低氢脆镀镉槽液恶化原因及维护

万 亭， 李 涛， 阮新科

（中航起落架燎原分公司，陕西 汉中723200）

0 前言

低氢脆镀镉被广泛应用于航空领域。槽液状况直接决定镀层质量。槽液成分比较复杂，包括氰化钠、氧化镉及氢氧化钠等。如果日常维护不到位，槽液会发生恶化。废弃的槽液不能直接排放，必须经过严格处理，需要花费大量的人力和物力。如何维护好镀镉槽液，对于提高产品质量、降低成本及环境保护等具有重要意义。本文将低氢脆镀镉槽液的恶化原因及维护措施阐述如下。

1 低氢脆镀镉槽液恶化原因

（1）化学药品和水质不纯。

（2）掉入槽中的异物未能及时捞出或从前处理槽中带来有害杂质，造成槽液污染。

（3）槽液中碳酸盐的不断积累对产品质量产生影响。

（4）阳极溶解产生的阳极泥对槽液的污染。

（5）槽液各组分的含量过低或过高，以及各组分之间比例不合适。

（6）零件进入低氢脆镀镉槽液前预处理不彻底，带入污染物。

2 预防低氢脆镀镉槽液恶化的措施

2.1 原材料

2.1.1 氰化钠、氧化镉和氢氧化钠

氰化钠、氧化镉和氢氧化钠都是低氢脆镀镉槽液的主要成分。通常采用分析纯的试剂，虽然增加了成本，但对保证产品质量起着关键作用。选购原材料时，一定要认准产地、厂家和品牌，严格化工原料的入厂程序；有复验周期及最长使用期规定的原材料必须按照文件规定进行管理，严禁使用手续不全的原材料，保证原材料质量；发现原材料质量有变化时，应立即停止使用，防止引入其他有害杂质，恶化槽液，影响产品质量。

氰化钠、氧化镉和氢氧化钠要贮存在阴凉、通风、干燥的库房内；同时要远离火源、热源，防止阳光直射，包装袋要完整、密封。运输过程中要注意防潮、防雨。

2.1.2 水

水质的好坏直接影响镀液性能。水中影响低氢脆镀镉质量的阴离子有等。其中Cl—的影响最大，当其含量过高时，会产生灰黑色且无光的镀镉层。同时，水中含有大量的阳离子、藻类及无机离子等。因此，配制和补充镀液时应采用蒸馏水或去离子水，不要使用井水或地下水。特别是我们使用的自来水，其电导率达到600μS／cm 以上，有害离子会逐渐在镀槽中积累。当其积累到一定量时，会严重影响镀层的外观质量和耐蚀性。

2.2 控制金属杂质的积累

掉在镀槽内的镀件及保护夹具等要及时清理，否则，铁及其他离子的含量会不断升高。氰化物镀镉溶液对金属杂质极为敏感，铅、银、铬、锡等金属杂质会严重影响镀层质量。由于镉阳极不纯而带入的微量铀、锑、碲等杂质，对镀层质量也会产生极其不良的影响，它们的含量不应超过0.005%。铁、铅、锌等杂质几乎对镉的沉积不产生任何影响。铬酐带入镀槽后会严重污染镀液，即使是极微量的六价铬也会使镀层起泡［1］。为了控制槽液中金属杂质的积累，可以通过电极的选择性电解来去除。采用不锈钢板作为阳极，镉板作为阴极，S阳极∶S阴极=3∶1，以0.1～0.5A／dm2的电流密度通电24～48h，可以明显降低金属杂质的含量。

2.3 去除多余的碳酸盐

低氢脆镀镉槽液中的碳酸盐以碳酸钠为主。碳酸钠能使镀层结晶细致光泽。但其质量浓度过高时，会降低阴极极化作用，一般应控制在60g／L 以下。碳酸钠的产生主要是由于槽液中含有NaOH，在长期存放或使用过程中，NaOH 和空气中的CO2作用生成Na2CO3。可以通过冷冻槽液至0℃，使碳酸盐沉淀并倾析来去除多余的碳酸盐。碳酸盐的质量浓度也可以通过稀释槽液和更换槽液来降低。当超过槽体积一半的槽液被更换时，整个生产线应该彻底重新鉴定。

2.4 增加阳极套防止阳极泥污染槽液

零件在镀镉时，镉阳极板溶解会产生阳极泥，污染槽液，使镀镉层产生条纹状缺陷。采用的确良布做成的阳极套并定期对阳极套进行清理，可以有效降低镉阳极泥对槽液的污染。

2.5 过滤

低氢脆镀镉槽液对固体颗粒和有机杂质比较敏感，因此，必须严格管理。采用活性炭滤芯连续过滤槽液，以去除固体颗粒并降低有机杂质的含量，保证镀液洁净。如果镀液很少使用，每周不超过两次，使用前必须过滤8h以上。

2.6 按周期做好氢脆控制试验

电镀过程中，有机物在镀层中的夹杂和重金属离子的共沉积，会导致镀层内应力增加，引起镀层脆性。此外，镀液pH值的变化、添加剂分解产物的增加、温度的变化，都会增加镀层脆性［2］。劳伦斯测氢仪测试槽液的含氢量每周做两次，缺口拉伸试棒的载荷试验每周做一次。严格按照周期控制，即使发生试验失败，也可以及时寻找槽液恶化的原因，同时将需追溯隔离零件的数量减到最少。

2.7 定期分析槽液

在生产过程中，槽液中各个成分的含量是在不断变化的。应根据生产量的大小及槽液体积，制定合适的分析周期，严格做到定期分析，并根据分析结果添加各种化学药品。只有保证槽液成分在规定的范围内，才能保证镀层质量。

2.8 做好镀前预处理

零件在加工成型过程中都会在材料表面产生油污、锈蚀、氧化物、毛刺等。在电镀前，必须将这些物质去除干净，以裸露出基体材料新鲜、干净的表面。否则，油污、锈蚀、氧化物等杂质不但污染槽液，获得的镀层也是粗糙、发花、起泡、结合力差，甚至是不完整的。所以，零件进入低氢脆镀镉槽液前一定要做好预处理，并采用30s水膜连续检查法对预处理效果进行检查，以保证预处理彻底，将槽液的污染降至最低。

3 结束语

预防低氢脆镀镉槽液恶化，提高镉层质量，是一项非常复杂而细致的工作，与其相关的因素很多。在日常的实际操作中，我们应该从每个小细节做起，采取预防维护措施，防止槽液污染，延长槽液的使用寿命。

［1］唐军.表面处理工技能［M］.北京：航空工业出版社，1992：50.

［2］潘继民.电镀技术1000问［M］.北京：机械工业出版社，2010：378.