(1)鍍層粗糙、毛刺和結(jié)瘤

基體金屬或預(yù)鍍層粗糙，鍍液中有“銅粉”或其他固體懸浮粒子，鍍液中有機(jī)雜質(zhì)過(guò)多，鉛等異金屬雜質(zhì)過(guò)多或被CN一沾污，鍍液pH過(guò)高，溫度偏高，電流密度過(guò)大，陽(yáng)極溶解不正常，銅含量過(guò)高或焦磷酸鉀含量過(guò)低等都會(huì)引起鍍層粗糙、毛刺和結(jié)瘤。

分析這類(lèi)故障時(shí)，首先應(yīng)確定故障的起源，用良好的前處理和良好的預(yù)鍍后直接進(jìn)行焦磷酸鹽鍍銅，或者用銅零件(或銅片)經(jīng)手工擦刷除油和活化后直接進(jìn)行焦磷酸鹽鍍銅。假使這樣試驗(yàn)所得的鍍層不粗糙，那么粗糙起源于鍍前，否則就起源于鍍銅液中。

假使經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，確定故障起源于鍍銅液中，那么最好進(jìn)行燒杯試驗(yàn)。先取1L鍍液，不經(jīng)任何處理做一塊樣板，作為空白對(duì)比，在這塊樣板上，一定要能觀察到鍍層粗糙的現(xiàn)象，然后用不同的方法處理鍍液后做試驗(yàn)。例如：?jiǎn)渭兊剡^(guò)濾鍍液后做試驗(yàn)，看看粗糙是否是鍍液中懸浮的固體微粒造成的；將鍍液用雙氧水處理，試驗(yàn)粗糙是否是由CN一引起的；用雙氧水一活性炭處理鍍液，觀察粗糙是否是由有機(jī)雜質(zhì)的影響等。反復(fù)試驗(yàn)，就可以找出鍍層粗糙的原因，從而就可以針對(duì)性地處理鍍液，排除故障。

下述幾種情況都會(huì)引起鍍層粗糙和毛刺。

①基體金屬粗糙。應(yīng)改善拋光和研磨工序的質(zhì)量。

②清洗不良。避免使用有硅酸鹽的清洗劑，如水玻璃之類(lèi)物質(zhì)，其水洗性不好。零件表面留有硅酸鹽后，遇酸后易變成不溶于水的另一種物質(zhì)，更不易清洗，往往引起鍍層粗糙，嚴(yán)重時(shí)影響結(jié)合力。

③預(yù)鍍液不干凈，預(yù)鍍層已經(jīng)粗糙。

④添加物料不慎。沒(méi)有完全溶解，或溶解時(shí)因攪拌沉渣浮現(xiàn)，未經(jīng)充分沉淀就進(jìn)行電鍍。加料前，應(yīng)將所加材料在另一容器內(nèi)先溶解完畢，然后加入鍍液，并攪拌均勻。

⑤擦洗導(dǎo)電棒或掛鉤時(shí)不注意，有腐蝕物落入槽內(nèi)。電鍍中切勿用研磨材料來(lái)擦洗接觸點(diǎn)，否則鍍層很易產(chǎn)生粗糙、毛刺現(xiàn)象。

⑥氨的濃度偏低。氨的濃度過(guò)低后，陽(yáng)極會(huì)出現(xiàn)疏松的薄膜，這些疏松的薄膜進(jìn)入鍍液就會(huì)使鍍層發(fā)生粗糙。處理時(shí)，可增加氨的濃度直到陽(yáng)極表面不存在疏松的薄膜。

⑦工藝條件控制不當(dāng)。例如溫度偏高，電流密度過(guò)大，或陽(yáng)極板的陽(yáng)極套破損，造成陽(yáng)極泥渣進(jìn)入鍍液，或鍍液中有懸浮物，鍍液渾濁等。為此，要控制好溫度、電流密度，同時(shí)控制陽(yáng)極與陰極的面積之比為2：1，并控制DK<1A／dm2，以避免引起陽(yáng)極鈍化，產(chǎn)生“銅粉”。加強(qiáng)管理及時(shí)更新陽(yáng)極護(hù)套，避免護(hù)套破漏造成不應(yīng)有的疵病。

⑧陽(yáng)極溶解不正常，“銅粉”較多。焦磷酸鍍銅工藝由于陰極效率較高，如陽(yáng)極溶解不正常，鍍液中Cu2+的濃度就會(huì)迅速下降，陽(yáng)極表面出現(xiàn)“銅粉”，以致造成鍍液渾濁，鍍層毛刺。為了幫助陽(yáng)極溶解正常，設(shè)計(jì)鍍液組成時(shí)，多主張采用偏高量的K4P2O7，同時(shí)加入檸檬酸鹽。有時(shí)生產(chǎn)中即使各組成成分正常，陽(yáng)極溶解依然不正常，仍然有“銅粉”的產(chǎn)生，甚至增大面積也未能奏效。那是什么原因呢?多年實(shí)踐告訴人們，產(chǎn)生該故障的原因除與陽(yáng)極面積控制不當(dāng)(面積過(guò)小)有關(guān)外，還與陰、陽(yáng)極間的槽端電壓控制不當(dāng)有關(guān)。上海自行車(chē)廠通過(guò)長(zhǎng)期摸索，認(rèn)為：既要控制陽(yáng)極面積，又要使兩極之間的槽端電壓控制在2～5V(最好是2．5V)就可以順利地解決陽(yáng)極不正常溶解的問(wèn)題，甚至為了防止陽(yáng)極溶解過(guò)快，還不得不減少焦磷酸鉀、檸檬酸鹽含量來(lái)解決。

⑨在生產(chǎn)過(guò)程中，有時(shí)因產(chǎn)生“銅粉”而使鍍層粗糙?！般~粉”的產(chǎn)生除了前面所講的原因之外，還因?yàn)殍F制品預(yù)鍍(或浸鍍)方法不好，尚有裸露的鐵表面，尤其是深凹部分更易引起“銅粉”的產(chǎn)生，這是由于二價(jià)銅被鐵還原所致。

2Cu2++Fe——2Cu++Fe2+

2Cu++20H-一—2CuOH——Cu20+H20

當(dāng)發(fā)現(xiàn)“銅粉”后，可加入雙氧水使其溶解，被氧化成Cu2+后，即被P2O74-絡(luò)合：

2Cu++H2O2+2H+一2Cu++2H20

Cu2++2P2074-一一[Cu(P207)2]6一

此外，若使用空氣攪拌鍍液，不僅能提高電流密度，而且對(duì)陽(yáng)極的正常溶解和減少“銅粉”的出現(xiàn)都有很大的幫助。

(2)鍍層結(jié)合力不好

鍍前處理不良，預(yù)鍍層太薄，預(yù)鍍層沒(méi)有良好地活化，清洗水或活化液中有油，活化液有Cu2+或Pb2+雜質(zhì)，鍍液中有油或六價(jià)鉻存在等都會(huì)出現(xiàn)結(jié)合力不好。

出現(xiàn)結(jié)合力不好時(shí)，先觀察現(xiàn)象，辨明結(jié)合力不好發(fā)生在哪兩層之間。假使預(yù)鍍層與基體金屬之間結(jié)合力不好，則應(yīng)檢查鍍前的除油、酸腐蝕和活化液；倘若結(jié)合力不好發(fā)生在焦磷酸鹽鍍銅與預(yù)鍍層之間，那么用銅零件或銅片經(jīng)手工擦刷除油、活化后直接進(jìn)行焦磷酸鹽鍍銅，檢查結(jié)合力不好起因于鍍銅以前，還是起因于鍍銅液中，假使起因于鍍前，而且出現(xiàn)點(diǎn)狀的結(jié)合力不好，那可能是預(yù)鍍層太薄，可以有意識(shí)地延長(zhǎng)預(yù)鍍時(shí)間，觀察鍍層的結(jié)合力能否改善，如果是大塊地脫皮，則可能是預(yù)鍍層沒(méi)有良好地活化(酸濃度太低，浸酸時(shí)間不足，預(yù)鍍銅層表面有氧化物薄膜)或活化液中有Cu2+、Pb2+或油等雜質(zhì)，可采用良好的活化液活化后進(jìn)行試驗(yàn)。假使結(jié)合力不好起因于焦磷酸鹽鍍銅液中，那就進(jìn)行小試驗(yàn)，檢查鍍液中是否有油或六價(jià)鉻存在，最后根據(jù)試驗(yàn)查出的原因處理鍍液，或者是鍍銅件進(jìn)入下一槽之后通電不夠快等原因引起。還有一種可能是其他鍍層鍍槽中含有有機(jī)雜質(zhì)過(guò)多，由其他鍍層質(zhì)差所引起。

特別強(qiáng)調(diào)：鋼鐵零件或鋅壓鑄件上直接進(jìn)行焦磷酸鹽鍍銅時(shí)，由于鍍件在鍍液中鈍化或產(chǎn)生疏松的置換銅而使鍍層結(jié)合力不好，所以一般需要預(yù)鍍鎳或預(yù)鍍銅。

在焦磷酸鍍液中，由于銅與鐵的電位差較大，同時(shí)焦磷酸鹽對(duì)鋼鐵表面的活化作用較差，所以銅層與鐵基體結(jié)合力較差。

陳其忠介紹了一種工藝可以獲得結(jié)合力良好的鍍層，原則是：低濃度銅鹽、高濃度絡(luò)合劑。

①鍍液配方和操作條件

②工藝說(shuō)明

a．前處理比氰化鍍液要求嚴(yán)。

b．堿液配方為l0～20g／L KOH，室溫操作。

C．起始電流應(yīng)在0．5A／dm2以上，正常工作電流密度控制在1～1．5A／dm2。電鍍時(shí)把好起始電鍍這一關(guān)很重要。

如果在焦磷酸鹽鍍銅時(shí)，液面有泡沫出現(xiàn)，也會(huì)引起鍍層結(jié)合力差。其故障現(xiàn)象：液面上先出現(xiàn)絲狀的白色黏液，空氣攪拌后立即變?yōu)橐粚印芭菽?。覆蓋層嚴(yán)重時(shí)，厚度可達(dá)250px，泡沫潔白細(xì)密，似十二烷基硫酸鈉產(chǎn)生的泡沫那樣。此泡沫產(chǎn)生極快，即使設(shè)法把泡沫除去，又會(huì)很快出現(xiàn)，停止空氣攪拌或切斷電流之后，即迅速消失。如恢復(fù)攪拌或接通電流后又產(chǎn)生。零件出槽時(shí)，與這些泡沫接觸，便在接觸處出現(xiàn)結(jié)合力不良的鍍層。為此，某電鍍廠對(duì)泡沫的收集物進(jìn)行了萃取培養(yǎng)，結(jié)果檢出一種尚未被命名的球狀霉菌。這種霉菌具有耐溫喜堿的特性，平時(shí)在空氣中大量飛揚(yáng)。焦磷酸鹽鍍銅液中所含有的K4P207、Cu2P207、(NH4)3C6H507等成分中有充足含量的氮、磷、鉀和碳水化合物，正好為這些霉菌的滋生繁殖創(chuàng)造了良好的條件，而“泡沫”正是霉菌代謝過(guò)程中的殘骸。冬天，電鍍條件相同，由于霉菌在空氣中存在較少，故不產(chǎn)生泡沫。

針對(duì)上面的故障，他們用加溫殺菌法來(lái)解決。在每月一次的大處理時(shí)，將焦銅鍍液加溫至70℃，保溫2h殺菌，結(jié)果泡沫絕跡，效果很好。

(3)鍍層上有細(xì)麻點(diǎn)或針孔

鍍前的清洗水或活化液中有油、鍍液中有油或有機(jī)雜質(zhì)過(guò)多、鍍液渾濁或pH值太高、基體金屬組織不良等會(huì)出現(xiàn)細(xì)麻點(diǎn)或針孔現(xiàn)象。

分析這類(lèi)故障時(shí)，也可以用銅片或銅零件經(jīng)拋光、擦刷除油和活化后直接進(jìn)行焦磷酸鍍銅來(lái)確定故障起因于是鍍前還是鍍銅液中。假使銅片直接鍍銅不出現(xiàn)細(xì)麻點(diǎn)或針孔，那么故障是由于基體金屬組織不良或鍍前的清洗水、活化液中有油引起的。由于這種原因引起的細(xì)麻點(diǎn)或針孔較多地出現(xiàn)在基體金屬下面，所以可從觀察現(xiàn)象和檢查基體金屬的表面狀況進(jìn)行區(qū)別。倘若用銅片直接鍍銅時(shí)仍有細(xì)麻點(diǎn)或針孔，則故障多數(shù)是鍍銅液中產(chǎn)生的。鍍液中有油或有機(jī)雜質(zhì)過(guò)多造成的細(xì)麻點(diǎn)或針孔較多地出現(xiàn)在零件向下面和掛具上部的零件上，鍍液渾濁造成的麻點(diǎn)或針孔通常較多地出現(xiàn)在零件的向上面上，鍍液pH值太高造成的麻點(diǎn)或針孔較多地出現(xiàn)在零件的邊緣尖端。根據(jù)故障的不同現(xiàn)象，再進(jìn)行必要的小試驗(yàn)，就可找出故障原因，從而進(jìn)行糾正。

(4)鍍液分散能力差，鍍層不均勻

當(dāng)總焦磷酸根／銅離子之比(即P2074一／Cu2+)保持在6．6～8或者是K4P207／Cu2P207約6左右，同時(shí)Cu2P207／(NH4)3C6H507約2～2．5時(shí)，則該鍍液可以獲得良好的分散能力。如果P2074-／Cu2+比值偏低，同時(shí)Cu2P207／，(NH4)3C6H507比值偏高，則分散能力變差，甚至凹擋處鍍層極薄。為了保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，必須每周分析一次(至少半個(gè)月分析一次)，并按化學(xué)分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。如焦磷酸鹽鍍液控制得當(dāng)，陰、陽(yáng)極面積之比合適，則陰、陽(yáng)極電流效率可基本接近，鍍液的主要成分也就變化不大。盡管如此，平時(shí)維護(hù)時(shí)仍要使主要成分變化不大，以獲得較好的分散能力及其他良好的性能。

另外，如果生產(chǎn)中鍍件的掛裝不良，零件之間距離太密，以及陽(yáng)極極板距離不當(dāng)，或是陰、陽(yáng)極之間距離不當(dāng)，均會(huì)對(duì)鍍層的分散能力有所影響。因此，在生產(chǎn)中也必須適當(dāng)調(diào)整，使之合理。

(5)鍍層呈白紅色，凹孔周?chē)l(fā)亮

這是由于P2074一／Cu2+比值太高，游離絡(luò)合劑濃度過(guò)高所造成?？蛇m當(dāng)補(bǔ)充一些銅鹽，以降低比值，鍍層色澤即轉(zhuǎn)正常。

如工作電流密度過(guò)高，也會(huì)造成發(fā)白紅色的鍍層。此時(shí)，只要降低電流即可改變。

有時(shí)NH4+量加入太多，會(huì)引起凹孔周?chē)l(fā)亮?？商岣咤円簻囟?在工藝的上限)，逐步降低氨量，并降低些電流，生產(chǎn)一段時(shí)間即好。

(6)電流密度范圍縮小，鍍層易燒焦

新配制的焦磷酸鹽鍍銅液通常電流密度范圍較大，但是使用了一段時(shí)間以后，往往電流密度范圍縮小，沉積速度減慢，這是鍍液“老化”后的結(jié)果。日常生產(chǎn)中，把這種現(xiàn)象看作是正常的情況，可是有時(shí)會(huì)使電流密度范圍比鍍液“老化”后的正常電流密度更小，那就屬于不正常的情況，造成這種情況的可能原因是：鍍液中銅含量太少，檸檬酸鹽含量低，鍍液溫度太低，鍍液中有CN一或有機(jī)雜質(zhì)過(guò)多等。

這類(lèi)故障多數(shù)是鍍液中的問(wèn)題，所以應(yīng)該從鍍液中尋找原因。分析故障時(shí)，先檢查鍍液溫度，分析鍍液成分，同時(shí)可以進(jìn)行必要的小試驗(yàn)，檢查鍍液中是否有氰根或有機(jī)雜質(zhì)是否過(guò)多。然后按分析和檢查進(jìn)行糾正。

大家知道，提高鍍液中銅含量，升高鍍液溫度，加快陰極移動(dòng)速度，適當(dāng)降低鍍液的pH值都可擴(kuò)大陰極電流密度范圍。經(jīng)過(guò)檢查和糾正后，電流密度范圍還不夠大時(shí)，可以采用可能采取的措施，使陰極電流密度范圍擴(kuò)大，從而提高沉積速度。

(7)陰極電流效率低、沉積速度慢

焦磷酸鹽鍍銅液的陰極電流效率一般在90％以上，但當(dāng)鍍液中焦磷酸鉀含量過(guò)高、雙氧水過(guò)多或有六價(jià)鉻存在時(shí)，會(huì)使陰極電流效率降低或沉積速度減慢。

鍍液中焦磷酸鉀含量可按分析進(jìn)行調(diào)整。雙氧水一般是為了消除鍍液中的“銅粉”而加入的，加得過(guò)多，由于它是氧化劑，容易在陰極上還原，所以會(huì)降低陰極的電流效率，使沉積速度減慢。這時(shí)，只要將鍍液加熱，并電解一段時(shí)間，就可將過(guò)量的雙氧水除掉，使鍍液恢復(fù)正常。

六價(jià)鉻污染鍍液，不但會(huì)使陰極電流效率降低，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使陽(yáng)極鈍化，并使零件的深凹處鍍不上銅層。出現(xiàn)這類(lèi)現(xiàn)象時(shí)，可以取250mL故障液先做一塊霍爾槽樣板，以作對(duì)比。然后取250mL正常的(或新配制的)焦磷酸鹽鍍銅液，有意識(shí)地加入適量的六價(jià)鉻后進(jìn)行霍爾槽試驗(yàn)，從兩次試驗(yàn)所得的陰極樣板是否類(lèi)似初步判斷鍍液是否被六價(jià)鉻污染，另外，還可以將故障液用保險(xiǎn)粉處理后進(jìn)行霍爾槽試驗(yàn)，假如用保險(xiǎn)粉處理后所得的陰極樣板明顯好轉(zhuǎn)，則進(jìn)一步證明了鍍液中有六價(jià)鉻存在，應(yīng)進(jìn)行除鉻處理。

(8)電流開(kāi)不大，沉積速度慢，鍍層鍍不厚

產(chǎn)生該故障的原因之一是鍍液溫度太低。有些單位生怕采用較高溫度后，引起焦磷酸鹽的水解而不敢升高鍍液溫度。或Cu2+濃度過(guò)低，以致電流開(kāi)不大，沉積速度慢。原因之二是焦磷酸鉀含量少，游離量不足，與銅的絡(luò)合不良，造成電流開(kāi)不大，或者相反，焦磷酸鉀含量過(guò)多，引起電流效率急劇下降。

(9)鍍層有條紋

出現(xiàn)此故障有以下幾種情況。

①鍍后情況不良。鹽類(lèi)殘留在零件表面上，一經(jīng)干燥便造成條紋，或清洗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。應(yīng)檢查工件轉(zhuǎn)移時(shí)間，加強(qiáng)水洗工序。

②鍍前處理不良。主要是預(yù)鍍氰化銅之后，入焦銅槽電鍍之前處理不良。一定要先充分水洗，再用稀鹽酸浸蝕處理，以除去殘留的氰化物帶入焦銅槽中去。否則，易產(chǎn)生條紋。

③零件表面有油。檢查浸酸液和清洗水中是否有油膜存在。若有，務(wù)必設(shè)法除去或更換酸液和清洗水。

(10)鍍層色澤暗，不均勻

一般來(lái)講這個(gè)故障是由于pH值不正常所造成的。隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，pH值是逐漸降低的，因此鍍層色澤會(huì)變暗。當(dāng)用NH3·H20調(diào)整pH為8．5～9時(shí)，即會(huì)轉(zhuǎn)入正常。有時(shí)，由于檸檬酸三銨缺少，或生產(chǎn)中長(zhǎng)期不補(bǔ)加，亦會(huì)使鍍層的色澤變暗。因此，必須保證Cu2P207／(NH4)3C6H507之比在2～2．5之間。

如果鍍液中帶入了氰化物或有機(jī)雜質(zhì)過(guò)多，鍍層必然發(fā)暗。解決鍍層色澤發(fā)暗、不均勻的處理方法：經(jīng)常測(cè)定并調(diào)整pH值，控制pH=8．5～9。假如故障是由氰化物污染所引起，則加入30％H2021．3mL／L(加入鍍液時(shí)應(yīng)稀釋)或KMn040．1～0．2g／L，破壞氰化物。如果是有機(jī)物污染所引起，可用活性炭處理來(lái)解決。目前，一些單位焦銅是室溫生產(chǎn)，而從提高鍍層的沉積速度或增加鍍層的光亮度來(lái)看，鍍液在50℃左右的溫度下生產(chǎn)為好。

(11)工件出槽后鍍層色澤很快發(fā)暗，變?yōu)楹稚?/span>

槽液溫度過(guò)高：當(dāng)液溫超過(guò)70℃以上時(shí)，零件出槽后還未來(lái)得及清洗，表面就局部干燥，鍍層往往變褐色；在電鍍過(guò)程中，有斷電或接觸不良現(xiàn)象存在工件出槽后未及時(shí)進(jìn)行清洗或清洗不干凈造成。處理方法：鍍液溫度控制在50～55℃，不超過(guò)60℃，工件出槽后應(yīng)迅速用水清洗。

(12)陽(yáng)極溶解不正常，“銅粉”較多，鍍層有毛刺

原因分析：焦銅工藝由于陰極效率較高，如陽(yáng)極溶解不正常，鍍液中的Cu2+濃度就會(huì)迅速下降，陽(yáng)極表面出現(xiàn)“銅粉”，以致造成鍍液渾濁，鍍層毛刺。為了幫助陽(yáng)極溶解正常，設(shè)計(jì)鍍液組成時(shí)，多主張采用偏高量的K4P207，同時(shí)加入檸檬酸鹽等成分。有時(shí)生產(chǎn)中即使各組分含量正常，陽(yáng)極溶解依然不正常，仍然有“銅粉”產(chǎn)生，甚至增大陽(yáng)極面積也未能奏效。那是什么原因呢?

多年的生產(chǎn)實(shí)踐告訴人們：產(chǎn)生該故障的原因除與陽(yáng)極控制不當(dāng)(面積過(guò)小)有關(guān)外，還與極間的槽端電壓控制不當(dāng)有關(guān)。上海自行車(chē)廠通過(guò)長(zhǎng)期摸索，認(rèn)為只要控制陽(yáng)極面積，使兩極之間的槽端電壓控制在2～3V(最好是2．5V)，就可以順利地解決陽(yáng)極不正常溶解問(wèn)題。甚至為了防止陽(yáng)極溶解過(guò)快，還不得不減少焦磷酸鉀、檸檬酸鹽含量。

處理方法如下

①控制陽(yáng)極面積，使極間槽電壓控制在2．5V左右。

②使用空氣攪拌鍍液。原來(lái)認(rèn)為空氣攪拌只不過(guò)是為了提高陰極電流密度，是一項(xiàng)純粹為了陰極反應(yīng)服務(wù)的措施。事實(shí)上，它對(duì)于陽(yáng)極溶解的正常和減少“銅粉”的出現(xiàn)有很大的幫助。

對(duì)于常見(jiàn)故障和排除方法，匯總在表1中，以便迅速找到排除故障的方法。

常見(jiàn)故障和排除方法

本文編輯：呂煥識(shí)

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