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电镀生产中阳极维护与控制
发布:2021-7-21

作者:潘国锋

来源:电镀工匠(diandugongjiang)


电镀是一种电化学过程,也是一种氧化还原过程。电镀时,以被镀零件为阴极,以金属或不溶性材料为阳极。电镀生产中,阴极过程和阳极过程是一对相互依存的矛盾。阴极过程往往是矛盾的主要方面,研究工作较多,但阳极过程往往由于缺乏足够的重视而引起电镀故障。


1阳极的分类、选择与作用

1.1阳极的分类  

    电镀生产中,阳极可分为不溶性阳极和可溶性阳极。不溶性阳极的作用是导电和控制电流在阴极表面的分布。可溶性阳极除此之外还有向镀液中补充放电金属离子的作用。在绝大部分的镀种和镀液中采用可溶性阳极,其理由为:(1)镀层金属离子的质量浓度易于控制;(2)镀液成分比较稳定;(3)镀液的pH值稳定;(4)镀液维护费用低。某些特殊镀液选用不溶性阳极,如六价铬镀铬等。

1.2理想的阳极应具备的条件    

    可溶性阳极应具备以下条件:(1)溶解性能好,极限电流密度高;(2)阳极和阴极电流效率接近;(3)溶解均匀,尽量避免产生阳极泥;(4)应有足够的纯度,以免可溶性杂质污染镀液。    不溶性阳极应具有良好的导电性以及较高的化学和电化学稳定性。

1.3阳极的作用    

    阳极的作用体现在以下几方面:(1)与阴极、镀液组成电解池闭合回路,传导电流并进行氧化反应;(2)发生化学和电化学溶解,产生金属离子,补充阴极沉积的金属离子;(3)保持镀液稳定;(4)改变阴极工艺参数,改善电力线分布、镀液的分散能力以及降低电镀生产成本。

2阳极过程的特点 

    阳极过程在不同的电位范围内有不同的规律。随着电位的变化,阳极的溶解速率发生变化,当达到临界钝化电流密度时,阳极将产生钝化,溶解速率降低。钝化过程是阳极过程的特殊规律,在电镀生产中通过调整工艺可使其活化,恢复正常。

3影响阳极过程的因素

(1)金属本性    

    有些金属比较容易钝化,如铬、镍、钛等;有些金属不容易钝化,如铜、银等。

(2)镀液成分

    在镀液中有些成分能使阳极活化,促进阳极溶解;而有些成分会使阳极钝化,如氰化物镀液中的碳酸盐。

(3)酸碱性

    一般在酸性镀液中金属阳极不易钝化。

(4)工作条件

    提高电流密度可以加速阳极溶解,但当其大于临界值时,将显著加速阳极钝化。温度低时,阳极易钝化。阳极面积偏小时,易钝化。4阳极的控制与维护

(1)应选用纯度高的压延阳极,既可以提高阳极电流密度,又可以达到阳极溶解的均匀性,减少阳极泥产生,从而使阳极难以被钝化。(2)应使镀件主要面与阳极平行,缩小阴极不同部位与阳极间的距离,必要时可选用象形或辅助阳极。

(3)在生产中依据阴极电流密度及阴、阳极面积比来确定阳极的布置。通过阳极来改善电流密度在阴极的分布,从而合理保持镀液稳定。一般镀种的阳极面积应大于阴极面积。

(4)可溶性阳极和不溶性阳极的面积比是保证阳极正常溶解,防止阳极钝化和保持镀液稳定的有效方法。

(5)杜绝挂钩等不良现象,加强阳极板和极袋的清洗维护是确保阳极正常工作的重要措施。

5防止及辨析阳极钝化的方法

(1)掌握好阴、阳极面积比与电流密度。这是防止阳极钝化,保证阳极正常溶解的有效措施。只有阴、阳极面积比以及电流密度与工艺规范相适应时,才能使阳极正常溶解而防止钝化。

(2)阳极钝化可以从整流器电压突然升高觉察到。在同一槽中,如槽电压突然升高,则表明电镀不正常,在排除导电棒接触不良后,可以推断阳极钝化。

(3)从阳极的表面状况来识别钝化。如镀锌的阳极锌板应为灰黑色,而白色即为钝化;酸性镀锡钝化为黑色膜发灰;镍正常时为灰白色,钝化后为红褐色等。

(4)各种电镀工艺有不同的温度要求。温度过高或过低均对阳极溶解及钝化有直接的影响,要将其控制在工作范围内。

(5)选用纯度高的压延阳极,要依据工艺要求选择合金阳极。

6结语 

    电镀生产过程中阳极发生的行为比阴极发生的行为复杂得多,应合理控制生产工艺,保证镀液工艺规范,合理布置阴、阳极面积和数量。根据不同工艺要求,利用阳极特性来稳定工艺,也是提高电镀质量,减少故障和损失的有效途径。


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