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盐雾试验过不了?那是你的镀层的孔隙率高了!


浏览次数:228 2018-02-24 11:28:22

 

一.镀层的孔隙率

 

 

镀层的孔隙率是指单位面积(cm 2 )上镀层孔隙的平均个数。

 

孔隙率可用贴滤纸法测定。不同基体或底镀层上镀层孔隙率的测定用溶液及测定方法,在许多电镀手册上均可查到,不再赘述。利用中性盐雾(NSS)试验、铜加速醋酸盐雾(CASS)试验等加速腐蚀试验也可对孔隙率进行相对比较。在钢铁件上镀单层或多层镍铬后检查贯穿至基体的孔隙,则可采用下述快捷方法:将镀件置于光亮酸铜液中浸泡几十秒,取出后直接观察产生红色置换铜的情况。钢铁件上单层铬的裂纹状态也可用此法大致判定。

二.影响镀层孔隙率的主要因素

 

 (1) 镀层越薄,孔隙率越高。

 

电沉积时总是先在工件表面活性点上产生镀层结晶,然后由点到面形成完整覆盖层。即使表面全无机械缺陷,当镀层过薄而不能形成完整覆盖层时,必然留下孔隙。而实际制件表面不可能呈理想状态,总存在孔眼、裂纹、剪切面等极度粗糙的缺陷。当镀层厚度不足以完全遮盖这些缺陷时,则会形成孔眼、裂纹等。任何工艺都有一个基本无孔的最低镀层厚度。一般认为,镀镍层厚度不能低于 24 μm(但现今镍价太贵,一般产品均未达到此要求)。当将镀铜用于局部防渗碳、渗氮时,要求镀层基本无孔则一般要镀数小时才行。镀液的阴极电流效率越低,分散能力与深镀能力越差,整平作用越差,则工件深凹处镀层薄,孔隙率高。

(2) 基体表面粗糙度越大,孔隙率越高。

 

即基体表面平整光亮性越差,孔隙率越高。重视镀前基体磨抛及材料的防锈保护,不只是一个外观好坏的问题,对孔隙率影响也明显。

(3) 多层镀的情况。

 

多层电镀时,由于柱状沉积与层状沉积的孔隙率不一样,孔眼位置也不一样,有的能相互遮盖,有助于减少贯穿至基体的孔隙率。采用厚铜薄镍的工艺时,若亮镍层过薄,其孔隙率高,贯穿至基体的孔隙率低,但亮镍的孔隙造成铜层易腐蚀而使镍层上泛白灰,甚至长铜绿。塑料本身不会生锈,但塑料电镀必须镀光亮酸铜,若其上镍层孔隙率高,镀后底铜会因腐蚀而长铜绿。此时相当于铜件电镀,当要求防蚀性高时,其上还得镀双镍、三镍等。当亮镍上所镀装饰铬过厚时,铬层的巨大收缩应力甚至会将亮镍拉裂,使裂纹贯穿至基体。

(4) 镀液清洁程度的影响。

 

从产生非气体针孔、麻点的原因分析可知,镀液中的各种杂质越少,产生的针孔、麻点就越少。因此,保证镀液高度清洁是降低镀层孔隙率的有效手段。我们参观过深圳一家电镀厂,高光冷轧果盘镀 5 min 单层亮镍(属阴极性镀层)后套铬,可保存两年不生锈。除基体本身平整光亮外,诀窍在于对亮镍液用大流量过滤机循环过滤,亮镍液几乎清澈见底,镀层孔隙率很低。

(5) 直流电源波形的影响。

 

现代电镀认为,采用脉冲电镀能极大程度地降低镀层孔隙率。这对贵金属电镀尤其重要,因为脉冲镀可在同等孔隙率下减薄镀层厚度,节省成本。

三.镀层针孔、麻点的危害及补救措施

 

阴极性镀层尤应注重保证低的孔隙率,原因是其仅起机械保护作用而无电化学防蚀能力。在潮湿环境下发生电化学腐蚀时,通过孔眼,基体或底镀层反而先受腐蚀。当腐蚀由小点扩大为大点时产品外观已遭损坏,显得锈迹斑斑。

阳极性镀层是靠镀层本身先腐蚀而起到保护作用的。但当镀层薄、孔隙率高时,抗蚀力也大大下降。随着腐蚀的进行,孔眼周围的镀层因腐蚀而被消耗,孔眼逐渐扩大,形成原电池腐蚀的电流传输电阻加大,阳极保护作用越来越弱,暴露点处的基体直接与腐蚀介质接触的面不断扩大,距离中心点远处的镀层也“鞭长莫及”,起不到防蚀作用,同样由点到面形成锈蚀。

最后.减少镀层孔隙率影响的措施有:

 

(1) 加强镀前处理,保证制件高度洁净,尽量平整光亮。

(2) 加强镀液循环过滤与翻槽过滤,保持镀液高度清洁。

(3) 尽量提高镀液的阴极电流效率、分散能力、深镀能力与整平能力。

(4) 采用封闭手段。要电镀具有深盲孔的电池钢壳一类工件,即使采用深孔镀镍专用添加剂滚镀1 ~ 2 h,盲孔内部的镍层也很薄,孔隙率很高,甚至在清洗后干燥稍慢就会起水锈而泛黄。要求其保存约一年不生锈,在滚镀后要立刻进行“漂白─中和─封闭”的处理,再甩干、烘干。现已有诸如水溶性清漆、水溶性蜡封剂、镀镍封闭剂等产品问世,但也不宜盲目采用,应在预先经过认真试验,确认对自己加工的产品适用,在用户许可的前提下再采用。纳米封闭则是在镀液中加入纳米级无机或有机微粒,在电沉积的同时进行实质为复合电沉积的封孔电镀,其封闭性能更好。但“纳米镍封”之类的工业化大规模应用尚有许多技术(如纳米分散剂与镀液光亮剂的兼容性)及设备问题需要解决。

(5) 腐蚀电流分散法。腐蚀总是先从孔眼处开始,腐蚀电流集中在孔眼处。若设法将腐蚀电流分散开来,则可降低腐蚀电流密度,使腐蚀在大面积下均匀进行,反而能延长总的耐腐蚀时间。如镀镍后进行镍封再形成微孔铬,或采用微裂纹镍、微裂纹硬铬等。

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