Загрязнения в ванне блестящего никелирования

Адам Г. Блейкли
07.02.2022 125

Предположим, вы обрабатываете детали в ванне блестящего никелирования Уоттса для автомобильной промышленности, но она, по-видимому, содержит органические и металлические загрязнения. Что вы должны сделать, чтобы обеспечить оптимальную работу ванны?

Для любых проблем при нанесении гальванических покрытий важно в первую очередь избежать попадания в неприятную ситуацию. Если ваша проблема заключается в содержании вредных металлических примесей, которые накапливаются с угрожающей скоростью, разумеется, сначала вам следует убедиться, что вы предотвращаете их попадание в ванну. Это требует тщательного наблюдения за вероятными источниками загрязнений, будь то медь от токопроводящей шины, железо, свинец и цинк из загрязненных химических компонентов и/или анодного материала, хром от подвесок и других элементов оснастки, которые были неправильно очищены или нуждаются в ремонте из-за трещин и разрушения защитного пластизольного покрытия.

Электролитическое рафинирование — проработка электролита при низкой плотности тока — может помочь удалить вредные металлические загрязнения, такие как медь, цинк, железо, свинец, кадмий и олово. При сочетании этой процедуры с окислением и обработкой активированным углем при высоком pH такие металлы, как железо, цинк, алюминий, кадмий, олово и хром будут выпадать в осадок. Обработка активированным углем в качестве решающего удара будет направлена на органические элементы.

Металлические загрязнения являются основной причиной возникновения дефектов, связанных с потемнением / появлением серого оттенка в углублениях / зонах низкой плотности тока, снижением рассеивающей способности (неоднородность по всему диапазону плотностей тока), общим потускнением, низкой пластичностью (относительное удлинение), образованием пригара на участках высокой плотности тока, потерей адгезии, снижением эффективности (избыток газа из-з поляризации), хрупкостью, питтинговой коррозией, шероховатостью, изменением цвета, отслаиванием и даже непокрытыми участками.

Если у вас возникла проблема с накоплением вредных металлических примесей в ванне блестящего никелирования, прежде всего необходимо убедиться, что вы предотвращаете их попадание. Источник фото: компании MacDermid Enthone и Coventya

Обработку при высоком pH зачастую следует начинать с добавления окислителя и в зависимости от объема органического загрязнения и типа органических соединений можно использовать перекись водорода (в концентрации ~30% H2O2) и ~0,001% или 1 галлон/1000 галлонов, более слабый из двух возможных вариантов. Изначально предпочтительнее использовать H2O2, поскольку реакция протекает с образованием остаточной воды, которая, очевидно, безвредна. Перманганат калия (KMnO4) значительно более сильный, но часто оставляет след, после чего требуется перекись (0,05 об.%) для осаждения марганца.

Если предположить, что вы имеете дело со множеством стойких органических молекул, следует начать с обработки перманганатом при высоком pH. Сначала следует перекачать раствор в чистый резервуар, поскольку не рекомендуется проводить периодическую обработку активированным углем в ванне для нанесения покрытий. Углерод может покрывать аноды и другое оборудование, вызывая серьезные проблемы при последующем нанесении покрытий, например, шероховатость. Раствор следует использовать при рабочей температуре или немного выше. Повышение температуры на 14-18ºF может удвоить электрохимическую активность любой реакции, поэтому лучше нагреть раствор до 160ºF. Важно обеспечить правильное движение раствора. Необходимо обеспечить энергичное перемешивание, чтобы максимально увеличить возможность контакта раствора с химическими реагентами.

При перемешивании сжатым воздухом достигается двойной эффект от движения раствора и окисления. Карбонат никеля (NiCO3) можно использовать как регулятор pH вместо NaOH, который может увеличить содержание натрия (Na) и хрупкость. Добавляйте NiCO3 из расчета примерно 3-6 фунтов/100 галлонов, пока pH не будет около 4,8-5,0. 0,5 унции/галлон KMnO4 следует предварительно растворить перед добавлением в ванну. Затем раствор перемешивают минимум 30 минут, а предпочтительно в 2-3 раза дольше, чтобы обеспечить необходимое время контакта перманганата с органическими веществами.

В это время можно добавить перекись, чтобы помочь удалить марганец. После завершения стадии окисления необходимо адсорбировать органические вещества, используя порошкообразный активированный уголь из расчета 0,5-1 унция/галлон или 3-6 фунтов/100 галлонов. Опять же, необходимо энергичное перемешивание, чтобы обеспечить максимальный контакт раствора с углем, что часто занимает 3-5 часов. В течение последних 30 минут следует добавить вспомогательный фильтрующий материал (часто диатомит) в два раза меньше, чем используемый активированный уголь. Затем перемешивание прекращается, и производится отстаивание в течение 4-8 часов. Затем раствор перекачивается через фильтр и анализируется с помощью титрования, измерения pH, тензиометра и ячейки Хулла на предмет того, какие добавки необходимы для достижения оптимальных характеристик. Если требуется последующее электролитическое рафинирование, следует добавлять только элементы, не потребляемые в процессе электролиза, такие как бор.

Большинство ванн после такого агрессивного воздействия будут работать оптимально, однако есть еще один вариант обработки для борьбы со всевозможными неорганическими и органическими компонентами вашей ванны. Обработка при низком pH проводится с использованием серной или соляной кислоты при pH 2,5-3,0.

Этот процесс аналогичен процессу обработки при высоком pH. Перемешивание и температура увеличиваются и добавляется перекись. Затем используется стальной катод со стандартными титановыми анодами и никелевой стружкой при соотношении A:C (анод к катоду) ~1,5:1. Затем катод покрывают никелем при 5-10 А/фут2 в течение двух часов, затем при 1-5 А/фут2 в течение еще нескольких часов в зависимости от степени загрязнения. Основным аспектом удержания загрязнений на катоде и вне ванны является увеличение тока до 50 А/фут2 в течение последних 5-10 минут этого процесса, а затем немедленное удаление пластины после отключения тока, чтобы избежать повторного растворения металлов в растворе. Ячейка Хулла может дать представление о необходимой продолжительности процесса.

Несмотря на то, что ванны блестящего никелирования достаточно устойчивы и могут быть излечены практически от любого заболевания, независимо от тяжести диагноза, важно помнить, что этих длительных и дорогостоящих процедур можно избежать, выполняя своевременное профилактическое обслуживание.

Адам Г. Блейкли, MACDERMID ENTHONE INDUSTRIAL SOLUTIONS

Связаться с нами

Готово, ваша заявка успешно отправлена.
Ошибка, попробуйте обновить страницу и попробовать снова.

Вам будет интересно

Золочение: твердое или мягкое
Золочение: твердое или мягкое
Чтобы правильно определить, какой тип золотого гальванопокрытия лучше подойдет для конкретного применения, необходимо рассмотреть пять…
Мэтт Линдстедт
08.10.2019
1657
Прямая металлизация изделий из пластика
Прямая металлизация изделий из пластика
Новое сочетание осаждения погружением меди и автокаталитического осаждения оксида меди (I) позволяет снизить концентрацию палладия…
Константин Шварц, Джозеф Арнольд
29.04.2021
216
Коррозионностойкие покрытия нового поколения для электроники
Коррозионностойкие покрытия нового поколения для электроники
Необходимость в повышении надежности привела к введению более жестких требований
Роб Скетти
14.09.2021
249
Предотвращение катастроф в гальванических ваннах
Предотвращение катастроф в гальванических ваннах
Около 75% пользователей технологических резервуаров сообщают о сбоях в работе. Мы расскажем, как этого избежать.
Кертис Год
21.04.2021
235
Заключительная обработка анодированных покрытий.
Заключительная обработка анодированных покрытий.
Для заключительной обработки анодированных покрытий обычно применяется две технологии: уплотнение в горячей воде при температуре…
П. Волк, К. Вейгельт
19.10.2020
339
Найти и обезвредить: проблемы с электролитом химического никелирования
Найти и обезвредить: проблемы с электролитом химического никелирования
Химическое никелирование – автокаталитический процесс, основанный на реакции химического восстановления ионов никеля при их осаждении…
Сударшан Лал, доктор наук
12.07.2018
5751
Ванны химического никелирования становятся проще
Ванны химического никелирования становятся проще
Как Мичиганский цех перешел на одностадийный процесс, чтобы повысить уровень блеска. Компания Classic Plating использует…
Тим Пеннингтон
05.11.2020
399
Электрохимические ячейки и их применение в практике осаждения гальванических покрытий
Электрохимические ячейки и их применение в практике осаждения гальванических покрытий
Оснащение гальванических цехов оборудованием для автоматического контроля и корректировки состава электролитов по основным компонентам и…
Горкер Л.С., к.т.н., Израиль
07.08.2018
4566
Декоративные особенности текстурированных металлолаковых покрытий
Декоративные особенности текстурированных металлолаковых покрытий
Рассмотрены декоративные особенности поверхности различных металлов после текстурирования и электрохимического тонирования.
Т.В. Ершова, Т.Ф. Юдина, Т. В. Щапова, М.С. Чайка, Ивановский ГХТУ
12.07.2018
695