電鍍產(chǎn)品的內(nèi)應力問題

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1、電鍍產(chǎn)品的內(nèi)應力問題電鍍鎳無論是作為防護裝飾性鍍層還是功能性鍍層都有著廣泛的用途，可以說是電鍍工業(yè)中最重要的鍍種。它是多種復合鍍層的載體，還可以與多種金屬形成合金鍍層，也是采用添加劑和光亮劑的種類和品種最多的鍍種。作為貴金屬電鍍的抗擴散中間層，其在電子電鍍中的應用也日漸增長。電鍍鎳工藝的這種廣泛的應用，促進了電鍍鎳工藝的進步，研究和應用者都提出了不少有關鍍鎳的技術報告，但是有關鍍故障排除方面的資料，則相對較少。本文擬就影響鍍鎳層內(nèi)應力的因素及排除方法加以介紹，供從事鍍鎳工藝管理和操作的同仁參考。鎳鍍層的性能及內(nèi)應力/R+

2、d3q2S4?金屬鎳本身的塑性是較好的，易于壓延，但電解鎳有較高的硬度，并且在不同的電鍍條件下所鍍得的鍍層的機械性能有很大的差異。鎳的標準電位為-0.25伏，但鎳的平衡電位和析出電位會由于電鍍條件不同而有所不同，比如當PH值為6時，可通過電極電位方程計算得知其平衡電位為-0.36伏，而當鍍液的PH值是3時，其平衡電位是-0.18伏，這種變化使氫的析出電位也隨之有所變化，這對鍍鎳層的性能是有影響的，后面將會專門的一節(jié)談PH值的影響。鍍鎳層極易鈍化，這是它具有較好耐腐蝕性的原因，但也是鍍層容易分層的原因。這種易鈍化性與其內(nèi)應

3、力是否有關聯(lián)尚有待進一步研究，但內(nèi)應力高的鍍層結(jié)合力不好已經(jīng)是公認的。電鍍層的應力是其結(jié)晶過程與冶煉學結(jié)晶過程不同而產(chǎn)生的。對鍍鎳來說，這種不同是很明顯的，尤其當使用有電鍍添加劑時，這種應力效應就更加明顯。根據(jù)添加劑所產(chǎn)生的應力的不同性質(zhì)，人們將鍍鎳添加劑分為兩類，即初級光亮劑或一類光亮劑，次級光亮劑或二類光亮劑。一般認為初級光亮劑產(chǎn)生的是壓應力，壓應力的方向是使鍍層拉伸的，也可叫做張應力，可以認為這類添加劑在鍍層結(jié)晶過程中是占據(jù)有一定晶位的，使金屬結(jié)晶發(fā)生位移，這時從金屬基體上生長出的鍍層與基體原結(jié)晶相比有向外伸長的趨

4、勢，宏觀上表現(xiàn)為張應力或者壓應力。另一類添加劑的加入會使結(jié)晶格子有向內(nèi)收縮的趨勢，這種應力稱為拉應力或收縮應力。至于為什么會從事使鍍層產(chǎn)生收縮應力，則沒有很權威的論定，筆者認為，從使用第二類光亮劑可以降低張應力的宏觀效果來看，這類添加劑是在不改變甚至加強了結(jié)晶晶面取向（有利于獲得光亮鍍層）的同時，對第一類光亮劑在晶格位的行為有所控制，從而減少了金屬結(jié)晶過程位移，使應力減小，據(jù)說調(diào)整得當時，這種應力可以趨向于零。另一個可能的原理，是這類添加劑是作用在鍵位上而不是結(jié)點上，也就是強化了鍵力而使晶格結(jié)點間距離變小，從而在宏觀上產(chǎn)

5、生收縮應力。&@6T9U4B0d3B4Z,j2x)z影響鎳鍍層內(nèi)應力的因素及排除方法,V"S:T"m+y2L在電鍍過程中，由于金屬的結(jié)晶有一定變形或有異相雜入，會產(chǎn)生一定內(nèi)應力。當內(nèi)應力較大時，表現(xiàn)在宏觀上就是鍍層硬度大，容易起皮、開裂、延展性變差。這種現(xiàn)象在鍍鎳過程中尤其明顯。影響鍍鎳層內(nèi)應力的因素較多，常見的影響因素有工藝參數(shù)方面的也有鍍液成分和雜質(zhì)方面的。PH值不正常當鍍鎳液的PH值升高時，陰極區(qū)由于有析氫現(xiàn)象而有更高的PH值，會產(chǎn)生氫氧化鎳微粒雜入鍍層，增加鍍層硬度。當希望得到較軟的鎳鍍層時，其PH值應當維持在較

6、低的范圍，比如在3.8-4.1之內(nèi)。調(diào)整時應該使用稀釋過的硫酸。+d)b5B

7、+`5J"m(SG9a!c電流密度過高而溫度又太低在高電流密度和低溫度下電鍍，鍍層的內(nèi)應力會增加。因此，應注意采用適當?shù)碾娏髅芏群捅３皱円簻囟仍诠に囈?guī)定的范圍，不應低于50攝氏度。鍍液成分的影響鍍液成分不正常也會影響鍍層的應力。當主鹽濃度過高時，尤其是氯離子過高時，鍍層的內(nèi)應力增大，比如全氯化物鍍鎳的內(nèi)應力可達280-340N/mm2,而瓦特鎳的內(nèi)應力只有140N/mm2,氨基磺酸鎳鍍鎳的內(nèi)應力最小，只在70N/mm2以內(nèi){1}。而以瓦特鎳的延

8、展性最好，可達30%。9n&^1F7g2W-K雜質(zhì)的影響這是影響鍍鎳層內(nèi)應力的最復雜因素。因為前面所說的影響因素都有工藝參數(shù)可供監(jiān)測，也容易調(diào)整。但是雜質(zhì)對電鍍過程的影響就比較難以控制，往往是在積累到一定量以后才發(fā)難，而一旦出現(xiàn)故障，排除都比較麻煩。首先是有機雜質(zhì)的影響，這多半是電鍍添加劑的過量或其分解產(chǎn)物的積累。鍍層很亮，但分散能力并不好，且很易起皮，在高電流區(qū)甚至于開裂。這時要用雙氧水處理后再加溫，然后加入活性炭處理。對于有機雜質(zhì)較多的應采用高錳酸鉀處理，這時應先調(diào)節(jié)PH值為3，再加熱到60-80。C，加入溶解好的高

9、錳酸鉀，量控制在0.3-1.5g/L以內(nèi)，強力攪拌后靜置8小時以上，過濾后調(diào)PH值到正常范圍。如果鍍液有淡紅色，可用雙氧水退去除。另有一類有機物污染用上面的方法還不足以去除，比如動物膠類雜質(zhì)，印刷線路板的溶出物等，這類雜質(zhì)只要含量在0.01-0.1g/L,就會引起鍍層起皮等。這時要用單寧酸0.03-0.05g/L加入