過大,沙劑浪費,增加循環過濾時間。  
      6、 結束語:     
          ⑴ 要保持槽液的濃度,三到五天用波美計檢查濃度,及時補充主鹽及硼酸、氯化鎳 。加入硫酸鎳后,要電解2~10h,再進行電鍍。按需要加入走位劑、潤濕劑、沙劑。    
          ⑵ 有條件的話,可以分三個槽電鍍。前道→沙鎳→沙鎳→暗鎳→后道,這樣不易出現亮點、黑點且能得到良好的鍍層。每日循環過濾二次,所花代價不大,換得工藝一致性強的產品,在經濟上是合算的。    
          ⑶ 用雙氧水、活性炭聯合處理過的鍍液,輔光劑、走位劑按開缸量的50%添加。沙鎳電鍍有其特殊要求,涉及物理、化學的因素,我們必須要不斷總結經驗,結合實際,科學地、實是求是地分析原因,才能解決生產實踐中出現的各種問題。

      此文關鍵字: 珍珠鎳

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