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電鍍工藝過程是由鍍前處理、電鍍和鍍后處理組成的。其中電鍍又包括單層或者多層電鍍等工序，在多層電鍍工序的工藝流程中，一旦出現(xiàn)電鍍故障，工程技術(shù)人員要從理論的高度，分析產(chǎn)生故障的可能原因，結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際狀況和一定的診斷方法，通過合理、科學(xué)的試驗(yàn)方法，逐項(xiàng)排除，找到故障的真正原因，確定處理故障的合理方法。常用的診斷和試驗(yàn)方法如下：
跳越試驗(yàn) 跳越試驗(yàn)就是跳越電鍍過程中某一可能產(chǎn)生電鍍故障的工序后，進(jìn)行電鍍試驗(yàn)的方法。例如：電鍍工藝流程為：前處理→預(yù)鍍鎳→光亮酸性鍍銅→光亮鍍鎳……，在鍍鎳過程中出現(xiàn)了發(fā)花的現(xiàn)象。 鍍鎳層發(fā)花可能是在光亮鍍鎳液中產(chǎn)生的，也可能在光亮酸性鍍銅中產(chǎn)生的，還有可能在預(yù)鍍鎳或前處理過程中產(chǎn)生。為了找到故障的原因，可以先跳過光亮酸性鍍銅，電鍍工藝流程修改為：前處理→預(yù)鍍鎳→光亮鍍鎳……。假設(shè)跳過光亮酸性鍍銅后，鍍鎳層發(fā)花的現(xiàn)象消失，說明故障產(chǎn)生于光亮酸性鍍銅工序(即產(chǎn)生于跳越掉的工序)。同理，可以在前處理后，直接鍍光亮鎳同時(shí)跳越掉預(yù)鍍鎳和光亮酸性鍍銅，診斷故障是否與預(yù)鍍鎳有關(guān)。使用跳越試驗(yàn)的診斷方法，可以確定部分故障 的起源。 對比試驗(yàn) 對比試驗(yàn)就是用已知沒有故障的溶液與可能有故障的溶液進(jìn)行對比試驗(yàn)的方法。例如，還是以上述鍍鎳層發(fā)花的故障為例，可以在前處理→預(yù)鍍鎳→光亮酸性鍍銅后，改用已知沒有故障的光亮鍍鎳液與原來的光亮鍍鎳液進(jìn)行對比。若改用已知沒有故障的光亮鍍鎳液后，鍍鎳層發(fā)花現(xiàn)象消失，則故障產(chǎn)生于原來的光亮鍍鎳液;若改用已知沒有故障的光亮鍍鎳液后，鍍鎳層發(fā)花現(xiàn)象依然存在，則故障產(chǎn)生于光亮鍍鎳以前的有關(guān)工序。然后再用其他的已知沒有故障的鍍液(或槽液)進(jìn)行對比試驗(yàn)。例如，用良好的前處理與原來的前處理工序進(jìn)行一一對比，反復(fù)試驗(yàn)，逐工序排除，找到產(chǎn)生故障的真正原因。如上述故障，在把鍍件經(jīng)良好前處理后，跳越掉預(yù)鍍鎳和光亮酸性鍍銅，直接進(jìn)入原光亮鍍鎳液中電鍍。若這樣所得的光亮鎳層不出現(xiàn)發(fā)花現(xiàn)象，說明故障產(chǎn)生于光亮鍍鎳以前，原光亮鍍鎳液就沒有問題。 在做對比試驗(yàn)時(shí)，需要有一個(gè)已知的沒有故障的鍍液(或槽液)，那么，如何獲得這種沒有故障的溶液呢?假如一個(gè)工廠有幾條相同的電鍍生產(chǎn)線(或槽液)，其中一條(或個(gè))有故障，其他沒有故障的話，那么，沒有故障的電鍍生產(chǎn)線(或槽液)就可以作為“已知的沒有故障的生產(chǎn)線(或槽液)”，或者使用合格的原料，重新配制溶液(或槽液)作為“已知的沒有故障的溶液(或槽液)”進(jìn)行對比試驗(yàn)。 改變零件的裝掛方式或重新設(shè)計(jì)掛具試驗(yàn) 俗話說，“七分掛具，三分技術(shù)”。有些電鍍故障，經(jīng)常出現(xiàn)在零件的固定部位(或固定區(qū)域)或掛具上的確定位置上，出現(xiàn)這種故障時(shí)，可以用改變零件的裝掛位置、裝掛方向或重新設(shè)計(jì)掛具，來觀察故障現(xiàn)象是否變化，逐項(xiàng)予以排除，找到電鍍故障的真正原因，需要強(qiáng)調(diào)的是，零件材質(zhì)及幾何因素的影響也是非常重要的，表現(xiàn)出來的電鍍故障現(xiàn)象有的相似，注意區(qū)分。 燒杯試驗(yàn) 燒杯試驗(yàn)是以燒杯為鍍槽，一邊掛入陽極，另一邊懸掛零件進(jìn)行電鍍。試驗(yàn)時(shí)，陽極尺寸的大小要適當(dāng)，選用零件的形狀盡可能復(fù)雜，使零件表面有明顯的高電流密度區(qū)和低電流密度區(qū)之分，這樣，可以從一次試驗(yàn)的零件樣板上觀察到不同電流密度區(qū)的鍍層狀況，復(fù)制大槽中的異常現(xiàn)象，有利于故障的判斷分析。 小型槽試驗(yàn) 若燒杯試驗(yàn)和赫爾槽試驗(yàn)反應(yīng)不出大槽生產(chǎn)中的故障現(xiàn)象時(shí)，需要將試驗(yàn)槽的容積放大，常用的有4升、8升、40升槽液體積的小型鍍槽試驗(yàn)，實(shí)際選擇時(shí)，要據(jù)各工廠的具體情況，同時(shí)，又要能反應(yīng)大槽電鍍生產(chǎn)中的故障現(xiàn)象為原則的基礎(chǔ)上，盡量選用體積小的試驗(yàn)槽。 小型鍍槽電鍍試驗(yàn)的操作方法與燒杯試驗(yàn)類似，不僅可以通過改變鍍液成分的含量和添加雜質(zhì)離子來觀察對于試片或零件鍍層的影響，來確定電鍍故障的原因和排除故障的方法。 赫爾槽試驗(yàn) 1939年Hull設(shè)計(jì)出赫爾槽以來，由于赫爾槽試驗(yàn)效果好，操作簡單，所需溶液體積少，并在一次試驗(yàn)過程中可以在寬廣的電流密度范圍內(nèi)觀察到鍍層情況的變化，并能較快地確定獲得外觀合格鍍層的近似電流密度值及其它工藝條件(如溫度、pH值等)，是槽液維護(hù)、控制、修正及新工藝試驗(yàn)時(shí)常用的試驗(yàn)方法。因此，赫爾槽被廣泛用于研究溶液主要成分、添加劑的含量以及工藝條件的影響，探明鍍液內(nèi)部產(chǎn)生電鍍故障的原因等。此外，赫爾槽還可用來研究鍍液的分散能力、覆蓋能力、鍍層的整平性、韌性和耐蝕性等。它對綜合評定鍍液的性能極為方便。 赫爾槽的槽液體積，一般可以將常用的赫爾槽分成250mL、267mL、320mL、534mL及1000mL共五種，實(shí)際上250mL槽和320mL槽與267mL標(biāo)準(zhǔn)槽是一樣的，僅是在槽中液面的高度不同：250mL槽液面高度是45mm，267mL槽液面高度是48mm，320mL槽液面高度是57mm。在我國普遍使用的是250mL赫爾槽，而在美國主要是使用267mL的赫爾槽，在英國主要使用320mL赫爾槽，其原因是在267mL(或320mL)的槽液中添加2克藥品，即相當(dāng)于1盎斯/加侖(美國)的濃度，換算比較方便。而在德國使用的是250mL和1000mL赫爾槽(早在1958年就已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化)。 赫爾槽試驗(yàn)的陰極試片材料根據(jù)試驗(yàn)的鍍液不同可以選用不銹鋼、銅片、黃銅片或鋼鐵試片等材料，陰極試片的尺寸為101mm×63mm，厚度為0.2mm～1mm。赫爾槽中陽極板的尺寸為63mm×63mm，厚度為1mm左右，其材料與生產(chǎn)中使用的陽極材料相同，對于易于鈍化的，可以制成瓦楞狀或網(wǎng)孔狀，以增大陽極面積。赫爾槽試片的表面狀況，應(yīng)盡可能相同，以便于對比，一般在試驗(yàn)前將試片用相同號數(shù)的水砂紙(如320#或400#)擦拭，砂磨方向要一致，砂紋要平直，經(jīng)水砂紙打磨的試片，必須用水沖洗，除去固體顆粒，并用酸活化，以防止不正常現(xiàn)象的出現(xiàn)。 赫爾槽試驗(yàn)液的試驗(yàn)次數(shù)不能太多，一般是1-3次，通常情況，貴金屬槽液和鍍銅槽液的試驗(yàn)次數(shù)為1次，鍍鎳槽液的試驗(yàn)次數(shù)最多為3次，以避免槽液成分變化過大，影響試驗(yàn)結(jié)果。 在槽液的維護(hù)、故障的分析與異常處理時(shí)，赫爾槽試驗(yàn)的效果較好，下面以鍍鎳液為例，說明赫爾槽的試片狀況與鍍液的情況關(guān)系。對于250mL鍍鎳液的總電流設(shè)為2A,若用于測定有機(jī)雜質(zhì)或金屬雜質(zhì)，則采用較小的電流(0.25A)，試驗(yàn)時(shí)要求試片在整個(gè)DK范圍內(nèi)整片光澤而不應(yīng)有昏暗，下面列舉部分異常，供參考。 1. 若試片的全片均呈光澤但不是鏡面光澤，則次級光劑濃度太低(主光劑濃度太低)。 2. 若試片的高DK端形成無光或灰色沉積，而其余部分完全光澤，則是初級光劑濃度太低。 3. 若試片的低DK端形成有暗色條紋或污痕，則是鍍液被金屬雜質(zhì)或有機(jī)雜質(zhì)污染或光劑濃度太高。 4. 若試片呈現(xiàn)凹點(diǎn)，則是濕潤劑少或有污染(分高DK、低DK區(qū))。 5. 若沉積在高DK端為深灰色至黑色即為燒焦現(xiàn)象，則是溶液的pH值太高、或硼酸太低，或金屬離子濃度可能太低。 6. 若沉積不規(guī)則，即可能為超過光劑的容許濃度或有機(jī)雜質(zhì)污染或光劑的兼容性差等。 7. 若低DK區(qū)鍍不上，即均一性不良，則是①有機(jī)光澤劑太多(特別是次級光劑太多);②六價(jià)鉻污染;③其它氧化劑影響(如雙氧水、硼酸鹽等)。 8. 若低DK區(qū)鍍層呈灰黑色，則是銅雜質(zhì)的含量太高。 9. 若低DK區(qū)鍍層呈灰黑色，同時(shí)還有一些條紋出現(xiàn)(含量低時(shí)條紋不明顯)則是鋅雜質(zhì)的含量高。 10. 若高DK區(qū)脆裂，低DK區(qū)無鍍層，則是六價(jià)鉻雜質(zhì)太高。 11. 若高DK區(qū)有黑色條紋，低DK無鍍層，則是NO3-雜質(zhì)的污染。 此外，用赫爾槽試驗(yàn)還可幫助確定鍍液中某些成分的最佳含量、選擇適宜的電鍍工藝條件、確定鍍液中添加劑和雜質(zhì)的含量，以及幫助分析故障原因、預(yù)測電鍍故障和測定鍍液的分散能力、覆蓋能力及整平能力等。 在找出電鍍故障原因之后，確定故障的處理方法非常重要，一種故障有時(shí)可用幾種方法或一種方法可在不同條件下進(jìn)行排除，此時(shí)，有必要用赫爾槽試驗(yàn)或輔之其它小試驗(yàn)來確定：① 哪種方法處理后的鍍液性能最好;② 哪一種方法處理成本最低;③ 哪一種方法處理時(shí)間最短;④ 哪種方法處理操作最簡便。
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