镀镍溶液故障的处理

1、镀镍溶液故障的处理电镀生产中应的工艺，现代镀镍的种类多，从镀法状况来说，暗镍、半光亮镍、咼硫镍、光亮镍和镍封闭等多层镍体系。但由于目前光亮镍应用较广，所以在这里以 光亮镀镍作为重点，表达光亮镀镍液故障，广东达志化工的光亮镀镍液成分及操作条件列于 表1 0表1常用光亮镀镍液成分及操作条件名称挂镀滚镀硫酸镍克/升250-300180-250氯化镍克/升50-6050-60硼酸克/升40-5040-50Ni-82光亮剂毫升/升于Ni-81走位剂毫升/升8-108-10DN-01润湿剂毫升/升1-31-3PH温度C5050-65阴极电流密度安/分米21-8、镀液成分失调的影响和纠正1硫酸镍在光亮镀镍认

2、中，硫酸镍含量低，镀层的光亮度和整平性差，含量过低会使零件的深凹 处即低电流密度处镀层不光亮，硫酸镍含量吊镀一般不低于250克/升，发现硫酸镍含量降低，应找出含量降低的原因，例如阳极面积太小，导致阳极电流密度太大而且使用旭 极钝化，镍阳极不溶解而造成镍含量降低，那可能是镀液中阳极活化剂太少了，应提高氯化物的含量，促进阳极溶解。硫酸镍含量高，镀层的光亮底和整平性好，阴极电流密度上限和阴极电流效率高，觉积速度 快，但是含量过高，会使镀层粗糙，所以硫酸镍的含量，一般不要超过350克/升。在镍阳极面积较大胆特别是镍阳极装入钛篮的情况下，镍含量常有上升的趋势，出现这类现象时，镀 液中氯化物含量应适当降低

3、，抑制镍阳极的溶解。2. 氯化物氯化物可以促进阳极溶解，含量太少会使阳极钝化，从而使镀层发雾，光亮度下降。电 镀时阳极是否钝化，可从以下现象进行判断。1液中镍含量和PH值逐渐降低是阳极镍化2阳极外表呈褐色是阳极钝的一现象，由于阳极纯化后，外表上生成了褐色的3电压比正常的高，一般大于 6V °这是由于阳极钝化后，阳极电位变正的缘故；4电镀时阳极上气泡较多，有时会有刺激性的气味，并在挂阳极的铜钩上出现绿色的性物，阳极钝化后，在阳极上有较多气泡。2H2O-4e 02 f+4H2CL-2eCL2 1CL2是刺激性的气味，它能与铜反主尖生成绿色的氯化铜CL2+Cu* CuCL2阳极钝化，浸在盐

4、酸中刷洗，使之活化，然后重新挂入槽内，再适当增大阳极面积，必 要时，可适当提高氯化物的含量。但是氯化物含量不宜过高，过高了会使镀层产生毛刺。由 于阳极溶解较快，有一些镍金属以小颗料的形式脱离阳极进入溶液，与镍一起共沉积于层中 而引起的。可以增加阳极袋的层数用二层或三层涤纶布包扎阳极，从而减缓或消除毛刺出现3硼酸硼酸是镀镍液中缓冲剂，含量过低电镀时阴极膜中的PH值容易升高，导致形成金属的氢氧化物或碱式盐夹附于镀层内，从而使镀层产生针孔、粗糙和发雾等故障，所以镀镍液中 硼酸的含量，一般不应低于 30克/升。镀液温度大于50C时，HBQ含一应为40g/1以上。硼酸含量高对溶液的缓冲性能好，所以在连续

5、生产时，硼酸含量适当高一些是要以的， 但在间歇生产时，由于硼酸在室温下的溶解度较小，所以硼酸含量过高，由于停镀时镀液温 度降低硼酸会结晶析出，会使镀层出现针孔。二、常见故障的分析和纠正1、针孔针孔大多是气体一般是氢气在件上停留而造成的。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”。哪些因素会促使镍层产生针孔呢？镀前处理不良；镀液中有油或有机杂质过多；镀 液中有固体微粒；防针孔剂太少；镀液中铁等异金属杂质过多；镀液PH太高或操作电流密度过大；镀液中硼酸含量太少和镀液温度太低等都会导致镍由于没原因引起的针孔现象略有

6、不同，所以在分析故障时，首先要观察例如镀前处理不良，它仅仅是镀层的局部外表上的油或锈末彻底除去，造成这些部位上气体容易停留而产 生针孔，所以这种因素造成的针孔现象是局部密集的，而且是无规则的；镀液中有油或有机 杂质过多经起的针孔较多地出现在零件的向下面和挂具上部的零件；镀液中固体微粒生产的 针孔较多地出现在零件的向上面；防针孔剂太少造成的针孔在零件的各个部位都有；镀液中 铁杂质过多，PH值过高和阴极含量太少产生的针孔较多地出现在零件的下部；镀液温度过低造成的针孔是稀少的，也是零件各个部位都有可以出现的。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 部外表上有密集

7、的针孔，从现象来看，好似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，那么原来的针孔是镀前处理不良造成的，否则就是其他方面的原因。镀液的温度、 PH 值和阴极电流密度，比较容易检查，所以可首先检查和纠正。镀液中是否缺少湿润剂，假设 加入 ，湿润剂没有民入善，可能是镀液中的杂质或硼酸太少引起的，这就可按前 述的方法，用小试验分析故障原因，然后按试验所得的结果进行纠正。2.镀层结合力不好产生镀层结合力不好的原因有镀前处理不良，零件外表有油、氧化物等；清洗水中有油 或有六价铬；酸少化液中铜、铅杂质；电镀过程中产生双

8、性电极或断电时间过长；镀液中硼 酸少、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 规则地出现地零件的局部位置上；酸活化液中有铜、铅杂质时，在钢铁基体外表上，形成疏 松的置抽换层，这样造成的结合力不好多数发生在整个零件的外表上；双性电极造成的结合 力不好总是有规则地发生在确定的位置上，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，虽然也是出现在整个零件的外表上， 但它发生在镍层与镍层之间；镀液中硼酸少、铁杂质多、有机杂质多、光亮剂多或P 高造成的结合力不好较多地发生

9、在零件的尖端和边缘；镀液中有油较多的5. 镀层阴暗偶尔也有出现在中电流密度区或高电流密度区。低电流密度区镀层阴暗可能是镀液温度 太高，电流密度太小，主盐浓度太低；主光亮剂过多或镀液中有铜、锌杂质引起的，电流密 度区镀层阴暗可能是柔软剂太少，有机杂质过多或有一定量的铁杂质造成的；高电流密度区 镀层可能是镀液 PH 太高，柔软剂太少或镀液中有少量的铬酸磷酸盐及铅杂质引起的。此外， 镀前处理不良，镀件外表有碱膜或有机物吸附膜，或者底镀层不好也会导致镍层出现阴暗的 现象。分析这类故障，可以取镀镍液先做赫尔槽试验，假使多次试验，赫尔槽的阴极样板上镀 层状况良好，没有出现阴暗的现象，那么电镀时出现的故障，

10、可能是镀前处理不良可低镀层 不好造成的，应该认真检查电镀前的情况。假设赫尔槽试验所得的阴极样板上聘同低电流密 度区镀层阴暗，则可能根据前面提到的可能原因进行分析。6. 镀层脆性 镀液中主光亮剂过多或柔软剂走位剂太少，铜、锌、铁中有机杂质过多； PH 这高或 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，假设有碎料镍层脱落下来，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 10 微米左右，然后把镍层剥离下来，弯曲 180 度， 并用力挤压弯曲处，假设不断裂，表示镍层不脆，假使弯曲即断

11、，一般认为这种镍层是脆性 的。产生镍层脆性的原因，假设镀液 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软剂走位剂含量来改 善，所以光亮剂比例是否失调，可以通过补充柔软剂，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。广东达志化工的Ni-82主光剂与Ni-81走位剂，也就是柔软剂的消耗量都为100mlKAH，按此比便加入 就可以平衡，不会因添加剂的加入而导致的脆性。7. 桔皮状镀层 在光照下，镀呈现隐隐的波纹状现象称之谓桔皮状镀层。镀前处理不良，镀液中有油可 有胶类杂质，润湿

12、剂过多、异金属杂质过多或镀液中有未过滤的活性炭粉末等会产生桔皮状 镀层。8. 沉积速度慢，零件的深凹处镀不上镀层 这类故障除了偶尔真实电镀流密度太小而引起外，多数是镀液中有氧化剂存在，镀镍液 这些氧化剂能在阴极上复原，降低镀镍过程的阴极电流效率，甚至能排斥镍的沉积，使零件 的深凹处镀不上镀层，假设不是真实电流密度太小，那就可以用赫尔槽试验进行检查，假使 取故障液做赫尔槽试验所得的阴极样板的低电流密度区无镀区，高电流密度区出现黑色或灰 色条纹，说明镀镍液中有硝酸根扰；假使低电流密度区无镀层而高电流密度区镀层脆裂，这 可能是六价铬的影响，这时可以向试验液中加入 0.2克保险粉，搅拌 5分钟后再做赫

13、尔试验， 如用保险粉处理后，阴极样板明显好转，说明原镀液中有六价铬，应清除六价铬。有时光亮 剂中缺乏走位剂会使低 Dx 区漏镀或很薄。三、杂质的影响和去除1. 铜杂质的影响和去除 1影响 少量铜杂质使低电流密度处镀层灰暗、粗糙；较多的铜杂质使低电流密度处 镀层发黑，甚至出现海绵状的镀层。所以光亮镀镍液中，铜含量不允许超过0.01 克/升；普通镀镍液由于 PH 值稍高，允许量可高一些，一般不超过 0.3 克/升。2去除方法 少量的铜杂质，可以用低电流密度电解去除，电解的条件是：PH=2左右， Dk=0.1-0.3 安/分米 2 较多的铜杂质可以用亚铁氰化钠进行处理：2Cu2+Na4Fe(CN)6

14、Cu2Fe(CN)6 J +4Na127 304根据理论计算，2.4克Na4Fe(CN)6可以去除1克铜要质，实际处理时需要3克Na4Fe(CN)6,由于过量的Na4Fe(CN)6能与Na2+反应生成沉淀，所以不会产生新的不良影响。在向镀液中加入溶解好的亚铁氰化钠溶液时，需剧烈搅拌，时间约 30分钟，然后过滤除 去沉淀即可电镀。2. 锌杂质的影响和去除 1影响 锌杂质在 克/升之间，镍层亮而发脆；大于 0.06 克/升时，低电流 密度区镀层灰黑色，更高的含量镍层产生条纹和针孔。 2去除方法由于锌的电位较负，用电解法处理效果不显著，只有当极少量的锌存在时，才采用电解处理，电解的条件是：PH=4以

15、上，Dk安/分米2少量的锌杂质可以用“ BBI ”掩蔽剂进行掩蔽。如镀镍液中含锌 12.5-50毫克/升时，可用 0.82毫克/升的“ BBI ”掩蔽剂进行掩蔽。镀镍液中有较多的锌杂质存在时，一般用高的PH值处理。处理时，可先用 CaCQ或BaCO3提高镀液PH至5.5左右，再用NaOH或Ni(OH)2提高镀液PH至65-70E，搅拌30-60 分钟，静置后过滤，假设采用 CaCO3提高镀液的PH值，由于反应后生成的CaSQ在低温时 溶解度大0C时为0.75 ; 100C时为0.15，所以应趁热过滤，如待镀液冷却后过滤，则沉 淀的硫酸钙将重新溶解，这种溶解的硫酸钙，在加温电镀时将再结晶析出，使

16、镍层产生似针 状的粗糙。3. 铁杂质的影响和去除1影响 因为铁在PH>4.7时就能形成氢氧化物沉淀，并夹附在镀层中镀层产生粗 糙、针也和脆性，增大镀层的孔隙率，光亮度下降，所以在光亮镀镍液中，Fe3+含量不允许大于 0.08 克/升。2去除方法 去除铁杂质，一般用高PH处理，为了提高处理效果，应先加入 30%勺 双氧水1毫升/升，将一价铁氧化为二价铁，然后加热至 65-70°C，加入CaCO或CaSO提 高PH至5.5左右，搅拌30-60分钟，趁热过滤除去沉淀，再调整镀液 PH值和成分后，即可 电镀。4. 六价铬的影响和去除 1影响 六价铬会显著降低阴极电流效率，在六价铬含量达

17、 0.01 克/升时，阴极电 流效率约降低 5-10%含量更高时，低电流密度区镀不上镀层，高电流密度处镀层脆裂，严重 时整个阴极外表上得不到镍层。 2去除方法去除六价铬可以用保险粉法、硫酸亚铁法或高锰酸钾法等进行处理。 保险粉法：用保险粉将六价铬复原成三价格，然后提高PH值，使三价铬生成氢氧化铬沉淀而除去。iv丨加入适量的双氧水一般为毫升/升 30%的双氧水将过量的保险粉氧化成 硫酸盐。(v)调整镀液成份及PH值后试镀。 硫酸亚铁法：用硫酸亚铁将六价铬复原成三价铬，同时二价铁补氧化为三价铁，然后 提高PH值，使三价铬和三价铁教一成氢氧化物沉淀。2H2CrO4+6FeS2O4+6H2SO4=Cr

18、2(SO4) 3+3Fe2(SO4) 3+8H2OCr2(SO4) 3+6NaOH=2Cr(HO)3 J +3NaSQFe2(SO4) 3+6NaOH=2Fe(OH)3J +3Ha2SO4具体处理步骤如下：i丨用H2SQ调PH=3并将镀液加热至60-70 C；ii加入1克/升或更多的Fe(SQ)搅拌30-60分钟；iii)加入1毫升/升30%勺双氧水，将过量的Fe2+氧化为Fe3+;iv丨加碱CaCO和NaOH提高PH=6.2,搅拌60分钟，必要时可加入2-3克/升活性 炭趁热过滤；v)调整镀液成分及PH值后试镀。 高锰酸钾法：用高锰酸钾将三价铬氧化为六价铬，然后加入可溶性的铅盐，使生成铬酸铅

19、沉淀，过量的铅离子，用提高 PH值的方法，使生成氢氧化铅沉淀而除去。具体处理步骤如下：i)用HSO调PH=3并将镀液加热至60-70 C；ii加入溶解好的高锰酸钾浓溶液至紫色不消失，搅拌30分钟必要时可加入2-3克/升活性炭，趁热过滤；v调整镀液成分及PH值后试镀。5. 硝酸根的影响和去除 1影响 硝酸根对镀镍过程影响较大，它能显著降低阴极电流效率，少量的硝酸根， 能使低电流密度处镀不上镀层；稍多一些的硝酸根使镀层光泽差，高电流密度区出现黑色条 纹；更多的硝酸根使整个阴极外表镀不上镀层。镀镍溶液中的硝酸根可以有二笨胺硫酸溶液进行定性检验。 2去除方法 去除硝酸根，可以采用电解法，电解进选择适当

20、的条件极为重要，条 件选择得当，去除硝酸根的速度较快，反之，去除速度较慢，电解时间较长。电解去除硝酸根以低 PH 值和高温为好， 低 PH 值有利于硝酸根在阴极上的复原； 高温可 以使硝酸根复原产生的气体在溶液中的溶解降低，防止它溶入后重新污镀液，所以一般电解 去除硝酸根的条件为：PH=1-2;温度=60-70C阴极电流密度先用1-2安/分米2,然后逐渐降 低至 0.2安/分米 2，直至镀液正常为止。6. 有机杂质的影响和去除 1影响 有机杂质的种类很多，影响也各不相同，有的使镍层发雾、发花、变暗， 有的却使外长层亮而发脆，也有的使镍层产生针孔或产生桔皮状镀层。 2去除方法 双氧水 -活性炭处理 具体处理步骤如下：I丨用 H2SO4调 PH=3.5;ii丨加入30%的双氧水1-3毫升/升，将镀液加热至65-70C，搅拌30-60分钟；iii 在