2016年2月3日星期三

堿性鍍錫故障及其處理方法:錫陽極呈灰白色



可能原因
原因分析及發色處理處理方法

正常生產中釗陽極應處於鈍化狀態,陽極表面有黃綠色的鈍化膜,此時,陽極以錫酸鹽(Sn4+)形式進行溶解。若陽極表面沒有形成膜,則呈灰白色,那麼陽極處於活化狀態,它就以亞錫酸鹽(Sn2+)形式溶解。結果鍍液中Sn2+會逐漸增多

陽極電流密度/A.dm-2
堿性鍍液中錫陽極行為
中的曲線ABCDE表示電壓與陽極電流密度之間的關系曲線。由A點開始,電流密度隨AB線的上升,電壓慢慢增加,陽極處於活化狀態,以Sn2+的形式溶解,陽極呈灰白色的外觀。當電流密度達到C點時,電壓突然沿CD線上升,此時,陽極處於鈍化狀態,其表面形成黃綠色的膜,並開始以Sn4+的形式溶解。C點的電流密度稱為錫陽極的致鈍電流密度(或稱臨界陽極電流密度)。如果沿DE線繼續
(1)陽極電流密度過小

續:上述故障現像處理方法
(1)陽極電流密度過小
增加電流密度,鈍化膜逐漸轉黑,使陽極處於過鈍化狀態。氧氣急劇析出,並使錫表現為不溶性陽極,使槽液中的錫含量下降,直至被耗盡。到達曲線D點以後,如果降低電流密度,那麼電流一電壓曲線按虛線DF變化。陽極的黃綠色鈍化膜仍保持著,錫仍以Sn2+形式溶解,因此DF部分是否合理的操作範圍。如果電流密度繼續降低,則曲線沿FG移動,而陽極膜完全消失,錫又以Sn2+形式溶解
由以上的分析可知,錫陽極表面呈灰白色,主要是由於錫陽極電流密度過小所引起的
處理方法:減小陽極面積,工件入槽時以大的電流密度(4~6A/dm2)衝擊,使掛入的陽極進入鈍化狀態,然後逐步增加陽極面積。當所有的陽極表面呈黃綠色的鈍化膜後,再減少電流密度到操作範圍內
(2)鍍液的溫度過高
鍍液溫度過高,陽極表面的黃綠色的鈍化膜脫落,陽極呈灰白色,容易產生Sn2+
處理方法:控制鍍液的溫度至標准值
(3)電鍍過程中斷電
電鍍過程中不允許斷電,若斷電lmin以上,黃綠色的鈍化膜被溶解,陽極呈灰白色
處理方法:重新鈍化處理
(4)游離堿含量過高
鍍液中游離堿含量過高,陽極表面的黃綠色鈍化膜被溶解,陽極呈灰白色
處理方法:用l+9的冰醋酸溶液,降低游離堿的含量。通常NaOH控制在7~15g/L,KOH控制在10~20g/L
(5)陽極杆與陽極掛鉤接觸不良
陽極杆與陽極掛鉤如接觸不良,少數沒有均勻分配電流的陽極,也會處於活化狀態,陽極電流密度過小,其表面的、黃綠色鈍化膜被溶解而呈灰白色
處理方法:加強導電觸點的維護保養,保證導電良好


可以做陽極氧化處理的壓鑄鋁合金



在選取氧化工藝之前,應對鋁或鋁合金材質情況有所硬陽處理了解,因為,材料質量的優劣、所含成份的不同,是會直接影響到鋁制品陽極氧化後的質量的。關於這一點,陽極處理洪九德、範濟同志已有專門論述(參看《電鍍與塗飾》1982年第2期p。27)。

比如,鋁材表面如有氣泡、劃痕、起皮、粗糙等缺陷,經陽極氧化後,所有疵病依然會顯露出來。電鍍而合金成份,對陽極氧化後的表面外觀,也產生直接的影響。

比如,含1~2%錳的鋁合金,氧化後呈棕藍色,隨鋁材中含錳量的增加,氧化後的表面色澤從棕藍色到深棕色轉化。含硅0。6~1。5%的鋁合金,氧化後呈灰色,含硅3~6%時,呈白灰色。含鋅的呈乳濁色,含鉻的呈金黃至灰色的不均勻色調,含鎳的呈淡黃色。一般而言,只有含鎂和含鈦量大於5%的鋁含金鋁表面處理,經氧化後可以得到無色透明且光亮、光潔的外觀。

最後顏色不是氧化上去的,最少國內沒有,聽說過意大利有這種技術,國內程引進過,但技術和成本要求都非常高,沒有成功。

國內顏色分兩種,一種是電解著色,一種是染色。染色基本什麼顏色都有,而電解著色就比較少了,可以做,黑色,古銅色,香檳色,金黃色,仿不鏽鋼色。


鋁合金表面陽極氧化處理及膜層的散熱性能


  發光二極管(LED)芯片已被普遍應用於照明產品散熱能力鋁表面處理是影響LED效率的重要因素散熱基板是LED散熱通道的關鍵部分應具備高導熱性、高電絕緣性。陽極氧化可提高鉬材表面硬度,改善其耐蝕性、耐磨性及電絕緣性極氧化鉬膜具有高導熱率,納米陽極氧化鉬薄膜已被廣泛應用於納米模板、光學及光電材料、催化材料、磁性材料等領域。陽極氧化鉬膜具有絕緣性及較高的導熱性能,將陽極氧化應用於LED基板斑可保證鉬基板的絕緣性能,還可提高大功率LED的散熱能力具應用前景,但目前對此尚無系統研究。

陽極氧化采用RXBN~605D直流電源恆流模式汾別在硫酸和草酸體系中進行陽極氧化:2種體系中電流密度均為0。4~5。3A/dm2度均為室溫;硫酸體系中硫酸液濃度為0。4~1。2mol/L行電極間距為3。0,7。5cm射間為40min;草酸體系中草酸濃度為0。30~0。55mol/L冉極間距為3。cm對間為60min將陽極處理陽極氧化試樣依次置於無水乙醇和去離子水中清洗1min供干。

測試分析采用EOL5600LV掃描電鏡(SEM>觀察氧化膜的表面和截面B。采用高壓電源(ZCtek7122交直流耐壓/絕緣電阻測試儀)擊穿氧化膜,測試其耐電壓性能。

  利用定值電阻通電發熱模擬led工作升溫過程采用TM-902C型表面溫度電鍍熱電偶測試氧化膜表面溫度隨時間的變化,研究氧化膜鋁基板的散熱性能:先將定值電阻用銀漿固定在基板中心模擬LED熱源在氧化膜表面上電阻的兩個正交方向不同距離處選取3個點,每30s測1/欠溫度。

硫酸體系中

電流密度與電極間距的影響0cm,電解液濃度為0。8mol/L時不同電流密度氧化膜的表面和截面SEM形貌。
  逐漸硬陽處理減小膜表面更平整,電流密度為時氧化膜孔徑達26nm,孔洞密度約為31個/(200nmX200nm>之後膜逐漸變粗糙。這是因為電流密度較小時,陽極氧化作用較弱,鋁基板表面不芫全平整,氧化膜表面存在缺陷;當電流密度增加時,缺陷處形成高電場密度在大電流作用下孔洞變大表面的凸起會被腐蝕;電流進一步增加,反應過於激烈,氧化膜表面出現不規則孔洞結構。
  從可知:氧化膜與鋁基板界面明顯氧化膜孔洞生長方向垂直鋁板表面隨電流密度上升,膜厚先增大後減小當電流密度為3。9A/dm2時膜厚達21pm。和為電極間距為發色處理7。 5cm,電解液濃度為0。8mol/L不同電流密度下氧化膜的表面與截面SEM形貌。由可知:氧化膜表面呈現均勻納米級孔洞結構隨著電流密度的增加,膜孔徑逐漸增大,孔洞密度氧化膜的截面SEM形貌由與可知:隨著電流密度的增加,氧化膜孔洞尺寸及厚度逐漸增大,當電流密度為時氧化膜厚達24pm,孔徑為25nm,孔洞密度約為28對比、可知:電流密度為間距為3。0cm時,氧化膜表面已出現疏松孔洞結構,而電極間距為7。5cm時,氧化鋁膜表面孔洞結構整齊、致密;電極間距較大(7。 5cm)時,可在較大電流密度下,制得孔洞密度較低的氧化膜。由此推測,電極間距較小時表面氧化作用較強,使得氧化鋁膜成孔速度高孔壁變薄,使得膜孔間距變小,膜厚減少由此可見在硫酸體系中,電極間距較大時,制得的氧化膜更致密。

酸性光亮鍍銅對電鍍陽極檢測



電鍍的陽極是為電鍍過程提供導電作用電鍍和提供主鹽金屬離子重要材料,當然也有用只起導電作用而不提供金屬離子的不溶性陽極的情況,但大多數還是采用的可溶性陽極。電鍍陽極的檢測主要就是指可溶性陽極的檢測。

對可溶性陽極而言,最主要的檢測項目是金屬的純度和雜質的成分和含量。對於大多數可溶性陽極處理陽極,工藝規定的純度要鋁表面處理求為99.99%,即常說的四個9的級別。但是實際生產中所用的陽極材料,往往達不到這個級別,只有三個9或更低的級別。這就意味著陽極中的雜質含量較高,這對於電鍍的質量是硬陽處理一個隱患。長期使用雜質含量高的陽極,雜質金發色處理屬離子會進入鍍液而在陰極與鍍層共沉積,成為影響鍍層質量的不利因素,並且還排除困難。

因此,對於陽極的純度要進行檢測,一般需要以微量分析的物理方法如光譜法、電子探針法等進行精確的分析,這在電鍍企業是難以實現的,需要委托專業的機構進行測定。


酸性光亮鍍銅對陽極的要求



在酸性鍍銅溶液中的銅離子主要靠陽極的陽極處理正常溶解來補充。在一般電鍍的電鍍中,為了避免雜質進入鍍液而造成故障,常采用高純度的金屬作為陽極。在酸性鍍銅體系中,若采用紫銅作為陽極,將會產生大量的陽極泥渣,在氣體攪拌或移動陰極的情況下,泥渣易掉落而污染鍍液,因此這種陽極雖然純度很高,但銅粉嚴重,容易導致鍍層表面粗糙,甚至使鍍層不亮,影響了鍍層質量。時間研究證明:在銅陽極中摻入少量的磷,組成磷銅陽極可是上述現像在很大程度上受到抑制。陽極中的含磷量以0鋁表面處理。1~0。6%為宜。摻磷要求均勻,最好采用鋼模澆鑄,成型後的陽極銅若能經過壓制硬陽處理和鍛打就更為理想。

初次使用的陽極應進行表面刷洗,並放置在稀硫酸溶液中浸泡2~3小時(防止浮銅離子進入溶液)。陽極掛入鍍槽後,應保持陰、陽極面積比為1:2~3,使陽極電流密度不致過高。正常溶解的陽極,表面應有一層疏松的黑色膜或稠狀的烏黑模,若抹去黑膜,陽極則露出冰花似的結晶花紋。

此外,還要考慮硫酸濃度對陽極溶解的影響,當溫度較低或硫酸含量較高時,溶液中硫酸銅濃度接近飽和,陽極邊緣及下端可觀察到藍色硫酸銅結晶,它將阻止電流通過,容易引起陽極鈍化。 發色處理