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                鎳鐵合金鍍鎳光亮劑
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                純鐵鍍鎳:置換引起變色,發黃,找準問題“對癥下藥”

                文章出處:網責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2019-03-02 13:39:00

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                  功率繼電器磁路零件采用電鍍鎳的塗覆方式,以滿足磁路零件的防護性和耐磨性要求。

                  磁路零件基體材料是電工純鐵,電鍍方式為滾鍍鎳,鍍層厚度ω為3—5μm。

                  磁路零件電鍍工藝流程為:

                  沖裁一振光去毛刺一 熱處理 前處理 (化學除油一 電解除油——水洗一酸洗 水洗 )一鍍暗鎳—— 暗鎳 回收一 鍍亮鎳一亮鎳 回收一後處理(中和一水洗一熱□ 水洗 離心甩 幹一烘幹)一包裝一入庫。

                  由於沒有采用鍍銅打底,純鐵零件電鍍鎳後反復出現大批量的零件◆發黃問題。

                  電鍍鎳發黃的原因很多,常見的有後處理不當引起的水跡印發黃、鍍鎳液有機雜質汙染導致鍍層色澤偏暗發黃、零件存放的環境濕度大導致的腐蝕發黃,以及零件低電流密度區鍍層偏薄防護性較差¤導致發黃或生銹等。

                  對於鍍鎳層發黃問題業內人士有較多的研究,也比較容易分析和改善。

                  本文重點探討電鍍過程因鐵與銅發生置換反應導致置換銅氧化變色問題和振光去毛刺工序磨料殘留引『起的發黃問題。

                  01故障描述

                  故障現象1。

                  鎳鍍層表面局部呈淺紅色,外觀看起來象是銅氧化變色。

                  故障現象2。

                  鎳鍍層表面出現黃點或黃斑。發黃處經過稀鹽酸燙洗無法去除。

                  鍍層不良現象█見圖1

                  

                  02原因分析及解決措施

                  針對電工純鐵零件電鍍鎳後鍍層出現的故障現象,對不良樣品進行掃▼描電子顯微鏡(SEM)分析,查找產生的原因,根據不同的原因提出故障解決措施,分述如下。

                  1、故障現象

                  原因分析及解決措施

                  1) 測試。故障現象1表現為零件鍍鎳後表面局部出現淺紅色,而其它區〖域則為金屬鎳色澤即鎳鍍層的色澤。用掃描電子顯微鏡對鍍層中的淺紅色區域←進行分析,結果見圖2。

                  

                  圖2顯示,淺紅色區域除了測到基體鐵元素和鍍層鎳元素外,還檢測到銅元素。

                  說明淺◣紅色區域有銅元素,由於未經鍍銅,電鍍過程中有可能發生置換反應導致局部出現銅沈積,故把這類故障現象確定為鐵與ぷ銅發生置換反應,導致置換銅發生氧化變色現象。

                  2) 置換銅現象原因分析。

                  金屬的活性順序為:鉀、鈣、納、鎂、鑰、鋅、鐵、錫、鉛、(氫)、銅、汞、銀、鉑、金。

                  在金屬活動順序表中位置越後的金屬,金屬活性越弱,原子的還原√性越弱;而位置越前的金屬,金屬活性越強,原子的還原性也越強。

                  鐵元素排在◤銅元素前面,說明鐵的金屬活性比銅強,純鐵零件在電鍍生★產過程中發生了置換銅反應。

                  電鍍生產過程中使用銅材料的環節只有鍍槽的陽極桿銅棒和滾筒內的陰極■銅導線。

                  鍍槽陽極桿采用純銅實芯管制成,除與陽極鈦籃掛鉤接觸部位裸露外,其余部位均塗了掛具膠,且行車配備有接液盤,轉槽過程中不會出現鍍液或〗水滴在陽極桿上導致氧化腐蝕的現象。

                  因此,電鍍生產過程中基本不存在銅離子汙染鍍液的情況。

                  而滾筒陰極導線的導電部位也采用純銅材料空心銅管制作,使用前將銅管△壓扁S錫,非導電部位則外套塑料管,塑料管與銅管間存在縫隙,電鍍過程中鍍液會進人縫隙,銅導電頭被腐◎蝕溶解帶到鍍液中。

                  電鍍過程在未通電的情況下,純鐵零件與鍍液中的銅離⊙子會發生置換反應,以致零件表面出現置換銅現象。

                  3)置換銅現象解決措施。

                  針對純鐵零件入鍍槽尚未通電時可能發生置換銅反應,采取的解決措施,設計帶電入槽裝置,防止零件在接觸鍍液但未通電時發生置換銅反應。

                  為◥防止滾簡陰極導線銅管被腐蝕汙染鍍液,針對滾簡陰極導線存在的不足,改用可拆式導電頭陰極導線,非導電部位采用熱塑管包膠方式裹緊,防止鍍液進人腐蝕銅導線,導致發生罝換銅反應。

                  改進後經連續生產跟蹤和驗證,電工純鐵電鍍鎳置換銅問題得到解決。

                  2.故障現象

                  原因分析及解決措施

                  1) 測試。故障現象2零件鍍鎳層表面出現黃點或黃斑。

                  用掃描電子顯微鏡對不良樣品進行分析,黃點、黃斑等異常K域的表而形貌見圖3。

                  

                  由圖3可以看出,異常位置鍍層殘缺不全,有明顯異物夾雜。

                  同時異常區域的元素分析顯示,均能測到Si、Al等元素。

                  電鍍生產過程中無Si、Al等雜質汙染,而金工振光工序所用的陶瓷磨料含Si、Al等元素,因此,可以確定這類不良現象為振光工序磨料殘留造成鍍鎳層發黃。

                  2)原因分析

                  采用能譜№儀進一步分析零件發黃區域和正常無發黃區域。結果見圖4

                  

                  由圖4可以看出,發黃區▃域測出Si、Al等磨料元素,而正常未發黃區域只測出Ni和Fe,無其他元素。說明基體ξ表面喲不導電物質磨料夾雜,局部區域無鎳鍍層形成縫隙,縫隙裏殘留液體,導致基體腐蝕生銹泛出黃點、黃斑。

                  磨料異物汙染來源於除油及區毛刺工序,為出去零件表面沖裁油汙及毛刺,振光時加人除油粉及規定規格的陶瓷磨料,而後續清洗時未能將油脂粘附的ζ 磨料淸洗幹凈,導致陶瓷磨料異物在零件表面殘留,經高溫熱處理燒結後,電鍍前處理鹽酸洗未『能將其完全去除,最終導致鍍鎳後零件發黃問題。

                  3)磨料殘留造成鍍層發黃解決措施。

                  針對金工振光陶瓷磨料殘留引發的鍍鎳層發黃問題采取的解決措施為,將較容易磨損的陶瓷磨料史換為較耐磨的棕剛︽玉磨料;在金工振光後熱處理前增加超聲波除油淸洗,徹底去除零件表謝的油脂,防止振光後殘留在零件表面磨料異物經熱處理卨溫燒結後無法清洗千凈,導致電鍍鎳層出現發黃問題。

                  03結束語

                  對於純鐵基體零件電鍍鎳過程中因鐵與銅發生置換反應導致置換銅發生氧化變色問題,通過←帶電入槽和對滾桶陰極導線材料和結構的改進,置換▅銅現象得到解決。

                  對於金工振光去毛剌磨料異物殘留汙染導致鍍鎳層發黃問題,通過改變磨料和加強振光後熱處理前的清洗,可以有效解決鍍鎳發黃╲問題。

                  故障實例說明電鍍質量問題的解決也遵循“對癥下藥”的原則,只有先找準問題產生的真正原因,才能有效地消除弊病。

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