Потускнение деталей после обработки

Блеск и зеркальная отражательная способность после обработке в щелочной цинк-никелевой ванне может снижаться из-за нескольких факторов. Важное значение имеет материал, температура, плотность тока, удельный вес, содержание основных металлов (Ni и Zn) и концентрация щелочи. Концентрации запатентованных добавок (комплексообразователи, блескообразователи и носители) также важны, однако большинство специалистов обеспечивает необходимое содержание добавок с помощью автоматической насосной системы.

Материал: из хама не выйдет пана. Тщательный осмотр детали позволяет убедиться, что на изделии нет заметных неровностей, которые будут еще больше выделяться после нанесения покрытия.

Температура: высокая температура снижает действие блескообразователей из-за их летучести. Низкая температура позволяет поддерживать блескообразование при высокой и средней плотности тока, но может снизить скорость осаждения покрытия и блескообразование при низкой плотности тока.

Плотность тока: плотность тока выше оптимального диапазона (часто 15-25 А/фут) будет оказывать незначительное влияние на эффективность блескообразователя, поскольку скорость разложения увеличивается с повышением степени окисления и гидролиза. Для блескообразователя предпочтительна более низкая плотность тока, но ее слишком низкие значения также могут оказать негативное воздействие на блескообразователь, процентное содержание сплава и скорость нанесения покрытия.

Удельный вес: высокие значения, выше 1,22 г/см3 (из-за накопления продуктов разложения добавок, карбонатов, сульфатов и других загрязнений металлами и солями), негативно влияют на функциональность добавок. Для решения этой проблемы необходимо периодическое разбавление ванны.

Цинк: Ванны с низким содержанием металлического цинка (~5-7 г/л) зачастую обеспечивают более высокий уровень блеска, даже при низкой плотности тока, и хорошую рассеивающую способность, но больше подвержены образованию пригара. Такие ванны используются для обработки деталей сложной формы, часто в ущерб скорости нанесения и устойчивости к загрязнениям, чтобы сэкономить на запатентованных добавках. Ванны с высоким содержанием металлического цинка (~7-9 г/л) обеспечивают более высокую скорость осаждения покрытия и менее чувствительны к примесям, содержат большее количество добавок и имеют более низкую кроющую и рассеивающую способность, что ограничивает универсальность. В данном случае недостатков больше, чем преимуществ, поскольку эти ванны склонны к образованию пригара, неоднородной толщине, недостаточному блеску при низких плотностях тока и слабой пассивации.

Гидроксид натрия (NaOH — каустическая сода): низкая концентрация гидроксида незначительно снижает блеск покрытия, но ее повышение может улучшить блескообразование благодаря общему положительному влиянию этого иона на проводимость электролита. Однако концентрация выше стандартной ~130-145 г/л может ускорить потребление запатентованных добавок, включая блескообразователи. Соотношение гидроксида натрия к цинку (130:6), возможно, более важно, поскольку при более высоком значении повышается блескообразование, особенно при низкой плотности тока.

Никель: повышенное содержание никеля частично способствует блескообразованию, предотвращению пригара, повышению рассеивающей способности и блескообразованию при низких плотностях тока, но следует учитывать и негативные последствия, такие как снижение скорости осаждения покрытия, пластичности и коррозионной стойкости (когда содержание никеля превышает 18%). Абсолютная концентрация никеля менее важна, чем соотношение цинк/никель, которое должно оставаться в пределах 5-7:1.

Комплесообразователь-цинк: эти запатентованные компоненты добавляют для блескообразования в соответствии со стандартными рекомендациями и техническими требованиями, поскольку из-за недостатка ионов цинка возникает тенденция к большему осаждению никеля. Как правило, при большем содержании никеля автоматически повышается блескообразование. Недостаток комплексообразователя-цинка негативно влияет на все основные параметры процесса осаждения. Поскольку металлический цинк оказывает наибольшее влияние на характеристики и качество ванны, это означает, что данный комплексообразователь, вероятно, является вторым самым важным компонентом. Избыток комплексообразователя может привести к образованию масляного осадка, повышению удельного веса (см. выше) и пенообразованию, которое негативно отразится на внешнем виде изделия.

Блескообразователь 1-го класса: этот компонент, несомненно, в первую очередь отвечает за блеск покрытия, однако его избыток может негативно повлиять на скорость осаждения покрытия и адгезию. Низкое содержание блескообразователя ухудшает внешний вид, способствует образованию пригара и потускнению при низких плотностях тока.

Блескообразователи 2-го класса: зачастую направлен на зоны низкой плотности тока, способствует осаждению покрытия и повышает кроющую и рассеивающую способность электролита. Избыток часто приводит к пожелтению при низких плотностях тока и повышению содержания никелевого сплава, что, в свою очередь, влияет на способность к пассивации и коррозионную стойкость.

Водоулучшающие средства / измельчители зерна: водоулучшающие средства и измельчители зерна используют вместе с добавками NaOH и обычно их высокое содержание предпочтительно, когда важны такие факторы, как блеск и качество покрытия при низких плотностях тока. Недостаток этих компонентов более негативно сказывается на качестве покрытия, чем их избыток, хотя слишком большое содержание может снизить скорость осаждения.

Основной комплексообразователь-никель: этот компонент способствует блескообразованию, обеспечивая равновесное содержание никелевого сплава, и может использоваться для предотвращения образования пригара и улучшения характеристик при низких плотностях тока. Его избыток может привести к образованию шероховатой, зернистой структуры, однако недостаток еще более губителен, поскольку вызывает проблемы с низким содержанием никелевого сплава, низким уровнем блеска и слабой способностью к пассивации, что, в свою очередь, скажется на коррозионной стойкости.

Дополнительный комплексообразователь-никель: этот компонент зачастую направлен на зоны низкой плотности тока. Его избыток оказывает негативное влияние на блескообразование, вызывает образование пригара, зернистой структуры покрытия и снижение скорости осаждения. При недостаточном количестве снижается блескообразование в зонах низких плотностей тока и контроль содержания никелевого сплава.

Носители, инициаторы, основные добавки: зачастую смешиваются с помощью автоматического насоса, как и многие другие запатентованные компоненты. Эти компоненты улучшают блескообразование, распределение сплава и толщины покрытия и устойчивость к пригару. Повышенное содержание может улучшить блескообразование, поскольку эти добавки часто работают совместно с блескообразователями, но может и привести к снижению скорости осаждения и содержания никеля. Недостаточное количество добавок более губительно сказывается на качестве ванны, сводя на нет многие описанные выше преимущества.

Смачиватели и поверхностно-активные вещества: эти компоненты редко влияют на блескообразование, но, согласно некоторым данным, улучшают рассеивающую способность, которая, в свою очередь, может улучшить блескообразование.

Заключение. Недостаток блеска — распространенная проблема, возникающая при щелочной обработке в цинк-никелевой ванне, которая чаще всего связана с низким содержанием никелевого сплава, высокой или низкой концентрацией каустической соды, высоким удельным весом (остаточные загрязнения) и, что более очевидно, с низким содержанием блескообразователя или даже просто с использованием некачественного материала. Помимо всех этих очевидных причин, специалист также должен учитывать дополнительные факторы. Он должен убедиться, что температура, плотность тока и содержание металлического цинка не слишком высоки, а также обеспечить оптимальную скорость подачи следующих компонентов: комплексообразователь-цинк, блескообразователи 1-го и 2-го класса, водоулучшающие и умягчающие средства, основной и дополнительный комплексообразователь-никель, инициаторы и основные добавки. Применение этих методов позволит обеспечить стойкий блеск.

Адам Блейкли — директор технической службы в компании MacDermid Enthone Industrial Solutions.

Сайт: http://www.macdermidenthone.com.