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大话电镀基础100问(三)

大话电镀基础100问(三)

71.应如何选用电解除油工艺?
答:由于阴极或阳极电解除油具备不同的特点,故决定电解除油工艺时,必须根据零件的材料、性质、要求而选择。
①无特殊要求的钢铁零件,一般可先用阴极除油5-7分钟,然后阳极除油2-3分钟。这样可以综合阴、阳极除油的优点,而克服它们不足的地方。
②对弹性大、强度高和薄壁零件,为了保证其机械性能,一般都不用阴极除油,可用阳极除油。
③对在阳极上易溶解的以有色金属为材料(如铜或铜合金)的零件,则采用阴极电解除油。除油后若需要进行阳极电解除油以除去挂灰时,应注意电解时间要短,以免造成零件发生腐蚀。
72.电解除油通常采用多大的电流密度?
答:电解除油时提高电流密度能加快除油的速度,但当电流密度大到一定的程度后,除油速度增加并不那么快,反而造成槽电压过高使电能消耗增大。在生产中电流密度一般控制在5-10安培/平方分米。
73.如何检查除油的质量?
答:零件的除油质量按其表面被水润湿的程度来决定。检查的方法是:将除油后仔细冲洗过的工件,浸入冷水中,然后小心地从冷水中取出,保持垂直状态或45度角。如果此时表面的水膜有断裂处,即有不沾水的地方,则可知工件表面的油污未完全除净。只有工件表面上的油污完全除净时,整个表面才能附上均一的水层。
74.三价铬对镀铬过程有什么影响?
答:在镀铬过程中,由于铬酐在阴极上还原,镀铬电解液在镀铬时产生三价铬是不可避免的。新配制的镀铬液在开始电解时,其三价铬浓度从零值逐渐增加,最后由于三价铬在阳极上氧化而达到平衡。
三价铬是生成胶体膜的主要成分,但是也必须含量适当才能获得质量良好的铬层。三价铬含量过高,生成的胶体膜很致密,获得光泽镀层的范围缩小,得到的镀层灰白和粗糙,和硫酸含量低或温度低时所得到的镀层相似,当三价铬含量过低时,生成的胶体膜不连续,使镀层不均匀,有的地方甚至没有镀层,和硫酸含量过高的现象一样。
在正常工作的镀铬电解液中,三价铬浓度介于1~3克/升(以Cr2O3计)间。三价铬的浓度决定于阳极电流密度与阴极电流密度之比,最好使这个比值等于0.5,也就是阳极面积比阴极面积大一倍。
75.镀铬液中的三价铬含量过高,应如何除去?
答:要减少镀铬液中三价铬的含量,必须在小的阴极表面和最大的阳极表面,用大的电流强度来进行电解,三价铬在阳极上氧化至六价铬具体的方法是:将溶液热至80℃,以细的铁棒作为阴极,阳极面积为阴极面积的十至数十倍,阳极电流密度为1.8~2A/d㎡。电解时间视三价铬的含量多少而定,温度越高,除三价铬的效果越好。
76.镀铬溶液中的金属杂质对镀铬过程有何影响,如何处理?
答:镀铬电解液中的金属杂质常见的为铁、铜、锌等金属离子。由于镀铬时铁及铜件落入镀槽,以及镀件坑洼及内孔处铁被溶解的结果,使镀铬液难免有铁、铜等杂质存在。铁的最高允许含量为8克/升,铜的最高允许含量为5克/升,锌的最高允许含量为3克/升,含有大量铁时的电解液的特征,是难于保持电流的稳定性,电流不断地变动,因此就不能确定镀取光泽铬层的工作规范。而且铁的含量高时,同三价铬的作用一样,它降低电解液的电导,恶化分散能力,使镀取光泽铬层的工作范围缩小,只是它的作用比三价铬弱一些而已。除去镀铬电解液中的铁杂质,远不如除去三价铬那样容易。用化学法烦杂而且效率不高。当前有用强酸性阳离子交换树脂除铁的,其效果不错。其它金属杂质如铜、锌、镍、锡等也与铁的影响相似。
77.镀铬电解液中若含有氯离子,会产生什么样的影响,如何除去?
答:镀铬电解液中的氯离子来源于自来水含氯量过高或工件用盐酸浸蚀后清洗不干净所致,氯离子含量高于0.3~0.5克/升时,则溶液的电流效率和深镀能力降低,镀层发暗起花斑,针孔,抗蚀能力降低。氯离子的去除尚无好的办法,可以采用电解处理,但很难彻底除去,所以应尽量避免带入。为了防止氯离子的干扰,应注意镀铬电解液用水的水质,不要将大量的氯离子带入镀液,特别是枯水期海水倒灌时更要注意。镀件入槽前应使用稀硫酸浸蚀,不要使用盐酸。
78.镀铬电解液的浓度及其特性、用途如何?
答:镀铬电解液的浓度通常分为高、中、低三类,其特性与用途如下:
低浓度电解液:铬酐含量约在150克/升以下,它允许采用高的电流密度(60~70A/d㎡)电流效率高(16~18%),分散能力比其他镀铬电解液高,铬层硬度高,获得光亮镀层的温度和电流密度范围狭窄,电解液的带出损失少。适用于外形简单的零件镀硬铬。
高浓度电解液:铬酐含量约350克/升,允许采用较低的电流密度(15~25A/d㎡),电流效率低(10~12%),分散能力低,深镀能力好,工作范围宽,电解液稳定,镀层较软,裂纹网不显著。因镀液浓度高,带出损失较大。这类电解液适合于各种形状零件的装饰性镀铬。
中等浓度电解液:铬酐含量约250克/升,其特点介于高低浓度之间。例如采用中等的电流密度(25~50A/d㎡),电流效率(13~15%),分散能力中等,工作范围宽,电解液成分稳定,镀层性能良好。适用于简单和复杂形状零件的装饰性镀铬。
以上三种浓度的电解液,以中等浓度电解液应用较普遍。
79.氟硅酸根离子在镀铬电解液中有什么作用?
答:氟硅酸根离子在镀铬过程中起着与硫酸根离子相类似的作用,除此之外,它还具有某些方面的特点。例如铬层容易钝化,在镀铬过程中因电流中断或进行二次镀铬(不另加其它措施)时,所获得的镀层为乳白而无光泽。但是在有氟硅酸根离子存在下,它具有使铬层表面活化的作用,当电流中断或二次镀铬时,仍能获得光亮的铬层。又如小零件滚镀铬,如果在一般标准镀铬液内进行,就难于获得光亮的铬层,滚镀铬液内通常含有氟硅酸根就是这个道理。
一般采用氟硅酸或氟硅酸钠来提供氟硅酸根离子。
氟硅酸根离子另一特点是能在低温(18~25℃)低电流密度(2~2.5A/d㎡)下获得光亮的铬层。当温度达45℃时,可获得光亮铬层的电流效率为19~21%,而在标准镀铬液中则为13%。
含有氟硅酸根离子的电解液,随着温度上升,其工作范围比含有硫酸根离子的电解液为宽。
氟硅酸根离子的主要缺点是对工件、镀槽、阳极的腐蚀性大,槽液维护要求高。当镀液含有3克/升以上的铁离子时,就会严重影响铬层的光泽与镀液的分散能力,降低工作范围及电流效率。因此若以氟硅酸根离子完全代替硫酸根离子的镀铬电解液,由于上述的缺陷,不能长期很好地生产。而采用氟硅酸根和硫酸根离子配合的镀铬电解液,应用较广。
80.镀铬工艺过程有什么特点?
答:镀铬过程除了与其它镀种具有共同点外,还有其许多特殊的地方:
①镀铬电解液的主要成分不是金属铬盐,而是具有强氧化性的铬酸。
②电流效率很低,一般为13~16%,最高只能达到23%左右,因而在镀铬过程中氢气大量析出,带出有毒液雾,需要有良好的吸风装置和采用铬雾抑制剂。
③溶液中必须添加少量外加的阴离子,如SO42-、F-、SiF62-等,还要在电解液中维持一定量的三价铬。
④分散能力低,对于形状比较复杂的零件,必须采用象形阳极、保护阴极等,才能得到良好的镀层。
⑤采用的电流密度很高,有时比一般镀种的电流密度高几十倍。镀铬过程的槽电压也较高,常常需要采用12伏以上的电源,而其它镀种用6伏的电源也就可以了。
⑥温度和电流密度的控制要求严格,两者之间还要紧密配合。电流密度固定,温度只能变动1~2℃,温度固定,电流密度变动2~3A/d㎡。
⑦镀铬所用阳极不是金属铬,而是采用铅、铅锡合金或铅锑合金等不溶性阳极。
⑧因铬层容易钝化,在一般情况下电镀过程中不允许中途断电。
以上几点,反映了镀铬生产中的一些特点,也就是它的特殊性。这种特殊性构成了镀铬过程区别于其它电镀过程的特殊本质。但是,镀铬是电镀的一个镀种,它当然也具有电镀的一般规律,我们应当从生产实践出发,逐步地研究和了解镀铬的全过程,了解和掌握镀铬过程的特殊和普遍的规律,使其更好地为生产服务。

(81-90)
81.何谓磨光?
答:磨光是借助磨光轮上的磨料以切削零件表面的一种机械加工过程。
粘结在磨光轮工作面上的磨料的细小颗粒,具有锐利的棱面,当磨轮高速旋转时,它就切下制品表面的细小的金属屑,从而提高了制品表面的平整度和光洁度,去掉表面的各种宏观缺陷,如腐蚀痕、划痕、毛刺、焊缝、砂眼和锈等。
82.磨光轮是怎样制成的?
答:磨光轮是用棉布和其他纤维织品(如特种纸、皮革、呢绒、毛毡等)的圆片,外面包以牛皮,用压制法、胶合法或缝合法制成。不同材料制成的磨轮,具有不同的柔软性和弹性。
磨轮上的磨料的粘结方法:一般是将胶合剂(如骨胶和皮胶)胶粒碾碎,在洁净的冷水中浸泡6~12小时,使胶浸发,并按适宜的胶和水比例加水,然后在水浴中65~70℃下蒸熬至溶融状态。煮胶时不宜直接加热,因太高温度,会使胶发生分解,而失却胶合性能。磨轮涂上胶后,立即在盛有金刚砂粉的盆或槽中加压慢慢滚动,使金刚砂被胶粘剂牢固地粘在磨轮表面上。待干透后即可应用。磨轮粘砂的质量,对生产效率、使用寿命及生产质量影响很大,其关键是配制胶水和粘结操作。胶水的浓度视金刚砂号数而定,砂粒越粗,使用胶水浓度越高。砂粒越细,胶水浓度越低。例如粘结100~180号砂用的牛皮胶,其浓度为30%左右。
83.如何选用磨光轮?
答:选择磨轮时,应考虑到金属的硬度及形状,对于材料硬和形状简单的零件,应采用较硬的轮子(如毡轮)。对材料软(如铜、铝以及其合金)和形状比较复杂的零件,应采用弹性大较柔软的磨轮(如布轮)。
在磨光时,正确选择磨光轮的转速甚为重要,生产实践表明,磨光时磨轮的转速一般应控制在1200~2800转/分。零件形状简单或钢铁件粗磨时,可用较大的转速,而零件形状复杂或磨光有色金属(铜、锌、铝)以及其合金的,要采用较小的速度。
84.磨光材料有那几种,应如何选用?
答:磨料是金属表面切削和修平过程中的主要材料。在实际生产中,常用的磨料有人造金刚砂、刚玉、金刚砂、硅藻土、石英砂和浮石等。
人造金刚砂——具有很高的硬度和较小的韧性(对比其他磨料)主要用于粗磨及磨光低强度金属(如生铁、黄铜、青铜等)的磨光。
刚玉——有人造的和天然的两种。刚玉中的铝矾土Al2O3含量越多,其硬度就愈高。刚玉是利用磨轮进行粗磨的较好材料,它比人造金刚砂的韧性大。刚玉的颗粒是多面的,颗粒的尖棱较人造金刚砂的尖棱为钝。适用于磨光较韧和具有较大抗断强度的金属,如淬火钢,可锻铸铁,锰青铜等。
金刚砂——具有中等硬度和极好的韧性,适用于所有金属的磨光。
硅藻土——具有不太锐利的切削面和极好的韧性,可修平金属表面的划痕和刮伤等缺陷。它是通用的磨光、抛光材料。
石英砂——具有中等硬度的颗粒,它没有锐利的切削面,其韧性也很好,是通用的磨光和抛光材料。
浮石——它的硬度很差、也较松脆,适用于磨、抛木材、皮革、橡胶,塑料和玻璃等。
根据以上各种磨料的性质,归纳起来,在磨硬的金属制品时,宜用人造金刚砂、刚玉或金刚砂,再用细粒金刚砂、浮石、石英粉等进行细磨。而磨光较软的金属制品时,一般用硅藻土和浮石。
85.何谓抛光?
答:抛光是用较软的材料(如布质、亚麻布、丝绸等圆片层叠而成)制成的抛光轮与抛光膏对零件表面进行平整的机械加工过程。抛光用于制品镀前的预加工,在于使制品表面的细微不平得到进一步改善,从而提高了制品的表面光洁度,也可用于镀后镀层的精加工,使镀层表面获得装饰性外观,并提高零件的耐蚀性。
零件在抛光过程中,使金属表面得到整平,但没有明显的材料损耗,如零件镀后抛光,其损耗量只为镀层重量的5~20%。
抛光轮有布轮和毡轮等。轮的大小视生产零件的特征和要求而定。抛光轮的圆周速度一般为20~35米/秒。
86.抛光膏有那几种,如何选用合适的抛光膏?
答:在抛光轮旋转的过程中,在抛光轮表面上均匀地涂上一层薄薄的抛光膏,以除去制品表面的轻微不平。
抛光膏是把抛光材料(如硅藻土、石英砂、浮石、铁丹、维也纳石灰和氧化铬等)与一些粘结剂(如硬脂酸、石蜡等)一起制成油膏的形式使用。抛光膏一般分为白色、红色、绿色三种,根据抛光制品的材质不同,应选用不同的抛光膏。
白色抛光膏——是用无水和纯度较高的氧化钙和少量的氧化镁及一些粘结剂所组成。适用于抛光较软的金属(如铝、铜及其合金等),也适用于塑料的抛光。
红色抛光膏——是用氧化铁红(Fe2O3)粉末和一些粘结剂所组成,Fe2O3具有中等硬度,所以适用于抛光钢铁制品及磨后油光用。
绿色抛光膏——其磨料为氧化铬,是一种硬而锐利的粉末,适用于抛光硬质合金钢、铬层和不锈钢。
87.磨光与抛光机使用时应注意些什么?
答:磨光与抛光机使用时应注意如下几点:
(1)在开机前,必须先把磨轮或抛光轮装置牢靠,并先打开吸尘机。
(2)开机后,应检查轮轴转向,切莫反转,以免造成磨轮或抛光轮从轴上飞落伤人。
(3)制品在磨、抛时,应紧握制品或制品夹具,并轻轻地压住磨轮或抛光轮,位置要正确(制品压住抛、磨轮位置要与轮轴同一水平面)以免制品或制品夹具从手中打脱,损坏机器或伤人。
(4)在抛磨一段时间后,应对抛光轮或磨光轮表面进行修平,以保证抛磨制品表面均匀平整。
使用手工操作的磨光与抛光机时,必须注意安全,在抛磨薄型制品时,要特别注意,以免造成卷刃割伤手指。操作者衣角,袖口必须扎紧并戴好安全帽才能进行操作,以避免一切人身事故。
88.何谓滚光?
答:滚光是利用滚筒转动时,零件与磨料之间的摩擦进行磨削、整平和去掉零件上的毛刺及锈垢。
滚光有干法和湿法之分:
(1)干法滚光时使用砂子、金刚砂、碎玻璃及皮革等作磨料。
(2)湿法滚光时使用钢球、碎石块、锯末、碱液、茶仔粉等作磨料。
滚光时的转速,视零件的特征、滚筒的结构而定,一般在15~50转/分。转速太高时由于离心力大,零件随滚筒转动而不能互相摩擦,起不到滚光作用,转速低了效率低。
89.什么是金属的电抛光?
答:电抛光是利用电化学作用,使金属零件表面平整而有光泽的工艺。它可提高材料的耐腐蚀性、光反射率,与机械抛光相比较,还有生产率高、操作方便、劳动强度小等优点。电抛光时,产生阳极溶解,使阳极附近金属盐浓度不断增加,生成一种粘性薄膜(如图)这种薄膜导电性不良,并引起阳极极化作用,使阳极电位升高;同时在零件凸凹不平的表面上薄膜的厚度分布不均匀,凸起部分薄膜厚度较小,因而电阻较小造成电力线集中,加速了凸起部分的溶解,使零件表面粗糙的凸起部分尺寸减少较快,从而达到了整平零件的目的。这种薄膜还阻碍着阳极的溶解,使阳极的极化作用加强。所以在阳极溶解的同时,在零件的表面上生成一层氧化薄膜,它有一定的稳定性,使零件更不易受化学药品的作用,而处于轻微的钝态,这是零件表面获得光泽的重要原因。 90.为什么许多电抛光溶液都采用磷酸?
答:由于磷酸具有粘度大,对金属的化学溶解性小,易于形成“薄膜”,抛光的极限电流密度较小等优良性能。所以大多数情况下都采用磷酸作电抛光溶液。
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