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电镀故障分析与处理

发布时间:2017-10-30 9:27:33 点击数:3551

1、针孔     
    
针孔大多是气体(一般是氢气)在镀件表面上停留而造成的。针孔属于麻点,但针孔不同于麻点,它像流星一样,往往带有向上的尾巴,而麻点仅仅是镀层上微小的凹坑,一般是没有向上的尾巴    
    
镀液中铁杂质过多,pH值过高和阴极电流密度较大引起的针孔较多地出现在零件的尖端和边缘(即高电流密度处),也是零件各个部位都有可能出现的。     
    
通过观察现象,可以初步判断造成针孔的部分原因,然后再进一步试验。例如零件的局部表面上有密集的针孔,从现象来看,好像是前处理不良造成的,那么究竟是不是这个原因呢?可以取一批零件,进行良好的前处理后直接镀镍,假使经这样处理后所得的镀层上没有针孔,所以可首先检查和纠正

2、镀层结合力不好     
    
铁杂质多、pH高、有油、有机杂质或光亮剂过多等。     
    
分析故障时,也是先观察现象。如镀前处理不良造成的结合力不好,常常时有时无,无规则地出现在零件的局部位置上;而且总是一个部位结合力不好,另一个部位结合力很好,电镀过程中断电时间过长引起的结合力不好,铁杂质多、有机杂质多,光亮剂多或pH高造成的结合力不好较多地发生在零件的尖端和边缘;镀液中有油较多地发生在挂具上部的零件上。     
    
从观察现象得出一个初步的结论,认为可能是双性电极造成故障时,可在带电出槽、带电入槽,并使所有接触点导电良好的情况下进行试验,镀液中的硼酸含量、铁杂质、光亮剂、有机杂质……等按分析或按前述的小试验方法进行确定和纠正。     
3
、粗糙和毛刺     
    
粗糙就是镀层表面细小的凸粒。大而尖锐的凸粒叫做毛刺。 镀层粗糙有的是外部因素造成的,使用钙含量较高的硬水,长期积累,足够量的钙在较高的温度下会形成硫酸钙沉淀;加料时原料未充分溶解,也会带进一些微粒;镀液中镍含量太高,也会导致镀层粗糙。     
    
由固体微粒造成的粗糙可以用单纯的过滤镀液进行去除。但是在过滤除去固体微粒的同时,过滤除去了这种阳极泥渣后还要及时修补或更换阳极袋,防止阳极泥渣再次进入镀液。     
4
、镀层发花     
   
首先要确定故障的起源。假使故障起因于镀镍以前,那么就应采用对比试验或跳越试验,检查底镀层是否有问题?清洗水中是否有油?镀前除油是否彻底?检查时要认真仔细,不能粗枝大叶。         
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、镀层阴暗     
    
镀层阴暗多数出现在低电流密度区,偶尔也有出现在中电流密度区或高电流密度区。

   镀液中次级光亮剂过多或初级光亮剂太少,铜、锌、铁或有机杂质过多,pH过高或温度过低等都会使镍层发脆。     
    
检查镍层脆性可用不同的方法,一种是将镀好镍的小零件放在手中搓摩,或者将镀好镍的薄片型零件弯曲至180度,若有碎粒镍层脱落下来,说明这类镍层有脆性;另一种是将镍层镀在不锈钢试片上,控制镀层厚度在1 Oμm左右,然后把镍层剥离下来,弯曲180度,并用力挤压弯曲处,若不断裂,表示镍层不脆。假使弯曲即断,一般认为这种镍层是脆性的。     
    
产生镍层脆性的原因,若镀液pH值和温度没有问题,那么可能是光亮剂比例失调或镀液中杂质的影响,由于光亮剂比例失调造成的脆性可以通过提高糖精含量来改善,所以光亮剂比例是否失调,可以通过补充糖精,观察镀层脆性有否改善的小试验进行判断。镀液中几种杂质的影响可按前述的方法分别试验,进行检查和纠正。     
6
、橘皮状镀层     
    
在光照下,镀层呈现隐隐的波纹状现象称之谓橘皮状镀层。镀前处理不良,镀液中有油或有胶类杂质,柔软剂多、异金属杂质过多或镀液中有未过滤掉的活性炭粉末等会产生橘皮状镀层。     
    
出现这类故障时,可根据生产时的具体情况进行分析。

7、沉积速度慢 
    
这类故障除了偶尔真实电流密度太小而引起外,多数是镀液中有氧化剂存在。镀镍液中容易带人的氧化剂是六价铬和硝酸根。这些氧化剂能在阴极上还原,降低镀镍过程的阴极电流效率表明原镀液中有六价铬,应清出六价铬。      
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、镀层发花或发雾。

镀前处理不良,零件表面有油;清洗水或镀液中有油;阳极面积太小或太短;有机杂质太多;光亮剂没有搅均或柔软剂太少等会造成镀层发花或发雾。       
    
那可能是清洗水或镀液中有油而引起的。光亮硫酸盐镀铜对油污特别敏感,不管是毛坯上的油在镀前处理时未除净,还是镀前的清洗水或镀液中有微量的油,甚至是操作人员不干净的手摸了摸镀前的零件,都会使镀铜层发花。       
   
另外再取相同体积的故障液进行双氧水一活性炭处理,然后分别进行试验(试验液中需补充各种光亮剂)。若用双氧水一活性炭处理过的镀液仍有发花或发雾,而经过除油处理的镀液不再出现发花或发雾,那么原镀液中有油,应进行除油处理。若使用双氧水一活性炭处理后的镀液和经过除油处理的镀液一样,都不出现发花或发雾,那么原镀液可能是有机杂质过多。只要用双氧水一活性炭处理镀液就可以了。     

    镀液温度低,溶液的导电性差,阴、阳极极化增大,同时硫酸铜的溶解度小,使硫酸铜容易在阳极上或阳极袋上结晶析出。       
    
阳极面积小,其电流密度大,极化作用就大,使阳极容易钝化。         
    
镀液中Cl一过多时,它会在阳极上形成白色的氯化物,粘附于阳极表面上,导致阳极有效表面积减小,使阳极容易钝化。       
    
0

10、低电流密度区镀层不亮。

虽然这类故障多数是镀液成分失调或镀液中的杂质引起的,但分析故障时,首先应检查预镀层的质量和挂具接触点的导电性。有时由于挂具0的接触点的影响后,着手处理镀液就不会走弯路。       
    
镀液成分失调或光亮剂比例失调,可以根据前面叙述的方法进行纠正。           
    
故障是否是一价铜引起的?可以向镀液中加入O.03mLLO.05mL/L30%的双氧水后试镀,观察低电流密度区镶层的光亮度有否改善,如有改善,表明镀液中一价铜较多,否则就不是一价铜的影响。假使添加双氧水后故障现象消失,但过了一会儿故障又重新出现,需要再加双氧水才能消除故障。表明镀液中一价铜很容易产生,那就要检查阳极状况,假使电镀时在正常电流密度下,其表面上没有棕黑色膜存在,说明该阳极质量不好或含磷量太少,必要时应更换阳极。       
    
镀液温度过高,会使低电流密度区镀层不亮的区域扩大。必要时应采取降温。       
    
有机杂质的影响可根据前面叙述的方法试验和纠正。      

11、镀层粗糙。

预镀层太薄或粗糙;预镀镍进入硫酸盐镀铜液中未及时通电;挂具钩子上的铬层未彻底退除掉;阳极含磷量少;镀液中硫酸铜含量过高、温度过高或有铜粉及其他悬浮物存在时会使镀层出现粗糙。          
    由于铁在硫酸盐镀铜液中的电位比铜负得多,所以预镀层太薄,铁可以通过镀层的孔隙置换溶液中的铜,形成点状疏松的置换层,使镀层呈现粗糙的外观,预镀镍进入硫酸盐镀铜液,若不及时通电,镍也能置换铜,形成疏松、粗糙的置换层,挂具钩子上若有铬层,因铬层上再镀上去的镀层结合不牢,它会以小颗粒的形式脱落下来,落在挂具下部的零件表面上,使下面的零件镀层粗糙。这些因素造成的粗糙都与镀液无关,应首先仔细检查。       
    正常的铜阳极,其含磷量在O.1%~O.3%之间,电镀时,表面会形成一层棕黑色的膜,它可以使铜阳极以二价铜的形式溶解,抑制铜粉和一价铜的产生。如果铜阳极中含磷量低,电镀时阳极表面难以形成棕黑色的膜,这样,铜粉就多,并会有一价铜溶解进入溶液,它较容易在阴极上还原而形成粗糙的镀层。所以含磷量少的阳极不宜在该镀液中使用。其含磷量的多少,可以从电镀时它表面上的色泽进行判断,有均匀棕黑色膜的阳极,其含磷量已经足够,相反,如没有均匀的棕黑色膜存在,则它的含磷量往往是太少了。       
    镀液温度过高或硫酸铜含量过高,都会使阴极极化降低,而且温度过高,不利于添加剂在阴极表面的吸附,使添加剂的作用减弱,从而使镀层结晶粗糙。       
    “铜粉或固体悬浮物会使镀层粗糙是众所周知的。当出现镀层粗糙时,要仔细观察现象:溶液中悬浮的固体微粒或铜粉"造成的粗糙,出现在零件的向上面,因为这些粒子密度较大,在溶液中有下沉的趋势,容易沉积在向上面上。当出现这样的粗糙时,应检查阳极袋(或阳极框)是否破裂,如有破裂,应立即修补或更换。同时应过滤镀液,除去溶液中的固体微粒。挂具钩子上有铬层时,虽然也会使零件的向上面出现粗糙,但现象略有不同,它除了使零件向上面产生粗糙外,挂具上的镀层也是粗糙疏松的,用手一摸,挂具上的镀层即以粉末状的细粒脱落下来。发现这种现象,就应加强镀前挂具的退铬。       
    镀液温度过高或一价铜的影响特征是除了使镀层粗糙外,还使零件的低电流密度区镀层不亮。镀液温度大家都会检查。镀液中的一价铜,可以通过向镀液中加入0.05 mL/L30%的双氧水处理后进行判断。       
    预镀层太薄造成的粗糙是点状的,由于它与基体结合不牢,所以可用小刀将点状的粗糙刮破后观察现象,还可以从延长预镀时间,看看粗糙现象是否消失来判别。