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氰化镀锡青铜故障及其处理方法

电流密度小

原因分析:电流密度的大小直接影响镀层中的含锡量。由于铜的析出电势正于锡的析出电势,故铜比锡易于析出。电流密度大有利于电势较负的金属锡的析出;反之,电流密度小有利于电势较正的金属铜的析出。在电镀低锡青铜时,电流密度一般在1.52.5A/dm2较合适,如果电镀时电流密度小于0.5A/dm2,就很容易产生暗红色的镀层。另外,在确定电镀合金的工作电流密度时,还必须考虑到它对镀层质量的影响,若电流密度过高,阴极电流效率降低,镀层粗糙,内应力加大,阳极容易发生钝化;若电流密度过低,沉积速度太慢,镀层外观呈暗褐色。实验结果表明,电流密度的变化对镀层组成影响较小,这有利于得到组成均匀的合金镀层,这是该体系电镀的一个突出优点。

处理方法:据镀层色泽的要求,合理设定电流值。

(2)可能原因:配合剂(络合剂)成分失调

原因分析:镀液中的铜与锡分别由NaCNNaOH络合,而且对另一金属离子平衡电势和阴极极化影响很小,因此可利用这一特点调节合金成分。游离络合剂的作用是保持络合物的稳定,同时,可利用游离络合剂的含量调节控制镀层中两种金属的相对比例。随游离NaCN含量的提高,镀层中铜含量明显降低,随游离NaOH浓度增大,镀层中锡含量大大减少。游离络合剂含量过高时,阴极电流效率下降,而且镀层针孔增加,严重时将造成镀层粗糙与疏松;游离络合剂含量过低时,阳极容易钝化。因此,合理控制游离NaCNNaOH浓度是获得稳定合金组成的重要条件。氰化物浓度高,有利于生成高配位数的铜氰络盐,使铜的沉积电势变得更负,不利于铜的析出;相对锡来说,就有利于锡的析出。氢氧化物浓度高,使锡的沉积电势变得更负,不利于锡的析出,此时,就有利于铜离子的析出。所以,镀液络合剂组成失调,氢氧化钠含量太高或氰化钠太低,将有利于铜的析出,所得镀层往往偏红,或呈暗红色。

处理方法:分析调整镀液成分。

(3)可能原因:温度太低

原因分析:一般来说,升高镀液温度,加快了金属离子的运动速度,在同一电流密度下降低了阴极表面的极化作用,即升高温度促使阴极去极化,增高温度总是有利于较正电势的金属的析出,不利于较负电势的金属的沉积。当操作温度升高时,合金镀层中锡含量增加,阴极电流效率提高,但温度过高,会加速氰化物的分解,镀层缺乏光泽,呈灰褐色;温度低时,合金镀层中锡含量下降,阴极电流效率降低,镀层结晶粗糙,呈黄红色。所以温度太低有利于铜的析出,不利于锡的析出,镀层中铜含量也就偏高,所得镀层偏红。

处理方法:提高镀液温度至标准值。

(4)可能原因:镀液内金属含量失调

原因分析:在镀液中,[Cu+]/[Sn4+]之比一定时,放电金属离子总浓度的变化对镀层组成影响不大,金属离子总浓度增加,阴极电流效率明显提高,但总浓度过高,镀层粗糙。镀液中[Cu+]/[Sn4+]之比对镀层组成影响较大,若[Cu+]/[Sn4+]之比降低,镀层中含铜量显著下降,这是由于镀液中[Cu+]较低时,铜主要以更稳定的配位离子[Cu(CN)4]3-形式存在,就不利于铜的沉积,所以镀层中铜的含量明显减少,镀层色泽呈灰白色。若[Cu+]/[Sn4+]之比升高时,金属铜离子浓度偏高或锡离子浓度偏低,有利于铜的析出,使镀层色泽偏红,容易产生毛刺。锡含量过高时,不易套铬。

处理方法:分析调整镀液成分,提高镀液中氰化钠和锡酸钠含量。

(5)可能原因:搅拌速度快

原因分析:增加搅拌和搅拌速度,会增加合金镀层中析出电势较正的金属的比例,阴极表面附近液层(称阴极膜或称扩散层)中的金属浓度比和主体溶液中的金属浓度比是不相同的。由于阴极上析出电势较正的金属优先沉积,扩散层内析出电势较正的金属浓度总是低于主体溶液中本身金属的浓度。增加搅拌或加快原来的搅拌速度不但能减小扩散层的厚度,而且提高了扩散层中析出电势较正的金属离子浓度,使之趋于主体溶液中的金属浓度。这样有助于析出电势较正金属铜络合离子的沉积,相应减小了锡离子的沉积,使镀层偏暗红。

处理方法:降低阴极移动速度。

关键词:氰化镀锡青铜故障及其处理方法
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