Plating Technology

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电镀常见故障及原因分析

 

一、综述

金属零件电镀层的外观检验是最基本﹐最常用的检验方法,外观不合格的镀件就无需进行其它项目的测试。检验时用目力观察﹐按照外观可将镀件分为合格的﹑有缺陷的和废品三类。

外观不良包括有针孔﹐麻点﹐起瘤﹑起皮﹑起泡﹑脱落﹑阴阳面﹑斑点﹑烧焦﹑暗影﹑树枝状和海绵状江沉积层以及应当镀覆而没有镀覆的部位等缺陷。


二、电镀常见故障及原因

1. 铬层颜色发蓝

工件颜色发蓝是酸铜缸以及半光镍缸光剂不够(酸铜开缸剂不够是主要原因),且因产品尖角太多,电流不能开大,在这两个缸的电镀时间过长,导致电镀出来后镀层颜色太哑偏蓝,套铬时发蓝。按照经验还有两个因素可以导致此问题:(a)镍槽有杂质,电镀前需要保证镍槽干净,此为主要问题;(b)铬槽导电性能不佳。

2、针孔
  针孔大多是气体(一般是氢气)在镀件表面上停留而造成的。针孔属于麻点,但针孔不同于麻点,它像流星一样,往往带有向上的尾巴,而麻点仅仅是镀层上微小的凹坑,一般是没有向上的尾巴
  
镀层出现针孔的原因有:镀前处理不良;镀液中有油或有机杂质过多;镀液中有固体微粒;防针孔剂太少;镀液中铁等异金属杂质过多;镀液pH太高或操作电流密度过大;镀液中硼酸含量太少和镀液温度太低等都会导致镀镍层产生针孔。
3
、镀层结合力不好
  
产生镀层结合力不好的原因有:镀前处理不良,零件表面有油、氧化物等;清洗水中有油或有六价铬;酸活化液中有铜、铅杂质;电镀过程中产生双性电极或断电时间过长;镀液中硼酸少、铁杂质多、pH高、有油、有机杂质或光亮剂过多等。
4
、粗糙和毛刺
  
粗糙就是镀层表面细小的凸粒。大而尖锐的凸粒叫做毛刺。镀层粗糙有的是外部因素造成的,如空气中的灰尘,抛光、磨光中的微粒进人溶液等;有的是从溶液内部产生的,如阳极袋破裂使阳极泥渣进入溶液;溶液中氯化物过多使阳极溶解过快,有小颗粒的镍从阳极转入溶液;掉人溶液中的铁零件发生溶解,铁离子进入溶液,并在较高的pH值下形成氢氧化物沉淀夹附到镀层中;使用钙含量较高的硬水,长期积累,足够量的钙在较高的温度下会形成硫酸钙沉淀;加料时原料未充分溶解,也会带进一些微粒;镀液中镍含量太高,也会导致镀层粗糙和毛刺。
5
、镀层发花
  
引起镀层发花的原因很多,如镀前处理不良,镀件表面上的油污未彻底除净,清洗水表面有油膜;底镀层表面有有机物吸附膜;镀液中有油,光剂太少或者光剂质量差;镀液pH太高或镀液浑浊等都会使镍层发花。
6
、镀层阴暗
   
镀层阴暗多数出现在低电流密度区,偶尔也有出现在中电流密度区或高电流密度区。低电流密度区镀层阴暗可能是镀液温度太高,电流密度太小,主盐浓度太低;次级光亮剂过多或镀液中有铜、锌杂质引起的;中电流密度区镀层阴暗可能是由次级光亮剂太少,有机杂质过多或有一定量的铁杂质造成的;高电流密度区镀层阴暗可能是镀液pH太高,初级光亮剂太少或镀液中有少量的铬酸盐、磷酸盐及铅杂质引起的。此外,镀前处理不良,镀件表面有碱膜或有机物吸附膜,或者底镀层不好也会导致镍层出现阴暗的现象。
7
、镀层脆性
  
镀液中次级光亮剂过多或初级光亮剂太少,铜、锌、铁或有机杂质过多,pH过高或温度过低等都会使镍层发脆。
8
、橘皮状镀层
  
在光照下,镀层呈现隐隐的波纹状现象称之谓橘皮状镀层。镀前处理不良,镀液中有油或有胶类杂质,十二烷基硫酸钠过多、异金属杂质过多或镀液中有未过滤掉的活性炭粉末等会产生橘皮状镀层。
9
、沉积速度慢,零件的深凹处镀不上镀层
  
这类故障除了偶尔真实电流密度太小而引起外,多数是镀液中有氧化剂存在。镀镍液中容易带人的氧化剂是六价铬和硝酸根。这些氧化剂能在阴极上还原,降低镀镍过程的阴极电流效率,甚至能排斥镍的沉积,使零件的深凹处镀不上镀层。

10、镀层发花或发雾

镀前处理不良,零件表面有油;清洗水或镀液中有油;阳极面积太小或太短;镀液中聚二硫二丙烷磺酸钠太多;有机杂质太多;光亮剂没有搅均或十二烷基硫酸钠太少等会造成镀层发花或发雾。

11、电镀时电流下降,电压升高

光亮硫酸盐镀铜过程中,有时会出现电流下降,电压升高的现象,这时假使关掉电源,停镀片刻,重新通电操作时,电流又上升到正常的数值,但是一会儿电流又下降了。造成这种故障的原因是阴、阳极之间的电阻增大了。那么有哪些因素会造成阴、阳极之间的电阻增大呢?镀液中硫酸铜含量偏高;硫酸含量偏低;镀液温度太低;阳极面积太小和镀液中Cl一过多等都会引起阴、阳极之间电阻增大。
12
、低电流密度区镀层不亮

在电镀铜-镍-铬或镍-铜-镍-铬的装饰性电镀体系中,光亮硫酸盐镀铜出现低电流密度区镀层不亮时,接着镀光亮镍和装饰铬,低电流密度区都不能获得光亮的镀层,从而使产品不合要求,次品率增加。引起这类故障的原因很多:预镀层低电流密度区镀层粗糙;挂具导电性不良;镀铜液中光剂偏高或偏低,镀液中一价铜较多;温度过高;硫酸含量偏低;Cl-过多或有机杂质过多等都会使低电流密度区镀层不亮。

13、镀层粗糙

预镀层太薄或粗糙;预镀镍进入硫酸盐镀铜液中未及时通电;挂具钩子上的铬层未彻底退除掉;阳极含磷量少;镀液中硫酸铜含量过高、温度过高或有铜粉及其他悬浮物存在时会使镀层出现粗糙。由于铁在硫酸盐镀铜液中的电位比铜负得多,所以预镀层太薄,铁可以通过镀层的孑L隙置换溶液中的铜,形成点状疏松的置换层,使镀层呈现粗糙的外观,预镀镍进入硫酸盐镀铜液,若不及时通电,镍也能置换铜,形成疏松、粗糙的置换层,挂具钩子上若有铬层,因铬层上再镀上去的镀层结合不牢,它会以小颗粒的形式脱落下来,落在挂具下部的零件表面上,使下面的零件镀层粗糙。

14、镀层上有麻点

阳极质量不好;预镀层上有麻点;镀液中光剂太多或硫酸含量太低等会使镀层出现麻点。磷铜阳极的质量好坏直接影响镀铜层质量。磷铜阳极含磷量忽高忽低,而且磷在铜中不能均匀的分布,使局部表面上含磷量偏低,这就有可能使镀层出现麻点或粗糙。镀铜层上的麻点,有时在镀前处理过的毛坯上或预镀层上就有了,但当时还看不出,经过镀光亮铜后,由于镀层比较光亮,麻点就比较明显了。例如在化学碱液除油或电解除油时。由于除油液使用时间较长,液面上悬浮了一层小油滴。零件从除油液中取出,这种小油滴有可能吸附在零件表面上,因为当时零件的温度较高,油滴在空气中容易干燥,导致镀铜层出现麻点。还有某些研磨过的零件,表面粘有磨光膏,假使这类磨光膏在除油时未彻底除去,那么将会带入预镀镍的溶液中,长期操作,使预镀镍溶液中胶类杂质逐渐积累,致使预镀镍层产生麻点。
15
、镀层上有条纹

镀镍溶液中有胶类杂质,使预镀层产生条纹,从而使镀铜层反映出条纹的现象;镀铜液中Cl-过多,光剂过多等会使镀铜层出现条纹。

16露铜(可清楚看見铜色或黃黑色于低电流处(凹槽处)

前处理不良,油脂、氧化物尚未除去,镀层无法析出;操作电流太低,导致低电流区镀层无法析出;光光剂过量,导致低电流区镀层无法析出。