影響鍍層燒焦的因素

1、影響鍍層燒焦的因素?zé)故请婂兊某Ｒ?jiàn)故障之一。“燒焦”是一個(gè)借用詞，指工件陰極電流密度過(guò)大而超過(guò) 工藝規(guī)范上限時(shí)鍍層出現(xiàn)的非正常沉積，而并非木材之類(lèi)燃燒或煮飯菜時(shí)水燒干后持續(xù)高溫 下出現(xiàn)的發(fā)黑焦化、炭化現(xiàn)象。不少論述工藝的文獻(xiàn)中都有一個(gè)故障表，包括故障現(xiàn)象、可 能原因及排除方法。然而實(shí)際大生產(chǎn)的情況非常復(fù)雜，各電鍍廠的情況差異又很大，沒(méi)有一 個(gè)故障表能包羅萬(wàn)象。即使比擬全面的故障表，一個(gè)故障現(xiàn)象列有可能原因七八個(gè)，具體到 實(shí)際到底是哪個(gè)原因，還需逐一具體分析。死記硬背故障表未必能找到真正的原因。只有對(duì) 故障現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)，以及為什么某種原因會(huì)造成故障的道理弄明白了，融會(huì)貫通，才能結(jié)合實(shí) 驗(yàn)驗(yàn)證，找出

2、具體原因。本講將從道理上對(duì)引起燒焦故障的多種可能原因進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。L燒焦現(xiàn)象燒焦的共同點(diǎn)是：位置總出現(xiàn)在陰極電流密度最大的工件凸出或端頭部位，決不會(huì)出現(xiàn) 在工件深凹處的低電流密度區(qū)。但對(duì)于不同鍍種或同一鍍種的不同工藝，燒焦的外觀表現(xiàn)不 盡相同。例如：對(duì)于氯化物微酸性鍍鋅，燒焦呈疏松黑色海綿狀；而對(duì)于堿性鋅酸鹽鍍鋅, 燒焦呈白灰色粗糙狀，鍍層附著力尚好。對(duì)于氧化鍍銅，燒焦呈結(jié)晶不細(xì)致的破紅色；光亮 酸銅的燒焦呈暗色海綿狀疏松物;而對(duì)于多數(shù)無(wú)氟堿銅，燒焦呈暗色較粗糙結(jié)晶。對(duì)于鍍銀， 燒焦處鍍層粗糙且常伴有脫皮現(xiàn)象。鍍銘的燒焦呈灰色無(wú)光狀。酸性光亮鍍錫的燒焦那么呈暗 色霧狀。2 ,燒焦的實(shí)質(zhì)陰極電流

3、密度越大，主鹽金屬離子放電還原越快。當(dāng)擴(kuò)散、對(duì)流、電遷移的傳質(zhì)速度低 時(shí)，陰極界面液層中主鹽金屬離子濃度低，濃差極化過(guò)大，H+易放電還原而導(dǎo)致析氫。劇 烈的析氫使還原后的金屬原子無(wú)法排列為正常結(jié)晶而形成疏松多孔的沉積物。另外，析氫后 界面液層中pH升高，可能形成金屬氫氧化物（甚至進(jìn)而分解為氧化物）或堿式鹽，并夾雜在 鍍層中。上述兩種情況下均不能形成結(jié)晶有序排列的正常鍍層而出現(xiàn)燒焦。即燒焦的根本原 因可歸結(jié)為： 陰極界面液層中主鹽金屬離子濃度過(guò)低； 主鹽金屬離子放電過(guò)于困難，造成H+放電析氫;陰極界面液層中pH過(guò)高；鍍層中夾雜較多非純鍍層金屬的化合物。燒焦的多種外在原因均可根據(jù)上述幾條加以分析和

4、理解。3 ,燒焦的多種可能性（1）電流密度過(guò)大任何電鍍工藝條件中都規(guī)定有相應(yīng)工藝允許的陰極電流密度（一般指平均電流密度）的 范圍。即使鍍液成分、液溫、pH、攪拌等條件均正常時(shí)，所施加的陰極電流密度過(guò)大，超 過(guò)工藝允許的上限時(shí)，鍍層也易燒焦。（2）主鹽濃度過(guò)低對(duì)于氯化鉀鍍鋅、光亮酸銅、鍍銀等簡(jiǎn)單鹽電鍍，當(dāng)主鹽濃度過(guò)低時(shí)，鍍層易燒焦。原 因是：主鹽濃度過(guò)低時(shí)，陰極界面液層中主鹽濃度本身很低，電流稍大，放電后即缺乏 金屬離子，H+易乘機(jī)放電；（2）鍍液本體的主鹽濃度低，擴(kuò)散與電遷移速度都下降，陰極界 面液層中金屬離子的補(bǔ)充速度也低，濃差極化過(guò)大。（3）鍍液pH值過(guò)高簡(jiǎn)單鹽電鍍：pH高時(shí)，陰極界面液層

5、中H+濃度本身就低，量不大的H+還原即會(huì)使 pH升高至產(chǎn)生燒焦的值。 鍍液本體的H+濃度低時(shí)，H+向陰極界面液層的擴(kuò)散、電遷移 速度也低，來(lái)不及補(bǔ)充陰極界面液層中H+的消耗，其pH上升更快，也加劇燒焦。配合物電鍍：一方面，與簡(jiǎn)單鹽電鍍一樣，陰極界面液層中H+放電后pH升高更快； 另一方面，多數(shù)堿性條件下的配合物電鍍，隨著鍍液pH上升，在相同配合比時(shí)形成的配離 子更加穩(wěn)定，主鹽金屬離子放電更為困難，H+的放電那么相對(duì)更易。正是由于這兩方面原因， 鍍層更易燒焦。這也許是多數(shù)配合物電鍍的允許陰極電流密度上限都較小的主要原因。（4）鍍液中pH緩沖劑過(guò)少鍍液中的pH緩沖劑不僅對(duì)鍍液本身pH有緩沖作用，更

6、重要的是對(duì)陰極界面液層pH 的緩沖作用。當(dāng)其含量低時(shí)，高陰極電流密度區(qū)因其本底濃度低，同樣因鍍液中濃度低，緩 沖劑向陰極界面液層擴(kuò)散的速度下降,其對(duì)陰極界面液層中pH的緩沖作用差,H+稍一放電, 界面液層中pH上升更快，鍍層更易燒焦。（5）陰極極化過(guò)大鍍液陰極極化值越大，主鹽金屬離子放電越困難，H+越易乘機(jī)放電，鍍層越易燒焦。 配合物電鍍：當(dāng)主鹽濃度相同時(shí)，配合物電鍍的配位劑含量越高，即配合比越大，或因pH等 條件控制不當(dāng)，生成的主鹽配離子放電還原越困難，造成陰極電化學(xué)極化值過(guò)大，H+越易 放電，鍍層越易燒焦，允許陰極電流密度上限越低。對(duì)于氧化鍍銅，當(dāng)游離氧化物過(guò)高時(shí), 陰極電流效率下降，易析

7、氫，同時(shí)允許陰極電流密度下降。簡(jiǎn)單鹽電鍍：簡(jiǎn)單鹽電鍍時(shí)，假設(shè)添加劑加入過(guò)多，吸附產(chǎn)生的添加劑膜層過(guò)厚，主鹽金 屬離子難于穿透吸附層放電，但H+是體積很小的質(zhì)子，易于穿透吸附層放電析氫，鍍層容 易燒焦。另外，添加劑過(guò)多還有其他副作用，所以任何添加劑、光亮劑都必須堅(jiān)持少加勤加 的原那么。（6）液溫過(guò)低液溫過(guò)低時(shí)，擴(kuò)散、對(duì)流、電遷移的速度都下降。無(wú)論對(duì)于簡(jiǎn)單鹽電鍍還是配合物電鍍， 高電流密度處的主鹽金屬離子放電消耗后，都來(lái)不及傳質(zhì)補(bǔ)充，濃差極化過(guò)大，H+易放電 而導(dǎo)致鍍層燒焦。硼酸這類(lèi)緩沖劑易因液溫低而結(jié)晶析出并沉于槽底，實(shí)際鍍液中緩沖劑的 濃度不夠，這也會(huì)加劇燒焦。（7）攪拌缺乏攪拌是提高對(duì)流傳質(zhì)

8、速度的主要手段。采用陰極移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，可使工件外表液層與稍遠(yuǎn) 處鍍液間出現(xiàn)相對(duì)流動(dòng);空氣攪拌那么可使整個(gè)鍍液產(chǎn)生翻動(dòng)，起到均質(zhì)作用。攪拌強(qiáng)度越大， 對(duì)流傳質(zhì)效果越好。加快陰極界面液層中主鹽金屬離子放電后的補(bǔ)充速度，以及界面液層中 H+、緩沖劑等的補(bǔ)充速度，均有利于減少燒焦、擴(kuò)大允許電流密度。但攪拌也會(huì)降低濃差 極化，使低電流密度區(qū)鍍層的光亮整平性下降，且有可能使某些工藝（如氯化鉀鍍鋅）的深鍍 能力下降。因此，對(duì)攪拌強(qiáng)度應(yīng)予以控制，以兼顧擴(kuò)大允許電流密度與攪拌所帶來(lái)的某些副 作用。（8）雜質(zhì)的影響雜質(zhì)對(duì)電鍍的影響非常復(fù)雜，很難有共通的規(guī)律可循，只能對(duì)相應(yīng)工藝作具體試驗(yàn)來(lái)確 定其影響、允許濃度與去除方法。4 .結(jié)語(yǔ)影響工件燒