如何提高電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量(二)

儲(chǔ)榮邦，王紀(jì)民

（1.南京市虎踞北路4號(hào)6幢501室，江蘇 南京 210013；2.上海市電鍍協(xié)會(huì)，上海 200070）

如何提高電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量(二)

儲(chǔ)榮邦1,*，王紀(jì)民2

（1.南京市虎踞北路4號(hào)6幢501室，江蘇 南京 210013；2.上海市電鍍協(xié)會(huì)，上海 200070）

詳細(xì)討論了消除電鍍故障的工藝管理，包括鍍前確認(rèn)事項(xiàng)、前處理管理、鍍液管理、操作條件控制、后處理管理、鍍后確認(rèn)事項(xiàng)。提出了減少質(zhì)量波動(dòng)的措施，如活用“問(wèn)和答”、使用自動(dòng)管理裝置、自動(dòng)記錄狀態(tài)變化、細(xì)分各種電源、確保鍍層性能、注重設(shè)備管理等。

電鍍；故障；工藝管理；前處理；后處理

3 消除電鍍故障的工藝管理

3. 1 鍍前要確認(rèn)的事項(xiàng)

3. 1. 1 明確鍍層目的

如今，電鍍除了以裝飾、防蝕為目的之外，鍍層特性的利用也多起來(lái)，如提高導(dǎo)電性、獲得優(yōu)異釬焊性的電鍍加工。用電鍍的方法可得到所需功能要求的鍍層。所以，為了能滿足鍍層的特性，要求必須把握好目的。

3. 1. 2 操作書(shū)、指令書(shū)的確認(rèn)

電鍍作業(yè)時(shí)，事前按照操作書(shū)、指令書(shū)確認(rèn)電鍍工藝流程；確認(rèn)使用的掛具和滾筒；確認(rèn)電鍍厚度和時(shí)間，以及加工途中的厚度測(cè)定；核查作業(yè)前、作業(yè)中進(jìn)行的事項(xiàng)。

3. 1. 3 基體材料的確認(rèn)

鍍件選用的基體材料與通常的有否不同，表面加工與通常有否不同，油的附著量是否比通常多，熱處理后的色調(diào)與通常有否不同等。與原來(lái)有不同的地方要進(jìn)行確認(rèn)，并向有經(jīng)驗(yàn)的老工人請(qǐng)教，或向主管領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)。此外，要把注意到的事項(xiàng)記錄下來(lái)，并加以保存。

3. 1. 4 遺失、破損的防止

電鍍件的計(jì)數(shù)管理日漸被重視。制造廠商只生產(chǎn)必要數(shù)量的制品，以謀求成本的降低。所以，電鍍加工中發(fā)生鍍件的遺失或破損就會(huì)引起零部件的缺失，使組裝不能進(jìn)行。這點(diǎn)必須加以注意。

3. 1. 5 工藝流程的確認(rèn)

確認(rèn)電鍍的產(chǎn)品是否采用正確的前處理工序、電鍍工序以及后處理工序。

3. 1. 6 開(kāi)始作業(yè)前實(shí)行檢查的內(nèi)容

(1) 指定掛具、安裝狀態(tài)、指定數(shù)量、指定批量等的確認(rèn)；

(2) 電壓、電流密度、電流波形等的確認(rèn)；

(3) 槽液溫度、水位、pH、密度等的確認(rèn)；

(4) 電鍍時(shí)間、整個(gè)工序所需時(shí)間(生產(chǎn)節(jié)拍)的確認(rèn)。

3. 2 前處理工序的管理

3. 2. 1 除油工序的重新認(rèn)識(shí)

除油工序?qū)﹄婂兗庸顟B(tài)有最直接的影響。通常，不同的制品可采用不同的除油工藝，如溶劑除油、化學(xué)除油、電化學(xué)除油等。近來(lái)由于環(huán)境問(wèn)題，溶劑除油受到了限制。作為溶劑使用的有三氯乙烯、四氯乙烯等。1989年日本的特定化學(xué)物質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)將三氯乙烯限定為0.03 mg/L，四氯乙烯則為0.01 mg/L，所以三氯乙烯的使用較多。但是，三氯乙烯的制造受限，導(dǎo)致氯化型有機(jī)溶劑的使用變得困難。因此，不使用氯化型有機(jī)溶劑的電鍍除油工序被重新得到重視。

圖1是5個(gè)電鍍工廠的工藝流程(其中包括了前處理)。電鍍的制品、電鍍液的種類(lèi)、電鍍的形式等不同，流程也就不同。即使同種制品、同種電鍍液、同種電鍍的形態(tài)，工藝流程也會(huì)有不同之處。越是重視前處理的工廠，其技術(shù)水平也就越高。然而，還有很多工廠沒(méi)有很好地進(jìn)行除油液管理。

圖1 5個(gè)類(lèi)型的電鍍工廠的工藝流程(包括前處理)Figure 1 Process flows (including pretreatment) used by five plating plants

3. 2. 1. 1 化學(xué)除油

(1) 在最前道除油工序中，若不能進(jìn)行溶劑除油，則化學(xué)除油中往往會(huì)積累油污。為了使工件上的油污盡量不帶入化學(xué)除油液中，應(yīng)采用預(yù)除油、抹擦、滾筒研磨、離心分離等方法，預(yù)先除去工件上的大部分油污。在化學(xué)除油液中，再設(shè)置浮油的除去裝置、過(guò)濾器等能除油的設(shè)備，盡量不要使除油液的負(fù)擔(dān)過(guò)重。

(2) 一般來(lái)說(shuō)，電鍍工廠的化學(xué)除油液中，電鍍件只作浸漬處理的情況較多，因此表面清潔需要較長(zhǎng)的時(shí)間。使除油液振動(dòng)，或采用噴射流、噴淋清洗之類(lèi)的方法有一定的效果。但是，除油液中含有的表面活性劑會(huì)產(chǎn)生泡沫，因此不能攪拌。所以，在裝有清洗促進(jìn)裝置的情況下，必須使用低泡型表面活性劑。

(3) 除油液中溶解下來(lái)的金屬離子有時(shí)會(huì)在電鍍件上置換析出，而銅、鋼鐵、鋁、鋅壓鑄件在堿性液中的溶出程度不同。所以，必須根據(jù)不同的基體材料，選擇合適的除油液。

(4) 盡管較頻繁地分析電鍍液來(lái)進(jìn)行鍍液管理的電鍍工廠較多，但是，對(duì)除油液進(jìn)行管理的工廠較少。所以，結(jié)合力不良大多是因?yàn)槌筒划?dāng)。中和滴定可以簡(jiǎn)單地對(duì)除油液的堿度進(jìn)行分析，應(yīng)該經(jīng)常進(jìn)行。與除油液長(zhǎng)時(shí)間不補(bǔ)充而一次性大量補(bǔ)充相比，小批量分批地補(bǔ)充對(duì)減少故障更有效。某電鍍專(zhuān)業(yè)工廠進(jìn)行這樣的管理：把鍍件的面積算出，并在電鍍前由控制器讀取條形碼，累計(jì)的面積達(dá)到一定值后，控制器發(fā)出除油液更新的指令。想將除油液保持在一定濃度，通常要下一番工夫。另外，有些工廠對(duì)除油后的鍍件還要進(jìn)行活化，再檢查鍍件表面的水潤(rùn)濕情況，以此判斷化學(xué)除油工序的質(zhì)量。

3. 2. 1. 2 電化學(xué)除油

電化學(xué)除油有陽(yáng)極電解(析氧)、陰極電解(析氫)，以及極性在一定周期進(jìn)行換相的PR電解3種方法，其各自的特點(diǎn)見(jiàn)表1。

表1 3種電解除油法的比較Table 1 Comparison of three electrolytic degreasing methods

陰極電解時(shí)產(chǎn)生的具有還原能力的H2使基體材料表面活化。大量析出的氣體雖然會(huì)使除油效率和氧化皮去除的效果提高，但有時(shí)會(huì)使槽液中溶解的鐵、銅離子析出。還有，H2析出會(huì)產(chǎn)生氫脆，必須加以注意。另外，盡管陽(yáng)極電解析出的氧氣能使有機(jī)污染物氧化分解而達(dá)到表面清潔的目的，但是在鍍鎳和不銹鋼材料表面容易形成鈍化的氧化膜，致使結(jié)合力不良。所以，必須根據(jù)基體材料的種類(lèi)和電鍍目的來(lái)選擇電解除油的方式。

電解除油液也可用滴定法測(cè)定其堿度。陰極電解時(shí)，由于雜質(zhì)金屬離子的積累，金屬離子是否會(huì)析出可用黃銅板進(jìn)行確認(rèn)。應(yīng)當(dāng)注意的是：電解除油液上有浮油產(chǎn)生，就不能得到結(jié)合力良好的鍍層。陽(yáng)極除油時(shí)，由于會(huì)使掛具上析出的鉻鍍層溶解，所以必須注意鉻離子的積累。

3. 2. 2 酸蝕工序的重新認(rèn)識(shí)

3. 2. 2. 1 有效的酸蝕處理

熱處理后的鐵基體上會(huì)生成厚的氧化皮，冷加工后材料的表面也會(huì)有變質(zhì)層的存在。在這樣的氧化皮上即使可以電鍍，也不會(huì)得到結(jié)合力強(qiáng)的鍍層。除去氧化皮的工序就是酸蝕，有以除去厚氧化皮為目的的高濃度酸蝕處理，以及在電鍍前為了除去薄氧化膜的酸蝕處理。為了加以區(qū)別，后者被稱(chēng)為“活化”。

酸蝕處理通常使用鹽酸、硫酸，其濃度應(yīng)盡可能低(如質(zhì)量分?jǐn)?shù)3% ～ 5%)。酸蝕液頻繁地進(jìn)行更新，效果會(huì)更好。

添加微量的含氟表面活性劑作為促進(jìn)劑，可增大浸透性，加快銹和氧化膜的去除。

酸濃度不能降低和處理時(shí)間不能縮短的場(chǎng)合，有時(shí)會(huì)使用緩蝕劑。緩蝕劑有硫脲、丙炔醇，含氮和硫的有機(jī)化合物，以及乙炔系化合物。酸蝕處理促進(jìn)劑和緩蝕劑并用，效果更好。

3. 2. 2. 2 氫脆的對(duì)策

對(duì)于高強(qiáng)度鋼和高碳素鋼的酸蝕處理，由于酸濃度高，即使浸蝕時(shí)間短，也容易引起氫脆。與常溫的鹽酸相比，熱硫酸更易引起氫脆。另外，返鍍時(shí)，在酸液中退鍍也會(huì)引起氫脆。

氫脆的對(duì)策如下：

(1) 盡量用低濃度的酸和縮短處理時(shí)間。

(2) 在不能降低酸濃度和縮短處理時(shí)間的情況下，要使用緩蝕劑(見(jiàn)圖2)。

圖2 酸洗條件對(duì)氫脆率的影響Figure 2 Effects of pickling conditions on probability of hydrogen embrittlement

(3) 為了避免長(zhǎng)時(shí)間的酸蝕處理，零件可先進(jìn)行噴砂等機(jī)械處理。

(4) 酸蝕處理后用高溫堿液浸漬，容易將吸收的H2逐出。

(5) 電鍍后進(jìn)行熱處理(如200 °C × 5 h)驅(qū)氫。

3. 2. 2. 3 酸處理液的管理

酸蝕處理液中，酸濃度降低后，在生產(chǎn)過(guò)程中要用濃酸進(jìn)行補(bǔ)充。但是，若酸處理液中基體材料鐵等發(fā)生了溶解，如用鹽酸酸蝕處理，酸蝕液成了含HCl、FeCl2等的酸性混合溶液，其組成類(lèi)似于浸蝕溶液，會(huì)使基體材料過(guò)度腐蝕而影響電鍍后的表面狀態(tài)。所以，酸濃度要用滴定法分析。酸蝕處理液中的金屬離子要用原子吸收光譜進(jìn)行分析，按分析結(jié)果進(jìn)行管理。

另外，對(duì)于活化用的酸，與其長(zhǎng)期使用濃酸，不如使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3% ～ 5%的酸，并盡量每隔2 d左右進(jìn)行更新。

3. 3 鍍液的管理

盡管使用的電鍍液濃度較高，管理幅度寬，但是上下限濃度要預(yù)先設(shè)定。盡量每天都進(jìn)行鍍液分析，根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行鍍液成分的補(bǔ)充。還有，最好每周對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行一次分析。

某工廠盡管每日進(jìn)行鍍鎳液的分析，NiSO4、NiCl2、硼酸大致在一定的濃度上進(jìn)行管理，但有時(shí)低電流密度區(qū)有黑色物析出。對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行分析后得知銅、鋅離子含量非常高，調(diào)查后認(rèn)定是黃銅電鍍制品落在鍍液中，從而導(dǎo)致雜質(zhì)的含量升高。所以，對(duì)主要成分再怎么分析，也不能找到故障的原因。這一點(diǎn)有必要引起注意。對(duì)于化學(xué)鍍鎳和某些合金電鍍液，由于成分變動(dòng)幅度大，鍍液應(yīng)進(jìn)行自動(dòng)分析、自動(dòng)補(bǔ)充。

光亮劑根據(jù)赫爾槽試驗(yàn)進(jìn)行管理，盡量采用自動(dòng)添加。許多電鍍工廠在早晨補(bǔ)充光亮劑或在作業(yè)完了之后才補(bǔ)充光亮劑。正如圖 3所示，鍍液中的光亮劑往往在剛補(bǔ)充時(shí)可能過(guò)多，作業(yè)接近終了時(shí)則可能過(guò)少。光亮劑過(guò)剩時(shí)，鍍層一般容易產(chǎn)生脆性或裂紋，鍍層的耐蝕性也降低。所以，為了使添加劑濃度經(jīng)常保持在理想狀態(tài)，應(yīng)該進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)充。

圖3 光亮劑濃度隨時(shí)間變化Figure 3 Variation of brightener concentration with time

電鍍?nèi)芤旱姆治觯饕捎没瘜W(xué)分析。微量金屬離子的分析采用原子吸收光譜法。至于陰離子和配離子，可以采用等速電泳裝置和離子色譜進(jìn)行分析。

3. 4 操作條件的控制

3. 4. 1 溫度

在操作條件中，溫度是比較容易控制的項(xiàng)目，但有時(shí)不太被注意。例如，在工業(yè)鍍鉻時(shí)，不同的鍍液溫度、電流密度會(huì)使鍍層的光澤、硬度發(fā)生變化。裝飾用標(biāo)準(zhǔn)鍍鉻液和含氟化合物鍍鉻液中，光亮電鍍所得電流密度范圍和槽液溫度對(duì)鍍層硬度的影響如圖 4所示。由圖4可知，鍍鉻的溫度與電流密度密切關(guān)系，而鍍層的硬度受鍍液溫度和電流密度所影響。可是，在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)鍍液溫度進(jìn)行精密控制的電鍍專(zhuān)業(yè)者很少。對(duì)于一般工業(yè)用鍍鉻，因?yàn)槭褂么笮偷碾婂儾郏円簻囟鹊木鶆蛐院茈y保證。而更重要的是，鍍液一進(jìn)行攪拌就會(huì)使陽(yáng)極泥渣揚(yáng)起，電鍍表面產(chǎn)生毛刺。因此，不進(jìn)行攪拌的工廠很多。但是，進(jìn)行優(yōu)質(zhì)鍍鉻加工的工廠經(jīng)常進(jìn)行過(guò)濾以除去陽(yáng)極泥渣，并采用攪拌使鍍液溫度均勻，將誤差控制在±l °C的范圍內(nèi)。

圖4 電鍍操作條件對(duì)鍍鉻硬度的影響Figure 4 Effects of plating conditions on hardness of chromium coating

為了得到品質(zhì)優(yōu)異的電鍍加工品，要制作鍍液溫度均勻化和電流密度的控制系統(tǒng)。例如，在冬季，熱容量大的鍍件一投入電鍍槽中就會(huì)使鍍液冷卻，鍍液溫度下降，于是就不能得到硬度高、外觀好的鍍層。另做一個(gè)浸蝕槽，鍍件預(yù)先進(jìn)行保溫，然后浸蝕，再移入鍍槽。這樣就可使鍍液的溫度保持一定，得到外觀漂亮、硬度高的鍍層。另外，測(cè)定鍍液溫度時(shí)，由于傳感器放置的位置不同，鍍液槽的溫度會(huì)有波動(dòng)。化學(xué)鍍鎳的溫度下降10 °C，析出速度約下降40%。所以，為了盡可能地減少鍍槽內(nèi)溫度的波動(dòng)，一定要考慮好傳感器的放置位置。另外，控制鍍液液面的部分電鍍，最好將傳感器的位置設(shè)置在接近液面處。

3. 4. 2 pH

電鍍鎳和化學(xué)鍍銅等鍍液的pH都必須嚴(yán)格控制。因?yàn)殄冩囈簆H低時(shí)容易產(chǎn)生麻點(diǎn)，pH高時(shí)容易產(chǎn)生毛刺，其pH必須控制在4附近。通常采用pH電極測(cè)定pH，要經(jīng)常以標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行校正，但是pH電極沒(méi)有經(jīng)過(guò)校正就使用的情況很多。在類(lèi)似于化學(xué)鍍銅的強(qiáng)堿性鍍液中進(jìn)行pH測(cè)定時(shí)，pH電極容易受損，有時(shí)甚至無(wú)法正確測(cè)量。因此，pH電極應(yīng)定期校正。

3. 4. 3 電流密度

鍍液都有一個(gè)最適合使用的電流密度范圍，超出這個(gè)范圍就得不到良好的鍍層。所以，應(yīng)該正確把握鍍液可使用的電流密度范圍。為達(dá)到這個(gè)目的，盡量一個(gè)掛架(或滾筒)使用一個(gè)電源。還有，因?yàn)殡娏鞣植加袝r(shí)影響鍍層質(zhì)量，所以，必要時(shí)要設(shè)置適合于鍍件的屏蔽板、輔助電極等。

另外，有些鍍液受電流波形的影響較大。例如，對(duì)于鍍鉻和釬焊性電鍍，使用脈動(dòng)率大的波形就不能得到良好的鍍層。另外還要注意：不宜采用電源定額一半以下的電流。例如，2 000 A的電源只使用500 A的電流操作是不妥的。

3. 4. 4 攪拌

為了讓鍍層能夠均勻沉積，需要對(duì)鍍液進(jìn)行攪拌。攪拌有空氣攪拌和機(jī)械攪拌。對(duì)于酸性掛鍍錫而言，由于亞錫離子容易氧化，因此不能使用空氣攪拌，而應(yīng)采用移動(dòng)式機(jī)械攪拌。如果酸性鍍錫的小零件需要滾鍍，應(yīng)采用滾筒全浸在鍍液中轉(zhuǎn)動(dòng)的方式。其目的都是為了減少亞錫離子氧化成四價(jià)錫。另外，在合金電鍍中，攪拌方式不同，合金的組成也有所不同。

3. 4. 5 過(guò)濾方式

通常，大部分的電鍍?nèi)芤憾家M(jìn)行連續(xù)過(guò)濾。這是為了除去電鍍液中的雜質(zhì)，如垃圾、灰塵、陽(yáng)極泥渣等。過(guò)濾流量應(yīng)根據(jù)鍍液的不同而不同。例如，每槽光亮鎳電鍍液的過(guò)濾流量為3 ～ 6 t/h。除了連續(xù)過(guò)濾，還應(yīng)定期進(jìn)行翻槽過(guò)濾。電鍍液中所添加的光亮劑之類(lèi)的有機(jī)物，由于在陽(yáng)極上發(fā)生氧化分解，會(huì)在電鍍液中積累，因此要進(jìn)行翻槽過(guò)濾將其除去。不同的電鍍工廠和不同的電鍍工件的生產(chǎn)實(shí)際情況會(huì)有所不同，一般推薦3個(gè)月進(jìn)行一次大處理。如果可以的話，對(duì)電鍍槽里的陽(yáng)極袋等也進(jìn)行清洗，檢查是否完好。

在鍍鉻的工廠中，雖然至今還有不進(jìn)行過(guò)濾的，但要維持優(yōu)良的鍍層特性和得到穩(wěn)定的鍍鉻液，應(yīng)該對(duì)鍍液進(jìn)行過(guò)濾。

化學(xué)鍍鎳在施鍍的同時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行連續(xù)過(guò)濾，這樣才能得到均勻、細(xì)致的鍍層；否則，易造成鍍層厚度不一致，鍍層表面粗糙。

3. 4. 6 陽(yáng)極

應(yīng)該根據(jù)鍍層品種、鍍液類(lèi)型、陽(yáng)極面積、陽(yáng)極電流密度、陽(yáng)極類(lèi)型(可溶性或不溶性)等要求來(lái)選擇最適合的陽(yáng)極。對(duì)于鍍銅而言，氰化鍍銅要用電解銅板，焦磷酸鹽鍍銅要用無(wú)氧銅板，硫酸鹽鍍銅要用含磷銅板。不同類(lèi)型的鍍液要選擇溶解性最為合適的陽(yáng)極。另外，為了避免陽(yáng)極泥渣分散到鍍液中，應(yīng)使用陽(yáng)極袋，而且必須根據(jù)鍍液的性質(zhì)進(jìn)行選擇。特別是硫酸鹽鍍銅液，若不使用專(zhuān)用材料的陽(yáng)極袋，極細(xì)微的泥渣就會(huì)分散到鍍液中，使鍍層表面產(chǎn)生毛刺。另外，陽(yáng)極袋的開(kāi)口處一定要設(shè)置在液面之上，否則還是會(huì)導(dǎo)致鍍層毛刺。

3. 5 電鍍后處理的工藝管理

3. 5. 1 清洗水的管理

電鍍使用的水最好是不含雜質(zhì)的去離子水或蒸餾水，但是一般都使用自來(lái)水或地下水，其中含有大量的Ca2+、Fe2+等離子和膠體狀含硅化合物(地下水或自來(lái)水蒸發(fā)干涸后，有不少固體成分殘留下來(lái))。另外，從電鍍液帶入的金屬離子會(huì)在清洗水中不斷積累。這些離子或雜質(zhì)附著在鍍件的表面，干燥時(shí)會(huì)產(chǎn)生斑點(diǎn)、變色等現(xiàn)象，所以，必須盡量使用清潔的水進(jìn)行清洗。表 2是由清洗水的水質(zhì)而引起的若干斑點(diǎn)故障的例子及其排除方法。

表2 清洗過(guò)程中的故障及其排除方法Table 2 Troubles occurred in rinsing and their countermeasures

另外，必須提高鍍件出槽后的清洗效果。例如，為了提高滾鍍的清洗效果，在水洗槽中務(wù)必使?jié)L筒轉(zhuǎn)動(dòng)，使?jié)L筒內(nèi)的溶液和滾筒外的清洗水充分相互交換，并使?jié)L筒里的所有工件都有機(jī)會(huì)與清洗水充分接觸。只有這樣，才能既提高清洗效果，又盡可能地節(jié)省洗滌水。

3. 5. 2 不在電鍍制品干燥上使用含氟表面活性劑

電鍍專(zhuān)業(yè)工廠電鍍后，會(huì)使用含氟表面活性劑作除水劑。含氟表面活性劑處理后，干燥時(shí)鍍件表面產(chǎn)生一層膜，能防止變色。因?yàn)榄h(huán)境污染的問(wèn)題，含氟表面活性劑很難繼續(xù)使用，亟需找到可取而代之的后處理方法。

某電鍍專(zhuān)業(yè)工廠盡管用去離子水作二次清洗，再用純水熱燙洗，但還是出現(xiàn)斑點(diǎn)。其工藝流程如圖5a所示。這樣的工藝起初很好，但隨著污染物不斷被帶入熱水槽中，污染物吸附在電鍍制品上，最終導(dǎo)致斑點(diǎn)的產(chǎn)生。作為對(duì)策，如圖5b所示，將熱燙洗的去離子交換水冷卻一下，然后進(jìn)入離子交換器中，使熱水槽中的水得到凈化，斑點(diǎn)問(wèn)題隨即得到解決。

圖5 電鍍制品的后處理工藝流程Figure 5 Process flow of post-treatment for plating products

在不使用含氟表面活性劑的情況下，要消除干燥產(chǎn)生的斑點(diǎn)故障，可采取以下對(duì)策。

一、提高清洗水的純度。用清潔的水清洗，并盡快除去水分。

二、采用不易變色的處理：

(1) 鉻酸鹽鈍化處理或電解鉻酸鹽鈍化處理。合金、銀、銅、鋅等電鍍層用鉻酸鹽鈍化處理有效果。

(2) 使用防變色劑(如苯并三氮唑等)。銀、銅等在大氣中容易變色的金屬電鍍后，用苯并三氮唑等防變色劑浸漬有良好的效果。

(3) 采用中和劑(如磷酸三鈉溶液)。對(duì)于釬焊性電鍍錫和強(qiáng)酸鍍錫，可在磷酸三鈉之類(lèi)的溶液中浸漬進(jìn)行中和。

三、電鍍后采用透明電泳涂裝(如低溫硬化型陽(yáng)離子系丙烯酸涂裝)。因?yàn)殡娪就垦b是濕碰濕處理，中間不需要干燥，所以不易產(chǎn)生斑點(diǎn)。

四、在水–酒精體系的溶劑中添加促進(jìn)水揮發(fā)的表面活性劑，以降低表面張力，加快干燥速度。由于含氟表面活性劑和氯化系有機(jī)溶劑的使用被嚴(yán)格限制，因此，有效使用酒精可以提高清洗效果。

五、根據(jù)鍍件的形狀選擇干燥方法。采用能均勻加熱的干燥方法，或選擇局部加熱的裝置。以下列舉一些常用干燥方法的適用范圍：氟表面活性劑干燥適用于塑料上的電鍍、貴金屬電鍍及其他裝飾電鍍；自然干燥適用于電鍍鋅的有色鉻酸鹽鈍化；熱風(fēng)干燥適用于鎳/鉻鍍層、鍍鋅層；木屑干燥和離心干燥適用于小零件；壓縮空氣干燥適用于極大的電鍍件；溶劑干燥適用于金、銀電鍍件；紅外線干燥適用于極大的鍍件和電子零部件；揮發(fā)劑干燥適于使用表面活性劑除水時(shí)使用。

3. 6 電鍍加工后要確認(rèn)的事項(xiàng)

電鍍后的質(zhì)量確認(rèn)是一個(gè)重要的工序，這關(guān)系到用戶的信用和信賴否能持久。要根據(jù)用戶的要求，對(duì)質(zhì)量進(jìn)行確認(rèn)。確保質(zhì)量是非常必要的。為此，要進(jìn)行以下確認(rèn)：

(1) 鍍件從掛具上取下時(shí)，對(duì)掛具不良地方的確認(rèn)。

(2) 抽樣檢查或全數(shù)檢查等檢查方法的確認(rèn)。

(3) 膜厚、結(jié)合力測(cè)定，加熱試驗(yàn)，外觀檢查，變色、色調(diào)檢查的實(shí)施和確認(rèn)。

(4) 鍍件運(yùn)輸箱、包裝方法、包裝數(shù)量等的實(shí)施和結(jié)果的確認(rèn)。

(5) 鍍件送交地點(diǎn)及送交方法的確認(rèn)。

(6) 分類(lèi)、發(fā)票核對(duì)的確認(rèn)。

3. 7 電鍍故障發(fā)生時(shí)的對(duì)策

(1) 及時(shí)討論故障的原因及對(duì)策。

(2) 明確崗位責(zé)任制。

(3) 提高生產(chǎn)負(fù)責(zé)人的責(zé)任意識(shí)。

(4) 科學(xué)地加以分析。

(5) 迅速采取相應(yīng)的措施。

3. 8 如何減少質(zhì)量的波動(dòng)

用戶對(duì)電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來(lái)越嚴(yán)格。為了滿足這些嚴(yán)格的要求，外部因素的變化要盡可能小。在此，就維持外部因素穩(wěn)定的注意事項(xiàng)展開(kāi)討論。

3. 8. 1 “問(wèn)和答”(Q&A)的活用

把電鍍故障的原因及其對(duì)策以“問(wèn)題”和“答案”的形式寫(xiě)在卡片上，尤其是將它們分類(lèi)后，就能迅速找到引起故障的原因，對(duì)策的實(shí)行也很容易。換句話說(shuō)，“Q&A”項(xiàng)目越多的工廠，積累的經(jīng)驗(yàn)也就越多。還有，可以把“Q&A”作為教材，對(duì)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)。

3. 8. 2 自動(dòng)管理裝置的使用

電鍍化學(xué)材料和光亮劑應(yīng)盡可能在沒(méi)有波動(dòng)差錯(cuò)的狀態(tài)下進(jìn)行管理，因此，人們開(kāi)發(fā)了電鍍液自動(dòng)取樣、自動(dòng)分析、自動(dòng)補(bǔ)給的鍍液管理裝置。在化學(xué)鍍、合金電鍍等管理較難的鍍液中尤其需要自動(dòng)控制。但是，許多電鍍工廠只在每天早晨添加一次光亮劑，一直作業(yè)到晚上，第二天早晨再添加。這就會(huì)產(chǎn)生如圖 3所示的早晨鍍液中光亮劑濃度過(guò)高，而晚上光亮劑慢慢變少的現(xiàn)象。所以，早晨和晚上的鍍件無(wú)論在外觀上還是內(nèi)部質(zhì)量上都會(huì)有所不同。光亮劑應(yīng)該按必需的最少限量來(lái)添加。可以的話，根據(jù)安培小時(shí)計(jì)或處理面積的累計(jì)值進(jìn)行補(bǔ)充。如果能再采用自動(dòng)添加裝置就更好。

3. 8. 3 狀態(tài)變化的自動(dòng)記錄

鍍液的溫度、pH、電流密度等操作條件最好采用自動(dòng)記錄。故障發(fā)生時(shí)，這些記錄就成了最好的線索，便于探尋原因。電鍍后熱處理的數(shù)據(jù)等也要進(jìn)行自動(dòng)記錄，附上以供用戶參考。這些狀態(tài)的自動(dòng)記錄，起到了動(dòng)態(tài)跟蹤的作用，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生故障的前兆。

3. 8. 4 電源的細(xì)分化

有人認(rèn)為大容量的整流器可用于小電流輸出，即所謂“大可兼小”。這種做法其實(shí)并不可取，尤其是鍍鉻。之前已經(jīng)提到，若2 000 A的整流器只用500 A左右的電流，電流脈動(dòng)成分很大，會(huì)導(dǎo)致鍍層外觀不良。還有，若以一個(gè)電源提供多個(gè)電流輸出，其結(jié)果只能是無(wú)論哪個(gè)鍍件都得不到均勻的電流。可以的話，對(duì)電源進(jìn)行細(xì)分，做到一個(gè)掛架一個(gè)電源，一個(gè)滾筒一個(gè)電源。只有這樣，才能對(duì)各鍍件上的電流進(jìn)行正確控制。

3. 8. 5 鍍層性能的管理

為了確認(rèn)是否具有用戶所要求的功能，必須對(duì)鍍層的性能(如鍍層厚度、表面粗糙度、硬度、耐磨性、潤(rùn)滑性、釬焊性、接觸電阻等)進(jìn)行測(cè)定。例如，接受方和加工方常常會(huì)對(duì)錫鉛比為9∶1的釬焊鍍錫層的可焊性和回流性產(chǎn)生爭(zhēng)議。

3. 8. 6 設(shè)備的管理

電鍍工廠使用的設(shè)備較多，因此，設(shè)備管理也是重要的一個(gè)方面。在電鍍生產(chǎn)過(guò)程中，無(wú)論是空氣攪拌用的空氣泵發(fā)生故障，還是電鍍產(chǎn)品用的掛具壞了，都不能得到良好的鍍層。所以，要經(jīng)常注意設(shè)備細(xì)小的地方。

How to improve the quality of plating products—Part II

// CHU Rong-bang*, WANG Ji-min

The process management for eliminating troubles in plating production was discussed, including the confirmation of certain items before and after plating, management of pre-/post-treatment and plating baths, and control of operation conditions. Some measures for reducing quality fluctuation were given, such as listing Q&As, installing automatic management devices, automatic recording the state changes, classifying the power supplies, assuring the coating properties, and strengthening equipment management.

electroplating; trouble; process management; pretreatment; post-treatment

Room 501, 6th Building, No. 4 Huju Beilu, Nanjing 210013, China

TQ153

A

1004 – 227X (2011) 10 – 0020 – 06

2010–12–29

儲(chǔ)榮邦（1939–），男，江蘇宜興人，碩士，師從查全性院士，高級(jí)工程師。在鋁上化學(xué)鍍鎳，鋁絲連續(xù)鍍銅，鐵絲連續(xù)鍍銅鍍錫，鋁件上鍍銀，鐵絲上連續(xù)鍍鋅，鐵件氯化鉀鍍鋅，電鍍生產(chǎn)線設(shè)計(jì)與廢水處理等方面都進(jìn)行過(guò)研究。曾任南京表面處理研究會(huì)理事、副理事長(zhǎng)，多次榮獲江蘇省、南京市電鍍協(xié)會(huì)或科學(xué)協(xié)會(huì)頒發(fā)的先進(jìn)工作者和積極分子稱(chēng)號(hào)。參加過(guò)多本書(shū)的編寫(xiě)和審稿工作，發(fā)表論文和科普文章近百篇。現(xiàn)主要從事有關(guān)安全生產(chǎn)、質(zhì)量管理、環(huán)境管理等各種技術(shù)文件的編寫(xiě)工作。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) njchu@sohu.com，(Tel) 025–83397457。

（未完待續(xù)）

[ 編輯：溫靖邦 ]