焦磷酸盐镀铜:常见故障及其排除方法(2)

2018-12-08 21:06

①提高镀液温度。操作温度可控制在50~55℃。

②采用空气搅拌。空气搅拌镀液不仅可直接扩大电流密度范围,且能解决“铜粉”的产生,消除“铜粉”,并为增大DK提供良好的条件。

③加入添加剂。如上海自行车厂加入该厂自制的SB添加剂后,大大提高了焦铜层的沉积速度。在七号电镀机上,4000L镀液中应用SB添加剂,悬挂l28根曲柄(每根曲柄受镀面积1.3dm2),用电450~500A,时间6min,在曲柄大孑L周围,公认是镀层最薄处的厚度为3.5μm,其他处的平均厚度为4μm左右,大致实现了lμm/1.5min的沉积速度。

(9)镀层有条纹

出现此故障有以下几种情况。

①镀后情况不良。盐类残留在零件表面上,一经干燥便造成条纹,或清洗时间过长。应检查工件转移时间,加强水洗工序。

②镀前处理不良。主要是预镀氰化铜之后,入焦铜槽电镀之前处理不良。一定要先充分水洗,再用稀盐酸浸蚀处理,以除去残留的氰化物带入焦铜槽中去。否则,易产生条纹。

③零件表面有油。检查浸酸液和清洗水中是否有油膜存在。若有,务必设法除去或更换酸液和清洗水。 (10)镀层色泽暗,不均匀

一般来讲这个故障是由于pH值不正常所造成的。随着生产的进行,pH值是逐渐降低的,因此镀层色泽会变暗。当用NH3·H20调整pH为8.5~9时,即会转入正常。有时,由于柠檬酸三铵缺少,或生产中长期不补加,亦会使镀层的色泽变暗。因此,必须保证Cu2P207/(NH4)3C6H507之比在2~2.5之间。

如果镀液中带入了氰化物或有机杂质过多,镀层必然发暗。解决镀层色泽发暗、不均匀的处理方法:经常测定并调整pH值,控制pH=8.5~9。假如故障是由氰化物污染所引起,则加入30%H2021.3mL/L(加入镀液时应稀释)或KMn040.1~0.2g/L,破坏氰化物。如果是有机物污染所引起,可用活性炭处理来解决。目前,一些单位焦铜是室温生产,而从提高镀层的沉积速度或增加镀层的光亮度来看,镀液在50℃左右的温度下生产为好。

(11)工件出槽后镀层色泽很快发暗,变为褐色

槽液温度过高:当液温超过70℃以上时,零件出槽后还未来得及清洗,表面就局部干燥,镀层往往变褐色;在电镀过程中,有断电或接触不良现象存在工件出槽后未及时进行清洗或清洗不干净造成。处理方法:镀液温度控制在50~55℃,不超过60℃,工件出槽后应迅速用水清洗。

(12)阳极溶解不正常,“铜粉”较多,镀层有毛刺

原因分析:焦铜工艺由于阴极效率较高,如阳极溶解不正常,镀液中的Cu2+浓度就会迅速下降,阳极表面出现“铜粉”,以致造成镀液浑浊,镀层毛刺。为了帮助阳极溶解正常,设计镀液组成时,多主张采用偏高量的K4P207,同时加入柠檬酸盐等成分。有时生产中即使各组分含量正常,阳极溶解依然不正常,仍然有“铜粉”产生,甚至增大阳极面积也未能奏效。那是什么原因呢?

多年的生产实践告诉人们:产生该故障的原因除与阳极控制不当(面积过小)有关外,还与极间的槽端电压控制不当有关。上海自行车厂通过长期摸索,认为只要控制阳极面积,使两极之间的槽端电压控制在2~3V(最好是2.5V),就可以顺利地解决阳极不正常溶解问题。甚至为了防止阳极溶解过快,还不得不减少焦磷酸钾、柠檬酸盐含量。

处理方法如下。

①控制阳极面积,使极间槽电压控制在2.5V左右。

②使用空气搅拌镀液。原来认为空气搅拌只不过是为了提高阴极电流密度,是一项纯粹为了阴极反应服务的措施。事实上,它对于阳极溶解的正常和减少“铜粉”的出现有很大的帮助。

对于常见故障和排除方法,汇总在表1中,以便迅速找到排除故障的方法。 表1常见故障和排除方法 故障现象

原因分析 ①镀前处理不彻底

②预镀不恰当 ③基体金属不良

④CN一混入

镀层结合力不好或鼓泡

⑤P比不适当 ⑥氨过量 ⑦pH值过高 ⑧有机杂质多 ⑨光亮剂过多 ⑩Cr6+杂质 ①pH值不恰当 ②有有机杂质

镀层不平整

③光亮剂不足 ④电流密度太

排除方法 ①加强镀前处理 ②检查镀前处理 ③检查基体金属情况

④加lmL/L H202,在50~60℃下搅拌30min以上

⑤分析后调整 ⑥加焦碳酸中和

⑦调节pH值在工艺范围内 ⑧双氧水一活性炭联合处理 ⑨用5g/L活性炭净化处理 ⑩加还原剂过滤 ①调整pH值

②用双氧水和活性炭处理 ③补加光亮剂 ④增大电流密度

镀层灰暗无光镀层模糊不清(表1续表) 故障现象 条纹状镀层

⑤改善导电状况

⑤挂具导电不⑥加强清洗至无氯离子带入 良

⑦检查材料和加强研磨工序

⑥前处理带人

氯离子

⑦底层表面状态不良

①氨量不足

①加l~2mL/L氨水

②镀液浓度稀

②补加镀液成分

③P比不适当

③分析后调整

④液温低

④升高液温

⑤电流密度过大

⑤调整电流密度 ⑥搅拌不足 ⑥加强搅拌 ⑦阴极配置不⑦合理配置阴极 当

①有机杂质污染

①3~5g/L活性炭净化 ②氨量不足 ②添加1~2mL/L氨水 ③光亮剂不足

③补加光亮剂 ④pH值不恰当 ④调整pH值

⑤混入CN ⑤添加30%H2021ml/L,在50~60℃下搅拌30min

⑥P比不适当 ⑥调整P比值 ⑦电流密度不适当

⑦调整电流密度 原因分析 排除方法 ①有有机杂质

①活性炭处理

②混入氰化物 ③P比低 ①P比低

阳极电流效率低

②阳极不合适 ③氨不足 ①pH值低 ②阳极过多

麻点

③电压低 ④金属含量多 ⑤有不溶性固体粒子 ①P比低 ②有金属杂质 ⑧电压低

分散能力不好

④pH值高 ⑤氨过多 ⑥温度低 ①pH值过高

②P2074-与Cu2+的比例过低

镀层粗糙,呈暗红色

④镀液中混入氰化钠、铅离子或氯离子

⑤阴极电流密度过高 ①pH值过低 ②镀液中有“铜粉” ③镀液中有其他机械杂质 ③正磷酸盐过高

②双氧水处理 ③提高P比 ①提高P比 ②使用合适的阳极 ③补充氨水 ①提高pH值 ②取出部分阳极 ③提高电压

④采用不溶性阳极,稀释整个镀液 ⑤检查过滤机 ①提高P比

②电解除去,更新部分镀液,升高电压

③加温搅拌 ④降低pH值 ⑤提高温度 ⑥提高温度 ①降低pH值 ②分析调整

③稀释镀液,加强工艺条件控制 ④按相应措施加以排除 ⑤降低阴极电流密度 ①提高pH值

②用双氧水处理并过滤 ③过滤镀液

镀层有毛刺

④P2074-与Cu2+的比例过低 ④分析调整 ⑤柠檬酸铵过多或不足 ①pH值过高

镀层有细磨砂状针孔

②有机杂质影响 ③镀液中有机械杂质

续表 故障现象

镀层有细磨砂状针孔

镀层光亮度差

阴极电流效率低

镀层烧焦

⑤分析调整 ①减低pH值

②用双氧水和活性炭处理 ③过滤镀液

原因分析 排除方法

④基体金属不良

④检查基体金属情况 ⑤混入空气 ⑤检查循环系统 ⑥双氧水残存 ⑥加热搅拌 ①pH值过高 ①降低pH值 ②有机杂质影②用双氧水和活性炭响

处理

③搅拌不良 ③加强搅拌

①P2074-与Cu2+的比

①分析调整

例过高

②加热搅拌除去

②双氧水未全部排除

③降低pH值 ③pH值过高 ④双氧水破氰处理

④混入氰化物 ①阴极电流密度过高

①降低阴极电流密度 ②温度过低

②升高温度 ③铜含量少 ③分析调整 ④柠檬酸铵不④分析调整 足

⑤用双氧水和活性炭⑤有机杂质影处理 响

⑥用双氧水和活性炭

⑥镀液中混入处理 氰化钠

镀层光亮范围狭小

正磷酸盐增加

阶梯状镀层(与电流极低部的不光亮镀层相接的光亮镀层形成阶梯)

⑦强化搅拌

⑦搅拌不够

⑧补充氨量

⑧氨量不足

⑨电解去除或更新部

⑨金属杂质多 分镀液 ⑩P比高 ⑩降低P比

①Pzot 与cu2+比例低

①分析调整 ②pH值过高或过低

②调整pH值 ③柠檬酸铵不

③分析调整 足

④检查电源

④电源不恰当 ⑤稀释镀液,加强工艺⑤正磷酸盐过条件控制

①pH值低 ①提高pH值 ②温度高

②降低温度

③P比高 ③降低P比 ④无搅拌 ④搅拌 ①P比低

①提高P比 ②氨量不够 ②补充氨量 ③阳极不合适

③使用合适的阳极


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