知識就是力量!史上最全電鍍加工常識100問答

2017-06-17 10:12 塑膠電鍍
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1.電解液為什么能夠導電?


答:電解液導電與金屬導體的導電方式是不一樣的。在金屬導體中,電流是靠自由電子的運動輸送的,在電解液中則是由帶電的離子來輸送電流。在電解液中由于正負離子的電荷相等,所以不顯電性,我們叫做電中性。當我們對電解液施加電壓時,由于強大的電場的吸引力,離子分別跑向與自己極性相反的電極。陽離子跑向陰極,陰離子跑向陽極。它們的運動使電流得以通過,這就是電解液導電的道理。


2.在電鍍過程中,掛具發熱燙手,是由于鍍液溫度太高造成的嗎?


答:掛具的發熱雖然與溶液的溫度有關系,但主要的原因是:

(1)通過掛具的電流太大。(2)掛具上的接觸不良,電阻增高而使掛具發熱。


3.控制電鍍層厚度的主要因素是什么?


答:控制電鍍層厚度的主要因素為電流密度、電流效率與電鍍時間。


4.黃銅鍍層與青銅鍍層是同一樣的臺金鍍層嗎?


答:不是,黃銅鍍層是銅和鋅的合金鍍層,青銅鍍層是銅和錫的合金鍍層。


5.法拉第定律是表示什么關系的,試述法拉第的第一定律和第二定律?


答:法拉第定律是描述電極上通過的電量與電極反應物重量之間的關系的,又稱為電解定律。法拉第第一定律:金屬在電解時所析出的重量與電解液中所通過的電流和時間成正比。(1)W=K*I*tW——析出物質的重量(g)K——比例常數(電化當量)I——電流強度(安培)t——通電時間(小時)法拉第第二定律:同量電流通過不同電解液時,則所析出金屬之重量與各電解液之化學當量成正比。(2)K=C*EC——比例常數。E——化學當量


6.為什么鍍件從化學除油到弱酸蝕(微蝕),中間要經清水洗凈?


答:因為通常的化學除油溶液都是堿性的,如果把除油溶液直接帶進酸腐蝕(微蝕)溶液中,就會起酸、堿的中和反應,降低了酸的濃度和作用。中和反應的生成物粘附在工件上,會影響鍍層的質量。故工件在化學除油后,一定要經清水沖洗干凈,才能進入酸腐蝕的溶液。


7.電鍍層出現毛刺、粗粒,通常是那些原因造成的,如何解決?


答:鍍層出現毛刺、粗粒,主要是鍍液受懸浮雜質污染所造成的。其來源是:空氣中的灰塵、陽極的泥渣、金屬雜質的水解產物。此外,還有鍍液成分不正常和操作條件不合要求等等。解決的辦法是:調正鍍液成分和操作條件。如果是懸浮雜質所造成,則應將鍍液過濾。


8.配制電鍍液的基本程序如何?


答:配制電鍍液的基本程序如下:(1)將汁量好的所需電鍍藥品先放入開料槽(小槽)內,再加入適量的清水溶解,注意勿將藥品直接倒入鍍槽內。(2)溶液所含的雜質,可以先用各種化學方法清除,并以活性炭處理。(3)已處理靜置好的溶液,濾入清潔的鍍槽中,加水至標準量。(4)調節好鍍液工藝規范(pH值、溫度、添加劑等)。(5)最后用低電流密度進行電解沉積,以除去其它金屬離子雜質,直至溶液適合操作為止。


9.為什么桂具要涂上絕緣材料?


答:掛具制造一般除掛勾和產品接觸導電部分外,其余均應涂上絕緣材料,以減少電流損耗和金屬損失,確保產品有效面積電鍍,提高有效電流,并使掛具耐用。


10.硫酸、鹽酸除銹效果怎樣?硝酸能否除銹?


答:產品除銹一般以采用濃鹽酸效果最好,能達到效率高,即使時間過長了些也不致產生過腐蝕,損壞基體金屬的現象。硫酸除去表面銹漬較好,但除銹很慢,而時間過長了又產生過腐蝕現象,對產品基體損壞較大。硝酸不能用于除銹,因其氧化性很強,遇金屬即進行氧化,產生大量的氧化氮劇毒氣體。


11.鍍前處理對電鍍層的質量有何影響?


答:從長期的生產實踐證明,電鍍生產中所發生的質量事故,大多數并不是由于電鍍工藝本身所造成。多半是由于金屬制品的鍍前處理不當所致。將別是鍍層的平整程度、結合力、抗腐蝕能力等性能的好壞,與鍍前處理的質量優劣更是密切相關。金屬制品在電鍍以前的表面狀態及其清潔程度是能否取得優質鍍層的重要環節。在粗糙的金屬表面,很難獲得平滑光亮的鍍層,而且鍍層孔隙也多,使防蝕性能減低。金屬表面如果存有某種油垢物,也不能獲得正常的鍍層。


12.在氰化物鍍液中,游離氰化物的定義是什么?


答:在氰化物鍍液中,未結合在絡鹽內的多余氰化物就叫做游離氰化物。例如在氰化鍍銅液中的游離氰化物就是形成[Cu(CN)3]=絡離子以外的多余氰化物。


13.在氰化鍍銅中,陽極產生鈍化,溶解不良,游離氰化物的含量為什么會升高?


答:在氰化鍍銅電鍍時,陽極溶解不良,雖然一部分氰根在陽極上氧化消耗了,但在陰極上由于銅氰絡離子的放電,產生了更多的游離氰根,而使鍍液中的游離氰化物含量升高。


14.酸性光亮鍍銅的陽極材料對鍍層質量有什么影響?


答:在酸性光亮鍍銅工藝中,若使用電解銅陽極,極易產生銅粉,引起鍍層粗糙,而且光亮劑的消耗快,所以應采用含有少量磷(0.1~0.3%)的銅陽極,可以顯著地減少銅粉。但若采用含磷量過高的銅陽極,則將使陽極溶解性能變差,致使鍍液中的銅含量下降。


15.鍍鎳液中,陽極面積縮小,陽極電流密度增加,這時溶液的pH值是上升還是下降?


答:溶液的pH值下降。這是因為陽極減少,電流密度增加,陽極發生鈍化而不溶解,陽極鈍化后,析出氧氣,溶液中H+增加,因而酸性增加,pH下降。


16.鍍鎳液中,要促進陽極溶解,應添加什么?加入多量的硼酸可以嗎?


答:要促進鎳陽極的溶解,應加入適量的氯離子。硼酸沒有促進鎳陽極溶解的作用。


17.光亮鍍鎳溶液要注意那些有害雜質的干擾影響?


答:光亮鍍鎳要注意:(1)工業原料不純。如硫酸鎳含有銅、鋅及硝酸根,陽極鎳板含有鐵等雜質;(2)生產過程的污染。如清洗不徹底,從產品或掛具帶進的銅、鉻。有機添加劑的分解產物。這些都是光亮鍍鎳的有害雜質,要注意排除。


18.鍍鎳套鉻后出現脫皮、撲落現象,主要是由于鍍前處理不良所造成的嗎?


答:鍍鎳套鉻后出現鍍層剝離現象,鍍前處理不良是一個因素,但不一定全是由于鍍前處理不良所造成,它與鍍液的狀況以及產生雙層鎳的現象有關。


19.為什么不能使用金屬鉻作為鍍鉻陽極?


答:鍍鉻不采用可溶性金屬鉻作為陽極,主要是它在鍍鉻過程中極易溶解。陽極金屬鉻溶解的電流效率大大地高于陰極金屬鉻沉積的電流效率。這樣,隨著電鍍過程的進行,勢必造成鍍液中鉻含量愈來愈高,致使無法實現正常的電鍍。而且以金屬鉻作為陽極,它主要以三價鉻離子形式溶解進入溶液中,使鍍液中的三價鉻離子大量積累。同時由于金屬鉻很脆,難以加工成各種形狀,所以不能用全金屬鉻作為陽極,一般都采用鉛或鉛合金來作為鍍鉻過程中的陽極。


20.鍍鉻層中產生部分棕色膜,這是什么原因?


答:鍍鉻層中產生部分棕色膜,主要是硫酸根不足所造成的。此外,槽液溫度過低或受雜質(如Cl-)干擾,也會在鉻鍍層中產生棕色的膜。


21.什么是電解?


答:當電流通過電解液時,在電極上發生的氧化還原反應使電解質在電流作用下被分解的過程就叫做電解。通電時電解質的陽離子移向陰極,并在陰極得到電子而被還原成新物質;陰離子移向陽極,并在陽極上失去電子而被氧化成新物質。有時在陽極上也發生電極材料的氧化作用。例如電解熔融的氯化鈉。NaCl→Na++Cl-陰極Na++e→Na陽極2Cl--2e→Cl2↑電解工業在國民經濟中起著巨大的作用,許多有色金屬和稀有金屬的冶煉,化學工業產品的制備以及電鍍、電拋光、陽極氧化等都是通過電解來實現的。


22.什么是電鍍?


答:借電解作用,在金屬制件表面上沉積一薄層其它金屬的方法,就叫做電鍍。電鍍包括鍍前處理(除油、除銹)、鍍上金屬層和鍍后處理(鈍化、除氫)等過程。用于防止金屬制品腐蝕,修復磨損部分,增加耐用性,反光性,導電性和美觀等。電鍍時將金屬制件作為陰極,所鍍金屬板或棒作為陽極,分別掛于銅制的極棒上面浸入含有鍍層成分的電解液中,通入直流電。在個別情況下,也有用不溶性陽極,例如鍍鉻時用鉛或鉛銻合金陽極。


23.何謂電流強度?


答:電流強度簡稱電流,是指單位時間內通過導體橫截面的電量。單位是安培,簡稱安(A)。


24.電流密度是什么?如何計算?


答:電流密度是指每單位面積的電極上的電流強度。電鍍上是以一平方分米為基本計算單位,所以,通過一平方分米電極面積的電流強度就稱為該電極的電流密度。陰極電流密度用DK表示,陽極電流密度用DA表示,單位是安培/平方分米,即A/d㎡。(國外也有用安培/平方英寸表示)。

例如鍍件總面積為50平方分米,使用的電流為100安培,則電流密度為100安培÷50平方分米=2安培/平方分米。陰極電流密度對鍍層質量影響很大,過高過低都會產生質量低下的鍍層。電流密度還直接決定鍍層沉積速度,影響生產效率。


25.什么叫做電流效率?


答:電流通過電鍍溶液在陰極上所析出金屬的重量,并不一定和電解定律(電解時電板上析出或溶解物質的重量與電流通過的電量成正比)理論計算的重量相符合,一般是比理論量少。這是由于電解時不單純地進行金屬離子放電還原成金屬,而且還進行別的副反應。例如氫的析出,就會消耗一定的電量。因此,要析出一定量的金屬時,其實際所需的電流比理論計算值要大。故按理論計算所需的電流值和實際需要的電流值之比,就叫做電流效率。電流效率愈高,電能的浪費愈少。


26.已知電流密度和電鍍時間,如何求得電鍍層的厚度?


答:首先根據鍍種得出該工藝的電流效率,同時查表得出該金屬的電化當量和密度(比重),然后按下公式進行計算:鍍層厚度d的計算公式(d:微米)d=(C×Dk×t×ηk×100)/(60×r);電鍍時間t計算公式(t:分鐘)t=(60×r×d)/(C×Dk×ηk×100);陰極電流密度Dk計算公式(Dk:A/dm2)Dk=(60×r×d)/(C×t×ηk×100);陰極電流效率計算公式:ηk=(60×r×d)/(C×t×Dk×100)C=電化當量(克/安培·小時)Dk=陰極電流密度(安培/平方分米)t=電鍍時間(分)ηκ=陰極電流效率(%)r=電鍍層金屬密度(克/厘米3)例:已知鍍鎳液電流效率95%,陰極電流密度為2.5A/d㎡,電鍍20分鐘后所得鍍層厚度是多少?查表得鎳的電化當量為1.095密度8.8;d=(C×Dk×t×ηk)/60r=1.095×2.5×20×95%×100/(60×8.8)=9.85um;


27.什么是陽極性鍍層和陰極性鍍層,對于鐵基體來說,鋅、銅、鎳、鉻、銅錫合金等鍍層是屬于那一類的鍍層?


答:按照鍍層金屬與基體金屬之間的電化關系來分類,可以將鍍層分為陽極鍍層和陰極鍍層,在一般的條件下,鍍層金屬的電極電位比基體金屬的電極電位為負時,叫做陽極鍍層,反之,叫做陰極鍍層。鋅鍍層的電極電位比鐵基體的電極電位為負,故鋅鍍層屬陽極性鍍層。銅、鎳、銅錫合金鍍層的電位比鐵基體的電位為正。故屬陰極性鍍層。鉻鍍層按標準電位來說,比鐵為負,然而因鉻鍍層易于純化,使電位趨向于正,所以也屬于陰極性鍍層。由于金屬的電位隨著條件的不同而發生變化,所以鍍層究竟屬于陽極鍍層還是陰極鍍層也可能發生變化。例如在一般條件下,錫鍍層對鐵來說是陰極鍍層,但是在有機酸中,它卻成為陽極鍍層了。


28.陽極鍍層和陰極鍍層對基體金屬的保護作用是怎樣的?


答:陽極鍍層的保護原理是基于鍍層的電位較基體金屬為負,它的電溶壓較大,就成為腐蝕電池中的陽極,從而延遲了基體金屬的腐蝕。即使在基體金屬有稍許暴露時,鍍層仍能起防護作用,所以,陽極鍍層上孔隙的多少,對防護性能的影響很小,就厚度而言,鍍層的厚度愈大,防護性愈強。陰極性鍍層對基體金屬只起純機械的隔離作用,沒有象陽極鍍層的電化保護作用,所以一定要在鍍層孔隙率很少的情況下才有保護作用,否則,在鍍層的孔隙或破損處,基體金屬將作為腐蝕電池的陽極,加速了基體金屬的腐蝕。一般鍍層的孔隙率隨著鍍層厚度的增加而減少,故厚度越大,陰極鍍層的保護性能也越強。


29.鍍件電鍍前一般的質量要求如何?


答:鍍件進行電鍍前一定要做到無氧化皮、無銹、漬、無油污,表面能完全被水潤濕,不掛水珠。


30.鍍件電鍍完畢之后,為什么要用清水沖洗干凈?


答:因為產品電鍍完畢出槽之后,表面及孔洞粘附有大量的鍍液,而鍍液本身通常都有一定的腐蝕性。如果不清洗干凈,會對鍍層及基體產生腐蝕,影響了產品的外觀及防護性能。故鍍件出槽后,應即用清水沖洗干凈,然后加以干燥。


31.生鐵鑄件為什么比其它鋼鐵零件難于電鍍?


答:鑄造出來的生鐵零件,其表面往往是凹凸不平及多孔的,在這樣的表面上只會得到粗糙而多孔的鍍層。此外,在生鐵的表面上,還存有游離的石墨,它不但影響到鍍層與基體金屬的結合,同時,在鍍層存有孔隙的情況下,它便成為腐蝕電池的陰極,使鍍層金屬迅速破壞,生鐵中的石墨,有時還具有降低氫超電壓的作用,造成氫容易在該處析出,阻礙了金屬的沉積,所以,鑄造的生鐵零件比其它的鋼鐵零件難于電鍍。


32.在氰化鍍銅中,游離氰化物不足時,應添加什么?加入氰化亞銅可以嗎?


答:在氰化鍍銅中,游離氰化物不足時,應添加氰化鈉(或鉀)。如加入氰化亞銅,則使游離氰化物進一步降低,銅鍍層變得結晶粗大和粗糙。CuCN+2NaCN=Na2Cu(CN)3


33.在配制氰化鍍銅液時,將粉末狀的氰化亞銅用溫熱的水溶解,然后加入鍍槽,這樣操作對嗎?


答:不對。因為氰化亞銅是難溶于水的。應將氰化亞銅溶于氰化鈉(或鉀)的溶液中,氰化鈉的量為氰化亞銅的1.15倍。


34.在氰化鍍銅溶液中,使用空氣攪拌合適嗎?


答:在氰化鍍銅溶液中,不宜使用空氣攪拌。因為空氣中的二氧化碳會與溶液中的堿反應生成碳酸鹽。過量的碳酸鹽會對銅鍍層產生不良的影響。CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O


35.硫酸鍍銅溶液中的硫酸,它有什么作用?含量的高低對鍍層有何影響?


答:硫酸鍍銅溶液中的硫酸有如下幾種作用:(1)防止銅的水解而形成氧化亞銅或其它堿式鹽類沉淀。(2)減低銅離子的有效濃度,使銅鍍層的結晶細致。(3)降低溶液的電阻,提高溶液的導電度,減少電能的消耗。(4)防止在高電流密度下產生粗糙或樹枝狀的鍍層。鍍液中硫酸含量一般為60~80克/升,含量太高或太低都不適宜,太多時它能使鍍層發脆,并降低硫酸銅的溶解度。太少時能造成鍍層粗糙,陽極鈍化及溶液的分散能力減低等故障。


36.硼酸在鍍鎳溶液中有什么作用,如果硼酸不足,將會出現什么情況?


答:硼酸是鍍鎳溶液的緩沖劑,起緩沖鍍液pH值的作用。當濃度達到31克/升以上時,才有顯著的作用,但不能過高,因為硼酸在常溫下的溶解度約40克/升左右。由于硼酸的緩沖作用,使陰極區溶液的pH值不致產生急劇的變化,因而能允許使用較高的陰極電流密度而不致在陰極上析出氫氧化物。它還具有提高陰極極化和改善鍍層性質的作用。但是它的含量過多會降低陰極電流效率。低于20克/升時緩沖作用很弱,而使鍍液的pH值變化加劇,影響電鍍層的質量,甚至使電鍍過程無法進行。


37.鍍鎳時,陽極附近電解液的pH值與陰極附近電解液的pH值那一個高,為什么?


答:是陰極附近電解液的pH值高。這是由于在電解過程中,陰極上析出氫氣而使pH值上升。2H++3→H2↑


38.鍍鋅后的鈍化膜層,白色鈍化與彩色鈍化層那一種的耐腐蝕性能好?


答:鍍鋅后的鈍化膜層,彩色鈍化比白色鈍化的耐腐蝕性能好。這是因為進行鈍白處理時,是將已經形成的彩色鈍化膜在漂白處理的溶液中溶解掉一層,使彩色鈍化膜變成白色。由于白鈍化膜層比彩色鈍化膜層薄,故耐腐蝕性能降低。


39.用碳酸鋇處理鍍鉻液中過多的硫酸,一克硫酸該用多少克碳酸鋇?


答:要除去1克的硫酸,理論上需要約2克的碳酸鋇。


40.新配制的純鉻酸溶液為什么鍍不出鉻來?為什么要進行電解處理后或加些老鍍液才能鍍出質量良好的鍍層?


答:新配制的純鉻酸溶液,如果沒有三價鉻和催化陰離子,是不易接在陰極電解還原的,鉻酸中的六價鉻離子不還原至三價鉻離子,也不還原為金屬鉻。電解的結果就相當于水的分解,在陰極上產生氫氣2H++2e→H2↑,在陽極上產生氧氣4OH--4e→2H2O+O2↑。所以鍍不出鉻來。當溶液加入硫酸后,它與溶液中的三價鉻生成復雜的帶正電荷的硫酸鉻[Cr4O(SO4)(H2O)4]2+,因硫酸根離子半徑小,電荷高,所以易被帶正電的硫酸鉻吸附,穿過堿式鉻酸鉻膠體粘膜,促使Cr離子能在陰極上放電析出金屬鉻。新配制的鍍鉻液中,由于沒有三價鉻,鉻就不易鍍上,故需要進行電解處理以產生三價鉻。加些老鍍液的目的也是使鍍液中含有一定量的三價鉻以利于金屬的析出。


41.金屬為什么要進行電鍍?


答:金屬在各種不同環境下使用時,由于外界介質在金屬表面上的化學和電化學作用而產生了金屬腐蝕。金屬腐蝕的結果,不僅是金屬本身的損失,而且由于金屬制品結構的損壞而失去使用價值造成人力物力的浪費,其價值比金屬本身要大很多倍。因此,在大量生產金屬和金屬制品的同時,就必須與金屬的腐蝕進行斗爭。電鍍工藝是增加金屬防護性能及改善金屬表面質量的最有效的方法之一。金屬制品進行電鍍就是為了保護金屬不受腐蝕、改善金屬制品的性能和增加制品表面的美觀。


42.何謂鍍液的pH值?


答:鍍液的pH值是指溶液的酸鹼度。我們知道,水是弱電解質,它也可以電離。水的電離度很小,在通常條件下,一千萬公升水中,只有一個克分子的水電離,也就是說,在每升水中氫離子和氫氧根離子濃度為1/100000000克當量,因此,可以說:在中性水溶液中,氫離子或氫氧根離子濃度為10-7克當量。氫離子是酸類的通性,氫氧根離子是堿類的通性,因此溶液中的氫離子濃度和氫氧根離子濃度直接反映了溶液的酸堿性。在中性溶液中,由于氫離子和氫氧根離子濃度相等,故溶液為中性。如果我們改變溶液的其中一種離子濃度,則溶液的性質就將改變。假如提高溶液中氫離子的濃度,則溶液將由中性變為酸性,如果將氫離子濃度提高10倍,則溶液中氫離子濃度為10-6,提高100倍則為10-5,依次類推;相反則降低10倍,其濃度為10-8,降低100倍則為10-9。pH值就是用10為底的對數的絕對值來表示氫離子濃度,也叫氫離子的指數。也就是說:當溶液中的氫離子濃度為10的負幾次方時,pH值就等于幾,當pH值等于7時,溶液的氫離子濃度為10-7,溶液為中性。pH由7至0變化時,溶液為酸性,pH由7至14變化時,溶液為堿性。


43.工廠常用來測定溶液pH值的方法有那幾種?


答:pH值是電鍍槽液的一個重要參數,對電鍍過程影響很大,故需要經常檢查鍍液的pH值。工廠常用來測定溶液pH值的方法有兩種:(1)試紙法:根據試紙變色,與已知pH值的色標相比較來確定溶液的pH值。其優點是方便簡單;缺點是誤差較大。這是工廠日常生產應用最廣的方法。(2)pH值測試儀:根據氫離子濃度對氫電極產生不同電位和一標準電極之間的電勢差,在電位計上顯示讀數。優點是準確度高;缺點是測試較復雜。


44.什么叫做直流電源?


答:直流電是電子以同一方向在正極與負極之間不斷流動的電流。電鍍中所用電源均為直流電,電壓一般為6至12伏。因電壓過低,不能自外界由輸電線路供給。通常取得直流電的方法為:(1)直流發電機;(2)整流器;(3)蓄電池。


45.電流表、電壓表應如何連接?


答:電流表即安培表是指示電路中電流通過大小的儀器,測量范圍小的電流表,一般可直接串聯在電路上,較大的(30安培以上)則需用一只分流器與電路串聯,電流表就接在分流器的兩端。但也有些5安培的電流表照樣需用與其匹配的分流器。電壓表即伏特表,是測量電壓的,一般與負載并聯,只要把它的兩根接線跨接在電路的兩極上,即可指示出讀數,電流、電壓表在聯接時須注意極性和量程。


46.電鍍槽電源的并聯接法如何應用?


答:電鍍槽電源的接法以并聯接法最為普遍。接法是每個鍍槽中的陽極及陰極分別直接與電源輸出的正極和負極連接。應用此種接法時,每槽中電流的多少,隨鍍槽的電阻大小而定,與并聯的其它槽的電阻大小無關,總電流等于各槽電流之和,各槽的電壓均相同,等于輸出的總電壓。


47.電鍍槽電源的串聯法如何應用?


答:電鍍槽的串聯接法是鍍槽中第一槽之陽極與第二槽的陰極連接,第二槽的陽極與第三槽的陰極連接,依此類推,第一槽的陰極與最后一槽的陽極與電源相接。如下圖:電流通過鍍槽的數量,是根據各槽的電阻而定,各槽內陰極面積相同時,則電流密度相同,陰極面積不相同時則電流密度也不同,沉積速度亦有差異,電路上的電流,處處相等。因為電流從電源一點起,除了通過這個電路之外,并無其它通路可以回到電源的另一點,因此電路上各點的電流必定相等??傠娮璧扔诟鞣蛛娮柚?,電阻串聯后,總電阻增大??傠妷旱扔诟鞣致冯妷褐?,所以在實際使用時,電源電壓要比各分路電壓高,才能使各鍍槽得到額定的電壓。這種接法的優點是節省設備。但缺點是必須在各槽內電極連接好后,電流才能通過,任何一極斷開,電流都不能通過。而且要求電源供電電壓較高,各鍍槽溶液特性及鍍件面積要相同,如果不相同則很難應用。


48.為什么氰化鍍銅液中的碳酸鹽會不斷產生?


答:任何氰化物鍍液在使用過程中都將逐漸累積碳酸鹽。這是由于氰化物的分解和空氣中的二氧化碳溶入鍍液所致。2NaCN+2H2O+2NaOH+O2(空氣)→2Na2CO3+2NH32NaCN+H2O+CO2(空氣)→Na2CO3+2HCN


49.怎樣除去氰化物鍍液中的碳酸鹽?


答:除去氰化物鍍液碳酸鹽的方法有:(1)冷卻法——在冷卻氰化鍍液的時候,碳酸鈉能從溶液中結晶而得以除去,冷卻溫度最好在0℃左右,時間8小時以上。在冬天時,可應用自然冷卻。應用冷卻法,金屬鹽的損失約為10%左右。冷卻法不適宜于除去碳酸鉀,因為鉀鹽的溶解度很大。(2)化學沉淀法——可采用硫酸鈣、氫氧化鈣氫氧化鋇等,它們的反應如下:CaSO4+Na2CO3→CaCO3↓+Na2SO4Ca(OH)2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOHBa(OH)2+Na2CO3→BaCO3↓+2NaOH應用硫酸鈉,使碳酸鈉成碳酸鈣沉淀,反應生成的硫酸鈣比碳酸鈉危害小,在酒石酸鹽氰化鍍液中,硫酸根的存在反而有利,硫酸鹽也可用冷卻法除去,這個方法可除去碳酸鉀。應用氫氧化鈣或氫氧化鋇的優點是反應后產生的氫氧化鈉,在一般溶液中是需要的。在不需要堿的場合下,則可在處理后用不溶性陽極電解處理或加入有機酸(如酒石酸)。(3)酸處理——應用酸與碳酸鹽反應成CO2氣體的原理;2H++Na2CO3→2Na++H2O+CO2↑應用的酸是酒石酸,生成的酒石酸鹽是有利的,應用這種方法必須有良好的通風設備。(4)稀釋法——這個方法是將溶液稀釋來減低碳酸鹽的濃度,這就將損失一部分溶液,只有在不得已的情況下才可使用。


50.氰化物鍍液中的碳酸鹽過多,會造成什么樣的故障。


答:氰化物鍍液在碳酸鹽過多的情況下,要造成下列的故障:(1)陽極極化作用增加。(2)陰極效率降低。(3)溶液的導電度減低。(4)光澤范圍縮小。(5)鍍層容易滲點。(6)鍍層易呈海綿狀(特別在鍍金或鍍銀溶液中)。(7)溶液的粘度增加,帶出損失增大。


51.光亮硫酸鹽鍍銅溶液中的雜質對鍍層質量有何影響?


答:在光亮硫酸鹽鍍銅溶液中,金屬雜質的影響比其它電鍍溶液少。很多的金屬離子由于外界帶入或基體金屬的腐蝕(如鐵、鎳、鋅)逐漸在鍍液內累積,由于銅的電極電位較正,在強酸性溶液中,它們的存在,不足以造成共沉積的條件,因此影響也不大。但鐵、鎳的存在會降低溶液的導電度,在含量高時會使鍍層粗糙。砷、銻的電位與銅相接近,能與銅共沉積,而使鍍層粗糙變脆。鉛在溶液中能沉淀而出,影響不大。某些有機雜質也常常引起鍍層發脆。


52.為什么用低電流密度電解除去鎳液中的微量金屬時,攪拌能提高除去雜質的效率?


答:用電解法除去鍍鎳液中的雜質時,進行攪拌,能使雜質與陰極有更多的接觸機會,故能提高去除雜質的效率。


53.鋅壓鑄件去油時,為什么不能在高溫的強堿下浸漬?


答:因為鋅是兩性金屬,它易溶于酸,也易溶于堿。在高溫強堿中鋅溶解很快,所以鋅壓鑄件不能在高溫的強堿中浸漬除油。


54.在某鍍鎳溶液中,通入鍍槽的總電流為400A,通電時間共15分鐘,假如電流效率為95%,共析出金屬鎳多少克?


答:根據電解定律,鍍層重量(m)應為:m=K?I?t?ηk根據上述公式并查得鎳的電化當量K為1.095克/安培?小時。在上述條件下,可析出金屬鎳104克


55.測定鍍鉻溶液的電流效率時,通過電流20A,經2小時在陰極上析出金屬鉻的重量為1.8克,求該鍍鉻液的電流效率?


答:根據電解定律,鍍層重量(m)應為:ηk=K?I?t?m根據上述公式并查得六價鉻的電化當量K為0.324克/安培?小時。在上述條件下,該鍍鉻液的陰極電流效率為13.9%


56.重鉻酸根在陰極上還原至三價鉻的反應,為什么在沒有催化陰離子時,一瞬間就停止了?


答:鍍鉻溶液在沒有催化陰離子的情況下,接通電流時,陰極上有氫氣析出,同時部分還原為三價鉻。由于氫的析出,陰極區pH上升,三價鉻立即在陰極上生成堿式鉻酸鉻〔Cr(OH)3Cr(OH)CrO4〕薄膜。它是帶正電性的分散膠體,將陰極表面包封住。這層膜很緊密,只能讓氫離子透過而發生下列反應2H++2e→H2↑而重鉻酸根卻不能透過這層薄膜,所以鍍鉻溶液在沒有催化陰離子時,重鉻酸根在陰極上還原成三價鉻的反應,一瞬間就停止了。


57.鍍鉻液的硫酸根在電極反應過程中起什么作用?


答:鍍鉻液中的硫酸根,能與溶液內的三價鉻生成復雜的硫酸鉻〔Cr4O(SO4)4(H2O)4〕++陽離子。這種陽離子跑向陰極促使堿式鉻酸鉻薄膜溶解,使鉻酸根離子能在陰極上放電而析出金屬鉻。所以要使零件鍍上鉻,必須在陰極表面生成一層由三價鉻和鉻酸根組成的粘膜,這層粘膜還得在硫酸鉻陽離子的作用下不斷溶解。這樣,粘膜不斷地生成,不斷地溶解,周而復始,鍍鉻的過程才能實現。


58.鍍鎳層為什么會產生針孔?它有什么危害?


答:針孔是鍍鎳過程中最常見的故障,所謂針孔,是目力所能見到的細孔。針孔的產生是由于在陰極表面留有氣泡,造成絕緣,使金屬在該處不能沉積,而在氣泡旁邊的周圍則繼續增厚,以后氣泡逸出或破裂,在該處留下凹陷的痕跡,這樣就形成針孔。針孔有的直達至基體金屬或至鍍層中部為止,或逐漸為鍍層封閉。如針孔直達基體金屬,則基體金屬與大氣接觸,易被腐蝕。如針孔止于鍍層中部,則雖不致于立刻被腐蝕,但總是鍍層的弱點,耐腐蝕性能降低,也影響了鍍層的美觀,在拋光后有拉延的痕跡,使故障更為顯著。


59.產生針孔的條件是什么?是否產生氣泡就會有針孔形成?


答:針孔的產生主要是由于氣泡滯留于鍍件表面而造成的,但產生氣泡并不一定有針孔形成。因為形成針孔必須有兩個條件;第一要有氣泡(主要是氫氣)產生;第二所產生的氣泡,能吸附于鍍件上。如果產生的氣泡不能在鍍件表面上滯留,則不會產生針孔。如氰化鍍銅及鍍鉻等,在電解過程中,它們都產生大量的氫氣泡;但它們產生之后,都急劇溢出液面,難于在鍍件表面上滯留,故極少會形成針孔。


60.如何消除鍍層中的針孔?


答:針孔的故障是一個相當復雜的問題,因操作條件或溶液成分不合規范而產生針孔,則補救尚易,只需改改操作條件或調整溶液成分使之適合要求便可能解決。如因溶液有雜質(金屬雜質或有機雜質)的污染而產生針孔,則必須找出其根源,對癥下藥,才能得到解決。在沒有雜質的情況下,一個簡單而有效的方法為加入防針孔劑,在光澤性鍍鎳中可加入潤濕劑如十二烷基硫酸鈉,用量為0.01~0.05克/升。在普通鍍鎳中,可在每天工作完畢之后加入雙氧水0.1毫升/升。加入后將溶液予以徹底攪拌。在雙氧水(或其它氧化劑)的存在下,本來H+在陰極還原成H2的反應由氧化劑在陰極上的還原而取代之,使氫氣泡無以產生,針孔亦可避免。但鍍液內如含有過多的雜質,則這些措施的效果亦受到影響,甚至無效,這時就應對鍍液進行凈化處理。


61.何謂分散能力和深鍍能力?


答:分散能力是指鍍層在零件上厚薄分布的情況。鍍層厚度在零件各部位分布均勻稱分散能力好,反之為分散能力差。深鍍能力又叫遮蓋能力,是指在零件各部位鍍上金屬層的情況,而不研究其厚度分布情況。它與分散能力是兩種概念,不要混淆在一起。但它們之間亦有一定的聯系,一般來說分散能力好則深鍍能力也好,而深鍍能力不好,則分散能力亦不好。


62.影響分散能力的因素有那幾個方面?


答:影響分散能力的因素主要有:幾何因素和電化學因素。幾何因素主要是指鍍槽的形狀、陽極的形狀、零件的形狀以及零件與陽極的相互位置、距離等。其要素是尖端放電、邊緣效應、陰陽極的距離等,它主要是影響電鍍的電流分布。例如鍍鉻時往往要考慮如何裝掛零件,用什么陽極及陽極的位置等,這都是為了改善電流的分布,提高分散能力。電化學因素包括極化作用、電流密度、溶液的導電度以及電流效率等。一般來說,提高陰極極化作用,可改善分散能力。提高電流密度,能增加陰極極化作用,改善分散能力。當提高溶液的導電度不嚴重降低陽極極化作用時,可提高分散能力。電流效率若隨電流密度升高而降低時,降低電流效率可提高分散能力。


63.怎樣才能取得均勻的鍍層?


答:取得均勻鍍層的方法,除了選擇合理的溶液成分、改進配方外,合理的操作、裝掛零件及采取一些特殊的措施,在生產中是非常重要的,通常使用的方法有:①沖擊電流:在電鍍開始用較大的電流(比正常電流大2~3倍)進行短時的沖擊電鍍。②合理裝掛零件:使零件處在最佳的電流分布狀態下,同時又不使析出的氣體停滯在零件的盲孔、低洼部分。③根據可能調節陰、陽極之間的距離,縮小陰極不同部位(即零件的凹凸部分)與陽極之間的距離比。④利用“象形”陽極來改善電流分布。⑤利用保護陰極和屏蔽保護來降低電力線集中部位的電流密度。


64.什么是輔助陽極?


答:在電鍍各種產品、零件過程中,一些形狀復雜,又需要均勻鍍上鍍層或內孔要有鍍層的管狀零件等均要在低電流密度區另加陽極以盡量使電流均勻分布,這種另加的陽極就叫做輔助陽極。如水管鍍鋅內孔使用鐵輔助陽極等。


65.什么是保護陰極?


答:在電鍍中對一些陰極電流操作范圍較窄的鍍種或形狀較為復雜的零件,為防止邊角燒焦,在零件的尖端處或鍍槽陰極兩端焊(或掛)上金屬保護線,以分散陰極上的電流。這種金屬保護線就叫做保護陰極。


66.析氫對電鍍有何影響?


答:析氫在電鍍過程中,幾乎是不可避免的。析出的氫滲入鍍層和基體金屬產生氫脆,影響零件的機械性能。如果析出的氫以氣泡形式停留在零件表面,則會造成鍍層的孔隙和麻點。消除的方法是加入氧化劑、濕潤劑及鍍后除氫處理等。有機雜質的存在對氫有吸附作用,使氫氣泡滯留在陰極表面不易逸出,則更易出現針孔和麻點。加強鍍液攪拌,對減少氫氣在鍍件上滯留會有一定的作用。


67.在除油工藝中,有機溶劑(三氯乙烯等)適宜于除去什么油脂?


答:宜于除去零件上的非皂化類的礦物油脂。工業上的油脂,按其來源可分為動、植物油和礦物油。動、植物油在堿性條件下,發生皂化反應,所以又叫做“皂化油”;礦物油無此作用又叫“非皂化油”。皂化類油脂可以用堿很好地除去,非皂化類油脂因不和堿起化學作用,故不能用堿把它們除去。而有機溶劑能很好地溶解非皂化類的油脂,所以它們最適宜于除去非皂化類的礦物油脂。


68.試述電解除油的原理?


答:電解除油時,不論零件作為陰極還是陽極,其表面都大量的析出氣體,這個過程實質是水的電解:2H2O=2H2↑+O2↑當工件作為陽極時,其表面上進行的是氧化過程并析出氧氣:4OH--4e=O2↑+2H2O當工件作為陰極時,其表面上進行的是還原過程并析出氫氣:4H2O+4e=2H2↑+4OH-電極表面上大量氣體的析出,對油膜會產生強大的沖擊和乳化作用。當把粘附有油膜的工件浸入堿性電解液時,由于油與堿液界面張力減少,油膜產生了裂紋。與此同時,電極由于通電而極化,電極極化雖然對非離子型油類沒有多大作用,但是它卻使金屬與堿液間的界面張力大大降低,因此很快地加大了二者的接觸面積,從而排擠附著在金屬表面上的油污,使油膜進一步破裂成小油珠。由于電流的作用,在電極上生成了小氣泡(氫氣或氧氣),這些氣泡很易于滯留在油珠上,新的氣體不斷產生,氣泡就逐漸變大,在氣泡升力的影響下,油珠離開金屬表面的趨勢增大,當氣泡的升力足夠大時,它就帶著油珠脫離金屬表面跑到液面上來了。由此可見,堿性溶液中的電化學除油過程是電極極化和氣體對油污機械撕裂作用的綜合過程。


69.電解除油與化學除油比較有什么特點?


答:電解除油溶液的組成和化學除油溶液大致相同。電化學除油的速度常較化學除油的速度高,油污清除得更干凈。電化學除油液中的堿度可以比化學除油時降低一些,因為此時皂化作用不是主要的,另外也不必添加乳化劑。若使用乳化劑,則它們會形成大量泡沫浮在溶液表面上,因而阻礙氫氣和氧氣的順利逸出。當電接觸不良而打火時易造成爆炸事故。為保證電鍍層質量,在零件入槽電鍍前,多采用電化學除油。


70.陰極電解除油與陽極電解除油有什么不同?


答:電解除油在陰、陽極上都可進行,陰極除油與陽極除油特點各不相同。陰極除油的特點是:析出的氣體為氫氣,氣泡小、數量多、面積大,因而除油效率高,不腐蝕零件;缺點是:產生氫脆,有掛灰。陽極除油的特點是:無氫脆、無灰渣;但缺點是效率低,對有色金屬腐蝕性大。


71.應如何選用電解除油工藝?


答:由于陰極或陽極電解除油具備不同的特點,故決定電解除油工藝時,必須根據零件的材料、性質、要求而選擇。①無特殊要求的鋼鐵零件,一般可先用陰極除油5-7分鐘,然后陽極除油2-3分鐘。這樣可以綜合陰、陽極除油的優點,而克服它們不足的地方。②對彈性大、強度高和薄壁零件,為了保證其機械性能,一般都不用陰極除油,可用陽極除油。③對在陽極上易溶解的以有色金屬為材料(如銅或銅合金)的零件,則采用陰極電解除油。除油后若需要進行陽極電解除油以除去掛灰時,應注意電解時間要短,以免造成零件發生腐蝕。


72.電解除油通常采用多大的電流密度?


答:電解除油時提高電流密度能加快除油的速度,但當電流密度大到一定的程度后,除油速度增加并不那么快,反而造成槽電壓過高使電能消耗增大。在生產中電流密度一般控制在5-10安培/平方分米。


73.如何檢查除油的質量?


答:零件的除油質量按其表面被水潤濕的程度來決定。檢查的方法是:將除油后仔細沖洗過的工件,浸入冷水中,然后小心地從冷水中取出,保持垂直狀態或45度角。如果此時表面的水膜有斷裂處,即有不沾水的地方,則可知工件表面的油污未完全除凈。只有工件表面上的油污完全除凈時,整個表面才能附上均一的水層。


74.三價鉻對鍍鉻過程有什么影響?


答:在鍍鉻過程中,由于鉻酐在陰極上還原,鍍鉻電解液在鍍鉻時產生三價鉻是不可避免的。新配制的鍍鉻液在開始電解時,其三價鉻濃度從零值逐漸增加,最后由于三價鉻在陽極上氧化而達到平衡。三價鉻是生成膠體膜的主要成分,但是也必須含量適當才能獲得質量良好的鉻層。三價鉻含量過高,生成的膠體膜很致密,獲得光澤鍍層的范圍縮小,得到的鍍層灰白和粗糙,和硫酸含量低或溫度低時所得到的鍍層相似,當三價鉻含量過低時,生成的膠體膜不連續,使鍍層不均勻,有的地方甚至沒有鍍層,和硫酸含量過高的現象一樣。在正常工作的鍍鉻電解液中,三價鉻濃度介于1~3克/升(以Cr2O3計)間。三價鉻的濃度決定于陽極電流密度與陰極電流密度之比,最好使這個比值等于0.5,也就是陽極面積比陰極面積大一倍。


75.鍍鉻液中的三價鉻含量過高,應如何除去?


答:要減少鍍鉻液中三價鉻的含量,必須在小的陰極表面和最大的陽極表面,用大的電流強度來進行電解,三價鉻在陽極上氧化至六價鉻具體的方法是:將溶液熱至80℃,以細的鐵棒作為陰極,陽極面積為陰極面積的十至數十倍,陽極電流密度為1.8~2A/d㎡。電解時間視三價鉻的含量多少而定,溫度越高,除三價鉻的效果越好。


76.鍍鉻溶液中的金屬雜質對鍍鉻過程有何影響,如何處理?


答:鍍鉻電解液中的金屬雜質常見的為鐵、銅、鋅等金屬離子。由于鍍鉻時鐵及銅件落入鍍槽,以及鍍件坑洼及內孔處鐵被溶解的結果,使鍍鉻液難免有鐵、銅等雜質存在。鐵的最高允許含量為8克/升,銅的最高允許含量為5克/升,鋅的最高允許含量為3克/升,含有大量鐵時的電解液的特征,是難于保持電流的穩定性,電流不斷地變動,因此就不能確定鍍取光澤鉻層的工作規范。而且鐵的含量高時,同三價鉻的作用一樣,它降低電解液的電導,惡化分散能力,使鍍取光澤鉻層的工作范圍縮小,只是它的作用比三價鉻弱一些而已。除去鍍鉻電解液中的鐵雜質,遠不如除去三價鉻那樣容易。用化學法煩雜而且效率不高。當前有用強酸性陽離子交換樹脂除鐵的,其效果不錯。其它金屬雜質如銅、鋅、鎳、錫等也與鐵的影響相似。


77.鍍鉻電解液中若含有氯離子,會產生什么樣的影響,如何除去?


答:鍍鉻電解液中的氯離子來源于自來水含氯量過高或工件用鹽酸浸蝕后清洗不干凈所致,氯離子含量高于0.3~0.5克/升時,則溶液的電流效率和深鍍能力降低,鍍層發暗起花斑,針孔,抗蝕能力降低。氯離子的去除尚無好的辦法,可以采用電解處理,但很難徹底除去,所以應盡量避免帶入。為了防止氯離子的干擾,應注意鍍鉻電解液用水的水質,不要將大量的氯離子帶入鍍液,特別是枯水期海水倒灌時更要注意。鍍件入槽前應使用稀硫酸浸蝕,不要使用鹽酸。


78.鍍鉻電解液的濃度及其特性、用途如何?


答:鍍鉻電解液的濃度通常分為高、中、低三類,其特性與用途如下:低濃度電解液:鉻酐含量約在150克/升以下,它允許采用高的電流密度(60~70A/d㎡)電流效率高(16~18%),分散能力比其他鍍鉻電解液高,鉻層硬度高,獲得光亮鍍層的溫度和電流密度范圍狹窄,電解液的帶出損失少。適用于外形簡單的零件鍍硬鉻。高濃度電解液:鉻酐含量約350克/升,允許采用較低的電流密度(15~25A/d㎡),電流效率低(10~12%),分散能力低,深鍍能力好,工作范圍寬,電解液穩定,鍍層較軟,裂紋網不顯著。因鍍液濃度高,帶出損失較大。這類電解液適合于各種形狀零件的裝飾性鍍鉻。中等濃度電解液:鉻酐含量約250克/升,其特點介于高低濃度之間。例如采用中等的電流密度(25~50A/d㎡),電流效率(13~15%),分散能力中等,工作范圍寬,電解液成分穩定,鍍層性能良好。適用于簡單和復雜形狀零件的裝飾性鍍鉻。以上三種濃度的電解液,以中等濃度電解液應用較普遍。


79.氟硅酸根離子在鍍鉻電解液中有什么作用?


答:氟硅酸根離子在鍍鉻過程中起著與硫酸根離子相類似的作用,除此之外,它還具有某些方面的特點。例如鉻層容易鈍化,在鍍鉻過程中因電流中斷或進行二次鍍鉻(不另加其它措施)時,所獲得的鍍層為乳白而無光澤。但是在有氟硅酸根離子存在下,它具有使鉻層表面活化的作用,當電流中斷或二次鍍鉻時,仍能獲得光亮的鉻層。又如小零件滾鍍鉻,如果在一般標準鍍鉻液內進行,就難于獲得光亮的鉻層,滾鍍鉻液內通常含有氟硅酸根就是這個道理。一般采用氟硅酸或氟硅酸鈉來提供氟硅酸根離子。氟硅酸根離子另一特點是能在低溫(18~25℃)低電流密度(2~2.5A/d㎡)下獲得光亮的鉻層。當溫度達45℃時,可獲得光亮鉻層的電流效率為19~21%,而在標準鍍鉻液中則為13%。含有氟硅酸根離子的電解液,隨著溫度上升,其工作范圍比含有硫酸根離子的電解液為寬。氟硅酸根離子的主要缺點是對工件、鍍槽、陽極的腐蝕性大,槽液維護要求高。當鍍液含有3克/升以上的鐵離子時,就會嚴重影響鉻層的光澤與鍍液的分散能力,降低工作范圍及電流效率。因此若以氟硅酸根離子完全代替硫酸根離子的鍍鉻電解液,由于上述的缺陷,不能長期很好地生產。而采用氟硅酸根和硫酸根離子配合的鍍鉻電解液,應用較廣。


80.鍍鉻工藝過程有什么特點?


答:鍍鉻過程除了與其它鍍種具有共同點外,還有其許多特殊的地方:①鍍鉻電解液的主要成分不是金屬鉻鹽,而是具有強氧化性的鉻酸。②電流效率很低,一般為13~16%,最高只能達到23%左右,因而在鍍鉻過程中氫氣大量析出,帶出有毒液霧,需要有良好的吸風裝置和采用鉻霧抑制劑。③溶液中必須添加少量外加的陰離子,如SO42-、F-、SiF62-等,還要在電解液中維持一定量的三價鉻。④分散能力低,對于形狀比較復雜的零件,必須采用象形陽極、保護陰極等,才能得到良好的鍍層。⑤采用的電流密度很高,有時比一般鍍種的電流密度高幾十倍。鍍鉻過程的槽電壓也較高,常常需要采用12伏以上的電源,而其它鍍種用6伏的電源也就可以了。⑥溫度和電流密度的控制要求嚴格,兩者之間還要緊密配合。電流密度固定,溫度只能變動1~2℃,溫度固定,電流密度變動2~3A/d㎡。⑦鍍鉻所用陽極不是金屬鉻,而是采用鉛、鉛錫合金或鉛銻合金等不溶性陽極。⑧因鉻層容易鈍化,在一般情況下電鍍過程中不允許中途斷電。以上幾點,反映了鍍鉻生產中的一些特點,也就是它的特殊性。這種特殊性構成了鍍鉻過程區別于其它電鍍過程的特殊本質。但是,鍍鉻是電鍍的一個鍍種,它當然也具有電鍍的一般規律,我們應當從生產實踐出發,逐步地研究和了解鍍鉻的全過程,了解和掌握鍍鉻過程的特殊和普遍的規律,使其更好地為生產服務。


81.何謂磨光?


答:磨光是借助磨光輪上的磨料以切削零件表面的一種機械加工過程。粘結在磨光輪工作面上的磨料的細小顆粒,具有銳利的棱面,當磨輪高速旋轉時,它就切下制品表面的細小的金屬屑,從而提高了制品表面的平整度和光潔度,去掉表面的各種宏觀缺陷,如腐蝕痕、劃痕、毛刺、焊縫、砂眼和銹等。


82.磨光輪是怎樣制成的?


答:磨光輪是用棉布和其他纖維織品(如特種紙、皮革、呢絨、毛氈等)的圓片,外面包以牛皮,用壓制法、膠合法或縫合法制成。不同材料制成的磨輪,具有不同的柔軟性和彈性。磨輪上的磨料的粘結方法:一般是將膠合劑(如骨膠和皮膠)膠粒碾碎,在潔凈的冷水中浸泡6~12小時,使膠浸發,并按適宜的膠和水比例加水,然后在水浴中65~70℃下蒸熬至溶融狀態。煮膠時不宜直接加熱,因太高溫度,會使膠發生分解,而失卻膠合性能。磨輪涂上膠后,立即在盛有金剛砂粉的盆或槽中加壓慢慢滾動,使金剛砂被膠粘劑牢固地粘在磨輪表面上。待干透后即可應用。磨輪粘砂的質量,對生產效率、使用壽命及生產質量影響很大,其關鍵是配制膠水和粘結操作。膠水的濃度視金剛砂號數而定,砂粒越粗,使用膠水濃度越高。砂粒越細,膠水濃度越低。例如粘結100~180號砂用的牛皮膠,其濃度為30%左右。


83.如何選用磨光輪?


答:選擇磨輪時,應考慮到金屬的硬度及形狀,對于材料硬和形狀簡單的零件,應采用較硬的輪子(如氈輪)。對材料軟(如銅、鋁以及其合金)和形狀比較復雜的零件,應采用彈性大較柔軟的磨輪(如布輪)。在磨光時,正確選擇磨光輪的轉速甚為重要,生產實踐表明,磨光時磨輪的轉速一般應控制在1200~2800轉/分。零件形狀簡單或鋼鐵件粗磨時,可用較大的轉速,而零件形狀復雜或磨光有色金屬(銅、鋅、鋁)以及其合金的,要采用較小的速度。


84.磨光材料有那幾種,應如何選用?


答:磨料是金屬表面切削和修平過程中的主要材料。在實際生產中,常用的磨料有人造金剛砂、剛玉、金剛砂、硅藻土、石英砂和浮石等。人造金剛砂——具有很高的硬度和較小的韌性(對比其他磨料)主要用于粗磨及磨光低強度金屬(如生鐵、黃銅、青銅等)的磨光。剛玉——有人造的和天然的兩種。剛玉中的鋁礬土Al2O3含量越多,其硬度就愈高。剛玉是利用磨輪進行粗磨的較好材料,它比人造金剛砂的韌性大。剛玉的顆粒是多面的,顆粒的尖棱較人造金剛砂的尖棱為鈍。適用于磨光較韌和具有較大抗斷強度的金屬,如淬火鋼,可鍛鑄鐵,錳青銅等。金剛砂——具有中等硬度和極好的韌性,適用于所有金屬的磨光。硅藻土——具有不太銳利的切削面和極好的韌性,可修平金屬表面的劃痕和刮傷等缺陷。它是通用的磨光、拋光材料。石英砂——具有中等硬度的顆粒,它沒有銳利的切削面,其韌性也很好,是通用的磨光和拋光材料。浮石——它的硬度很差、也較松脆,適用于磨、拋木材、皮革、橡膠,塑料和玻璃等。根據以上各種磨料的性質,歸納起來,在磨硬的金屬制品時,宜用人造金剛砂、剛玉或金剛砂,再用細粒金剛砂、浮石、石英粉等進行細磨。而磨光較軟的金屬制品時,一般用硅藻土和浮石。


85.何謂拋光?


答:拋光是用較軟的材料(如布質、亞麻布、絲綢等圓片層疊而成)制成的拋光輪與拋光膏對零件表面進行平整的機械加工過程。拋光用于制品鍍前的預加工,在于使制品表面的細微不平得到進一步改善,從而提高了制品的表面光潔度,也可用于鍍后鍍層的精加工,使鍍層表面獲得裝飾性外觀,并提高零件的耐蝕性。零件在拋光過程中,使金屬表面得到整平,但沒有明顯的材料損耗,如零件鍍后拋光,其損耗量只為鍍層重量的5~20%。拋光輪有布輪和氈輪等。輪的大小視生產零件的特征和要求而定。拋光輪的圓周速度一般為20~35米/秒。


86.拋光膏有那幾種,如何選用合適的拋光膏?


答:在拋光輪旋轉的過程中,在拋光輪表面上均勻地涂上一層薄薄的拋光膏,以除去制品表面的輕微不平。拋光膏是把拋光材料(如硅藻土、石英砂、浮石、鐵丹、維也納石灰和氧化鉻等)與一些粘結劑(如硬脂酸、石蠟等)一起制成油膏的形式使用。拋光膏一般分為白色、紅色、綠色三種,根據拋光制品的材質不同,應選用不同的拋光膏。白色拋光膏——是用無水和純度較高的氧化鈣和少量的氧化鎂及一些粘結劑所組成。適用于拋光較軟的金屬(如鋁、銅及其合金等),也適用于塑料的拋光。紅色拋光膏——是用氧化鐵紅(Fe2O3)粉末和一些粘結劑所組成,Fe2O3具有中等硬度,所以適用于拋光鋼鐵制品及磨后油光用。綠色拋光膏——其磨料為氧化鉻,是一種硬而銳利的粉末,適用于拋光硬質合金鋼、鉻層和不銹鋼。


87.磨光與拋光機使用時應注意些什么?


答:磨光與拋光機使用時應注意如下幾點:

(1)在開機前,必須先把磨輪或拋光輪裝置牢靠,并先打開吸塵機。

(2)開機后,應檢查輪軸轉向,切莫反轉,以免造成磨輪或拋光輪從軸上飛落傷人。

(3)制品在磨、拋時,應緊握制品或制品夾具,并輕輕地壓住磨輪或拋光輪,位置要正確(制品壓住拋、磨輪位置要與輪軸同一水平面)以免制品或制品夾具從手中打脫,損壞機器或傷人。

(4)在拋磨一段時間后,應對拋光輪或磨光輪表面進行修平,以保證拋磨制品表面均勻平整。

使用手工操作的磨光與拋光機時,必須注意安全,在拋磨薄型制品時,要特別注意,以免造成卷刃割傷手指。操作者衣角,袖口必須扎緊并戴好安全帽才能進行操作,以避免一切人身事故。


88.何謂滾光?


答:滾光是利用滾筒轉動時,零件與磨料之間的摩擦進行磨削、整平和去掉零件上的毛刺及銹垢。

滾光有干法和濕法之分:

(1)干法滾光時使用砂子、金剛砂、碎玻璃及皮革等作磨料。

(2)濕法滾光時使用鋼球、碎石塊、鋸末、堿液、茶仔粉等作磨料。滾光時的轉速,視零件的特征、滾筒的結構而定,一般在15~50轉/分。轉速太高時由于離心力大,零件隨滾筒轉動而不能互相摩擦,起不到滾光作用,轉速低了效率低。


89.什么是金屬的電拋光?


答:電拋光是利用電化學作用,使金屬零件表面平整而有光澤的工藝。它可提高材料的耐腐蝕性、光反射率,與機械拋光相比較,還有生產率高、操作方便、勞動強度小等優點。電拋光時,產生陽極溶解,使陽極附近金屬鹽濃度不斷增加,生成一種粘性薄膜(如圖)這種薄膜導電性不良,并引起陽極極化作用,使陽極電位升高;同時在零件凸凹不平的表面上薄膜的厚度分布不均勻,凸起部分薄膜厚度較小,因而電阻較小造成電力線集中,加速了凸起部分的溶解,使零件表面粗糙的凸起部分尺寸減少較快,從而達到了整平零件的目的。這種薄膜還阻礙著陽極的溶解,使陽極的極化作用加強。所以在陽極溶解的同時,在零件的表面上生成一層氧化薄膜,它有一定的穩定性,使零件更不易受化學藥品的作用,而處于輕微的鈍態,這是零件表面獲得光澤的重要原因。


90.為什么許多電拋光溶液都采用磷酸?


答:由于磷酸具有粘度大,對金屬的化學溶解性小,易于形成“薄膜”,拋光的極限電流密度較小等優良性能。所以大多數情況下都采用磷酸作電拋光溶液。


91.合金鍍層的定義是什么?


答:合金鍍層的定義是:任何一個含有兩種或兩種以上金屬共沉積形成的鍍層,不論它們存在于何種結構形式,只要它們的晶粒細致,憑我們的肉眼不能覺察出它們的區別,而且在其成分中低量金屬的量不低于1%,這種鍍層就可以稱為合金鍍層。有些單金屬電鍍中,使用少量的金屬光亮劑。例如氰化鍍銅中用少量鉛作發光劑,鉛也會在陰極中沉積出來。但是,我們習慣上不稱它為合金,因為它在鍍層中的含量遠遠少于1%。


92.鍍鎳溶液的常見金屬雜質是什么?


答:鍍鎳電解液對雜質非常敏感,當存在某些金屬雜質時(其含量甚微),會使鎳鍍層質量變壞。銅、鐵、鋅等金屬離子是鍍鎳液中最常見的有害金屬雜質。鐵在電解液中比鎳優先沉積在陰極上,而使鍍層發脆,易龜裂。鐵在鍍鎳液中的最高含量不得大于0.1克/升。銅的析出電位低,所以優先在陰極析出,使鎳層呈棕黑色或灰黑色。銅的最高允許含量為0.02克/升。鋅在鍍鎳液中的允許含量不大于0.01克/升,當電解液中含有少量鋅時,在鍍件的邊緣及尖角上產生光亮的鍍層。含量稍大時,則使整個零件表面產生黑色條紋,斑點以及鱗片狀鍍層。


93.如何除去鍍鎳液中的金屬雜質?


答:鐵離子的除去方法:調整鍍鎳液的pH值=4。加入適量的雙氧水(約1~2毫升/升),將鍍液攪拌,并加溫至70℃左右,用稀的氫氧化鈉溶液提高鍍液的pH=6,攪拌2~3小時,再測pH值,如pH因鐵的沉淀而有所降低,再將pH提高至6。靜置過夜,過濾后加入硫酸,調整pH至正常范圍即可試鍍。銅離子的除去方法:由于銅離子的水解沉淀的pH值與鎳相接近,故用化學方法除去銅的效果不好,鎳的損耗大。用低電流密度電解的方法去除鍍鎳溶液中的銅雜質,較為經濟實用。即以0.05~0.1安培/分米2電流密度,用瓦楞形鐵板作陰極,在攪拌下電解至能正常生產時為止。鋅離子的除去方法:用稀的氫氧化鈉溶液或碳酸鈣提高鍍液的pH值至6.2,加溫至70℃,不斷攪拌1~2小時,再測pH值,若pH低于6.2,應繼續提高至6.2,靜置4小時以上,然后過濾,最后調整pH至工藝范圍,就可試鍍。也可用低電流密度(0.2~0.4安培/分米2)電解的方法處理。


94.鍍鎳液中的有機雜質對鍍層有何影響,如何除去?


答:鍍鎳液中如含有有機雜質,會嚴重地影響鍍層的質量。使鎳層性脆及脫落,還會使鍍層產生麻點。有機雜質常以活性炭來吸附除去,其用量約2~5克/升。劇烈攪拌一小時左右,靜置后過濾即可。此外,也可以通電處理,把鍍液加溫至50~60℃,劇烈攪拌,用廢零件為陰極,在低電流密度下處理4~6小時。這種方法較簡單,但效果沒有用活性炭吸附好。


95.如何維護鍍鎳電解液?


答:鍍鎳電解液對雜質敏感,應經常保持其純凈清潔。在使用過程中,除防止鐵、銅及零件等掉入槽內之外,鍍槽在使用完后,應立即蓋好。懸掛陽極的導電銅棒,應用塑料板或薄膜遮蓋。發現溶液表面浮有臟物,用紗布網仔細除去。為避免已沉入槽底的鎳泥及臟物不再浮起,工作時,如無連續過濾的設備,不宜采用強烈的攪拌,以免將沉淀物攪起,影響鍍層質量。


96.為什么雙層鍍鎳能提高鎳層的防護性能?


答:雙層鎳是先沉積一層無硫的(或含硫量較少的)柱狀組織的半光亮鎳(或普通暗鎳),然后再鍍上一層含硫較高的層狀組織的全光亮鎳層。第一層鎳的厚度通常占總厚度的2/3左右。鍍層的機械性能主要由韌性較好的半光亮鎳(或普通暗鎳)層決定。兩個鎳層之間,由于含硫量不同,它們的電極電位亦不同。一般說來,第一層半光亮鎳層的電位比全光亮鎳層更正。若半光亮鎳完全不含硫,那末,光亮鎳與半光亮鎳之間就有一個比較大的電位差(約155MV)。這樣,當鉻鍍層的裂紋或孔隙處的全光亮鎳層被腐蝕穿透到它的下層鎳時,由于兩個鎳層之間存在著電位差,故能形成原電池。電位較正的第一層鎳是原電池中的陰極,電位較負的全光亮鎳是原電池中的陽極。這樣就使腐蝕的方向由縱向向橫向發展,從而提高鎳層的防護性能。


97.光亮硫酸鍍銅液中的氯離子對鍍層有何影響?


答:在光亮酸性鍍銅溶液中必須存在少量氯離子才能得到全光亮鍍層,其含量一般控制在10~80毫克/升,如含量過低,鍍液整平性能和鍍層光亮度均下降,且易產生光亮樹枝條紋,嚴重時鍍層粗糙有針孔,甚至燒焦。過高時,鍍層光亮度下降和低電流密度區不亮。氯離子可用鹽酸或氯化銅溶液的形式加入。因為一般工業用硫酸銅和活性炭中含有少量氯離子,所以新配溶液時,可不必另加氯離子。鍍液中氯離子過多時,可用碳酸銀處理,使它成為氯化銀沉淀,過濾除去。


98.光亮硫酸鍍銅溶液應如何進行凈化處理?


答:經過較長時間使用后,如果鍍液產生混濁,添加光亮劑后達不到原來水平,就應該將鍍液進行凈化處理,其方法如下:將鍍液加熱至50℃以上,在攪拌下加入1~2毫升/升的30%過氧化氫,充分攪拌約1小時,慢慢加入3~5克/升活性炭,繼續攪拌1小時,靜置過夜后過濾,經過處理的鍍液,應按原配方含量重新加入各種光亮劑。如果在調整鍍液時需要添加硫酸銅,應先將硫酸銅用水溶解,并用雙氧水和活性炭處理后,再加到鍍液中,這樣可減少鐵及有機雜質的積聚。


99.氰化鍍鋅溶液中的游離氰化鈉和游離氫氧化鈉的作用是什么?


答:氰化鍍鋅溶液中的氰化鈉是主要絡合劑,而氫氧化鈉是輔助絡合劑和增加導電性。由于四氰合鋅離子對鋅沉積時的極化作用比鋅酸根大,所以提高氰化鈉濃度,可以提高陰極極化作用,使鍍層結晶細致,鍍層厚度也較為均勻,但陰極電流效率降低了。相反地提高氫氧化鈉濃度,由于鋅絡合物的平衡關系移向鋅酸根方面,陰極極化作用降低,使陰極電流效率略有提高,但鍍層的結晶較粗。在沒有氫氧化鈉的氰化物鍍液中,其電流效率非常低。在沒有氰化物的堿液中如不加其他添加劑,則鍍層粗糙,發暗甚至呈海綿狀。


100.為什么硬鉻電鍍在施鍍前要進行預熱處理?


答:不論是什么鋼件進行鍍硬鉻,在電鍍之前,必須將它在鍍槽中進行“預熱”。所謂“預熱”,就是在施加電流之前,先把零件放到鍍鉻槽中不通電給以加熱,使金屬零件的溫度升到接近或等于鍍液溫度,而后才能通電施鍍。這是因為鍍硬鉻時,鍍層一般較厚,鍍鉻層內應力大且硬度高,而基體和鉻的膨脹系數往往差別較大,如不預熱就施鍍,基體零件在受鍍過程中就逐漸升溫膨脹,它往往把鍍層頂裂甚至成“暴皮”。受鍍的零件越大(軸類件的軸徑愈大)則“預熱”時間應愈長,這是保證獲得結合力良好鍍層的先決條件。

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