淺談影響電真空瓷殼鍍鎳層均勻性的影響因素

摘 要：本論文根據金屬化瓷殼的結構，通過電鍍過程中問題的解決，從實際出發，總結了幾點影響電真空瓷殼端面鍍鎳層均勻性的影響因素。本論文主要從電鍍導電座、導電桿、掛具、鎳板、鍍液攪拌、鎳板數量、鍍液濃度等因素敘述，分別說明對鍍鎳層的影響。

關鍵詞：瓷殼;鎳層;均勻性;影響因素

1 引言

隨著陶瓷金屬行業的發展，對金屬化瓷殼的需求增加，同時必須確保電鍍質量符合標準。電鍍工序面臨的主要挑戰是如何在提高掛載數量的同時，保持產品均勻性。目前，采用懸掛電鍍方法，使用細不銹鋼絲穿過瓷件兩端進行導電。電鍍槽的工作原理和電子流向如下：

陽極：穩流電源加載電流--陽極導桿--陽極鎳板得到電子形成二價鎳離子（Ni-2e-=Ni2+）-- 鎳離子在電場作用下移動到陰極附近。

陰極：電子通過陰極導電座--陰極飛靶--掛具--導電線--瓷件端面（Ni2++2e-=Ni）附著在瓷件端面 。

電鍍過程中的電流損耗和加載電流大小影響電鍍厚度和離子遷移速率。陽極、陰極導電性，掛具導電性，電鍍密度，瓷件封面導電性，以及陰極面寬度和產品長度都會影響電鍍均勻性。

2導電座及導電桿的影響

2.1導電座的影響

導電座的結構和干凈程度影響整架產品的導電性，設計時采用“V”型導電座導電方式，選用黃銅材料。

利用飛靶自身的重力，能確保飛靶能與“V”型導電座接觸良好。同時，由于電鍍液偏酸性，腐蝕性較強，為了確保導電性良好，需定期對導電座進行定期清理，確保電座無銅銹等污染。

檢驗方法：1.當產品進入電鍍槽后，在線電流無明顯波動，說明飛靶與導電座接觸良好。2.按要求抽測產品鍍層厚度，當鍍液濃度在正常范圍內，同一產品加載電流一樣，鍍層厚度明顯整體偏薄，則需檢查飛靶與導電座的接觸是否良好。

2.2.陽極導桿的影響

陽極導桿的導電性同樣影響整架產品的均勻性，陽極鎳板與陽極導桿接觸不好，或陽極導桿部分部位污染或生銹，會導致部分陽極鎳板導電性差。

導致結果：

（1）導桿接觸不好，會導致電流無法加載，整流機無實際電流；

（2）陽極鎳板與陽極導桿接觸不好，導致整架產品均勻性不好，接觸不好的部位鍍鎳層薄。

3掛具導電性的影響

3.1 掛具導電材料的影響

確保產品均勻性，同一鍍槽中使用的掛具必須具有相同的導電性。根據電流損耗，確定所需加載的電流。

3.2 掛具接觸性的影響

為了確保掛具導電性，（1）需定期對飛靶進行清洗，確保飛靶干凈，無銹蝕；（2）需定期對掛具進行清洗，確保掛具與飛靶接觸良好；3、電鍍產品前需檢查掛齒與掛具接觸是否良好。

導致結果：

（1）掛具與飛靶接觸不好，會導致整個一柱產品偏薄，影響電鍍質量。

（2）掛具與掛齒接觸不好，會導致整架中個別產品鍍層厚度偏薄，影響整架的均勻性。

4掛載數量的影響

在電鍍鍍液濃度在正常范圍內，電流密度和加載電流不變，陽極鎳板數量一致，其他導電均正常的情況下，加載數量會影響整架產品的均勻性。

以一架產品掛四個掛具（56件）和三個掛具（42件）實驗對比為例，對整架產品進行測厚：

同樣電流密度和時間，一架掛載36件，和掛載42件寬面產品對比中間位置鎳層厚度差異0.2-0.3um。整架測量鍍鎳層厚度，結果如下：

從不同品種掛載數量不同，整架測厚結果可以看出，減少掛載數量，整架產品的差異變小。結果表明，同一鍍槽中，產品掛載越多，均勻性越差。七齒掛具尤其明顯，因為電子遷移速率固定，產品越密集，鎳離子獲得的電子越少，導致中間與四周鍍層厚度差異大。當掛載數量適當減少后，同一槽產品差異減少。

減少掛載數量可降低整架產品的差異性。

5陰極移動或鍍槽鍍液攪拌的影響

陰極移動或鍍液攪拌可以減低鍍液中的濃差極化，降低了鍍層的析氫速率，從而可以使得鎳離子均勻的沉積在瓷件金屬層表面，增加整架產品的均勻性。當鍍液中沒有陰極移動或攪拌時，整架產品邊角鍍層厚度和中間位置鍍層厚度差異在2um以上。同時陰極移動或鍍液攪拌，可以減少氫離子在瓷件端面的析出，鍍層的晶粒變大，提高鍍層質量。

6 鎳板布置的影響

鍍槽中掛載鎳板的數量及鎳板的消耗情況也會影響整架產品的均勻性。由于鍍液中存在電極電勢，溶液中的陰、陽離子在電極電勢的作用下是沿直線運動的，雖然溶液中存在陰極移動或鍍液攪拌來保持鍍中的離子均勻的遷移，但由于存在遷移距離的差異，導致遠離鎳板位置的瓷件鎳離子沉積速率低于直線距離離鎳板最近的瓷件端面的沉積，故需根據電鍍槽容積的大小掛載不同數量的鎳板。

從數據可以看出鍍槽使用2塊鎳板鍍層均勻性明顯優于使用4塊鎳板。

7鍍液中各離子濃度、pH值、溫度的影響

7.1" 鍍液中各離子濃度的影響

普通的硫酸鎳鍍液，鍍液中存在Ni2+，H+，Cl-，OH-，H3BO3，H2BO3-，HBO32-，BO33-離子在鍍液中存在動態平衡。在相同的電極電勢情況下，某一陽離濃度降低，會導致另一陽離子沉積增加，確保溶液的動態平衡，某一陰離子濃度降低，確保另外的陰離子析出增加。如溶液pH一定時，溶液中Ni2+濃度偏低，會導致H+離子析出增加，導致瓷件偏薄，故需保持溶液中各離子的濃度。

7.2" 溶液pH值的影響

溶液的pH值偏小，溶液中的析氫電勢增加，導致溶液中Ni2+離子的沉積減低，除易導致鎳層起泡外，會導致鍍層偏薄。鍍液中pH值偏大時，溶液應力增大，鍍層應力增加，影響鍍層質量，故鍍液中的pH值需維持在一定范圍。

7.3 鍍液溫度的影響

鍍液的溫度直接影響離子的遷移速度，溫度升高，離子遷移速率增加，各陽離子的沉積速度增加。故為了保證鍍液的均勻性，各鍍槽的溫度應保持一致。

8 瓷件的導電性的影響

瓷件的導電性影響產品電鍍的均勻性。瓷件導電性主要受一次金屬化層的影響及瓷件倒角的影響。不同的一次金屬化層配方，瓷件端面的導電性存在差異，故需根據實際電鍍情況調整電鍍電流，確保產品厚度符合相關要求。

瓷件倒角均勻性的影響及電鍍綁鎳絲部位的影響，電鍍過程存在個別產品倒角均勻性較差，電鍍鎳絲需瓷件接觸部位剛好在倒角偏大部位，電子不能通過鎳絲傳遞到瓷件端面，或傳遞過程經常受阻，會導致電鍍后個別瓷件存在一個金屬化面鍍層偏薄的情況。

9結語

為了達到鍍槽整架均勻性較好的鍍鎳層，在確保鍍液中各離子濃度，pH值，溫度均在合適范圍內，日常還需保證鍍槽有均勻的鼓泡或陰極移動，定時清理各鍍槽導電座，導電桿，掛具與飛靶接觸部位，飛靶，并確保掛具掛齒接觸良好。為了保證整架產品鍍層差異較小，每個鍍槽需要有適中的掛載量，并合理布置陽極鎳板數量。同時下料時應及時測量每架產品的厚度，根據實際電鍍情況，對產品電流及時做出調整。