金华东威表面处理科技有限公司
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珍珠镍控制技术

文章附图

珍珠镍 ,它能析出细致平滑的哑白色镍层 ,哑色中有光泽 ,观感柔和舒畅。 电镀珍珠镍后 ,再镀金、银或铬作面色 ,外观典雅 ,极具吸引力。广泛用于首饰、钟表配件、厨具、洁具、电器、文具、装饰品、汽车零件及高档自行车零件的防护装饰


一,原理

目前的珍珠镍是采用瓦特镍为基础液,在镀槽内加入沙剂。沙剂常用适当的表面活性剂配制 。其机理是:

  表面活性剂在一定温度下产生浊点,形成乳浊液。电解过程中乳浊液在十几秒内吸附在阴极表面,遮断了电力线,接着乳浊液又从阴极表面上离开,这样在阴极表面就留下半园状的凹孔。乳浊液在电解过程中的吸附与离开,使镀层在微观上形成了粗糙度,达到均匀麻面,于是就获得了沙镍镀层。


二.   配方工艺


   范围                          最佳值

硫酸镍   380 ~ 450 g/L    400 g/L

氯化镍   35 ~ 45 g/L        40 g/L

硼酸   30 ~40 g/L           35 g/L

开缸载体15 ~ 20 mL/L    20 mL/L

走位载体3 ~ 8 mL/L        5 mL/L

沙剂   0.3 ~ 0.8 mL/L      0.5 mL/L

pH     4.2 ~ 4.8               4.5

温度   55 ~ 60 °C            55 °C

阴极电流密度2~5A/dm    2.5 A/dm 2

电镀时间   2 ~ 5 min        3 min



三,珍珠镍常见不良与解决方法


1.关于珠镍镀层的结合力不好的问题


做为珍珠镍层的底层 ,诸如酸铜,半亮镍、亮镍层 ,它们都是在含有各种添加剂的镀液中得到的 ,镀层中夹杂及表面吸附相当量的有机物质 ,常规的水洗方式也很难将表面有机物除净 ,这会对结合力产生不良影响。另外镀半亮镍或亮镍后经水洗及与空气短暂接触 ,表面很快钝化 ,再镀珍珠镍 ,结合力变差 。因此 ,要除去底层表面残留有机物及钝化膜 ,我们乐将团队分享一个方法,可用稀氰化钠溶液来有效活化钝化的镍层(这个方法是早些年日本工程师教我们的),特别是现在自动线应用广泛,工件镀镍后停留空气中过久,极易钝化按常规酸活化也很难解决这个问题,而再去冲击镍活化显然不现实。要除去镍层表面残留有机物及钝化膜 ,这种化学处理方法是有效途径。


2、 不起沙、沙感不足、起沙慢(这是电镀厂最常碰到的问题)这种不良出现时先排查我们乐将团队经常讲的镀液三个基本条件:PH,温度,比重.然后再检查光剂,杂质与操作是否规范

2.1、 pH值的影响
    一般来讲,珍珠镍的pH值要求比亮光镍高一些。大部份厂商的要求都在4.4~4.8之间,也有的厂商要求高达5.2左右。
2.2、温度的关系
    由于沙镍中乳化剂要达到浊点才会形成乳滴,所以温度过低时,不会有沙感的产品镀出来;温度高则起沙快。但温度过高,乳滴容易凝聚,槽液易老化,使用周期寿命会缩短。宜控制在50~58℃较合适。
2.3、比重,主盐的浓度
主盐的浓度高出沙快。通常要高达360~450g/L。在实际操作中,可以用波美表来测试,波美度在28~32较为合适。浓度过低,起沙慢;浓度过高,带出液增加。依我们团队经验,在添加主盐同时补加氯化镍与硼酸较佳。正常添加50kg 硫酸镍,同时加入硼酸1~2kg、氯化镍 0.5~1.0kg。按此方法添加的一个珍珠镍槽,连续用半年后分析,与新开槽时相比差距很小。


2.4、 添加剂的影响
    添加剂的性能对起沙速度与沙面效果的影响是最大的。在新开槽时必需添加辅光剂,其主要成分与亮镍光亮剂相似;作用是细化镀层晶粒,改善镀层的平整度和分散性。另外,为了得到均匀统一的镀层,还得添加一些走位剂,以提高低电流区的沙面效果,有利于复杂工件沙感与色泽的统一。辅光剂与走位剂在沙镍槽中必须保持一定用量,添加量可以按安培小时补充,稍有出入影响不大。
      沙剂是对珍珠镍产生的关健成分。不同厂商生产的产品用量不同。作为用户来讲,要求起沙速度快,采用上限,但一定要按规定稀释后再添加。另外,有些劣质添加剂镀出的产品根本没有沙感,充其量只能说是哑镍,或者说即使有了沙感,沙形也不好看。所以,生产者要选择熟悉的或信誉好的添加剂生产厂家的产品。


   2.5、杂质的影响
      杂质对起沙量影响较大,所以新开槽一定要用双氧水、活性炭联合处理,再用瓦楞型阴极对镀槽进行12~24h的电解,才能够得到较好效果。平时补加硫酸镍,最好在下班时间。补加后即用活性炭过滤机进行过滤,同时也要进行电解。工作中经常遇到加入硫酸镍后起沙效果不良,在进行较长时间电解后才能得到较好的效果。当然,在加入较多的硫酸镍时,pH会降低。经过调整,但效果不良,电解后才解决问题。所以说,要注意所用硫酸镍的纯度,同时要注意前道清洗水质。




2.6、 设置电流密度的关系
     正常电流密度宜高一些,出沙就可加快,也能提高出货速度。通常可控制在5~8A/dm2,电流密度高对低电流区出沙也有帮助作用。但如果电流密度过高、而旋转头又偏慢的情况下,镀层容易出现烧焦或产生针孔。



3、 黑点、亮点亮班、针孔问题


3.1、黑点,这是在珍珠镍电镀里比较常见的,这种不良产生主要原因是:

   a. 开槽时沙剂一次性加入过多,且稀释不够;或加入时速度太快,搅拌不良引起的。加沙剂时一定用纯水1:20或1:30稀释缓慢加入,且要边加边激烈搅拌镀液。有时操作工不按规定不用纯水而用回收水稀释沙剂,也会产生黑点。经试验,沙剂呈现碱性的易产生黑点,中性的不易产生或者先用纯水1:5稀释再用回收水稀释到规定量,也不会产生黑点。


     b. 再有就是有些劣质沙剂引起。

这类劣质沙剂刚开槽时勉强能产生,但3~4h后就产生黑点了。这种沙剂稳定性差,乳滴会早期凝聚,也有些沙剂的7~8h后产生细小黑点。


   c. 槽液温度偏高也易产生黑点。

    据实践经验得出,每天上班前,槽温控制到上限,在加入沙剂后开始生产时,即将温度控制下限。这样操作的好处是刚开槽时容易起沙,加入沙剂5min后即能生产,且沙粒不会太细;待正式生产后,让槽温自然冷却到下限,能稳定并延长镀槽生产时间。

   d. 对于已经镀出产品有黑点的补救办法是:将已镀件在半光镍槽中补镀10-20秒,补镀时电流应采用低电流密度,镀件入槽前也应充分活化,这样黑点便能覆盖住。


3.2、亮点与亮斑
    亮点与亮斑的产生也是珍珠镍常见的。产生原因主要是以下方面:

a. 是老化的镀液过滤不彻底;

   曾有很多电镀厂发生过此类问题,均是用不合格的棉芯或过滤机造成。滤芯或过滤机质量差,没有得到充分过滤。在这种情况下,亮点与亮斑很容易产生,且开槽时就会有亮点。


   解决办法是购买合格的过滤棉芯与过滤机。另外,棉芯孔径不要太大,采用10μm 以下较好。


   b.是表面活性剂不足。

如果镀液过滤彻底,还有亮点,就可考虑表面活性剂是否偏少。可以加入配套润湿剂,如没有配套润湿剂,可加入亮镍中间体,如EHS等。用量根据试验而定,镀液中含量0.05~0.20g 即可;加过量,会起沙慢或不起沙。


    c. 另有一解决的办法是分二次电镀。

如车间里同时有二个珍珠镍槽在生产时,可在每个槽分别镀一半时间,这样操作效果是最好的。稍有亮点、亮斑、黑点经过这样操作均能解决。如只有一个槽生产,可在中途取出清洗后再镀一次也行,但缺点是带出损耗加大。
   3.3 、针孔
       针孔的出现不常见,偶会发生,主要产生在细长零件两端或几何形状复杂零件的高电流区。原因是折氢时氢气泡停留在工件上。

解决办法是加快槽液流动。配置一个较大的循环泵;稍降低电流密度也有好处;也可以适量加入低泡润湿剂,对消除针孔能起作用。PH值过低时可能也会产生针孔,一般当PH值低于3.5时,产品上会较多量析氢,由于氢气泡的作用而产生针孔,解决办法是根据工艺要求将PH值控制在4.2-4.5为佳。定期大处理槽液也是必要的。长期积累乳化剂的分解产物,对槽液是有害的。一般1~3个月用双氧水、活性炭进行联合处理一次。




    4. 沙感不均匀
      对于细长型或几何型状复杂有凹槽的产吕,要在3~5min时间里镀出均匀沙面,只要措施得当,是能够达到的。造成不均匀主要原因如下:
    a)、没有走位剂或者走位剂不足
      珍珠镍添加剂供应商有的会提供走位剂,但有的无走位剂供应。这时我们教大家一个方法可用亮镍走位剂替代,走位剂主要成份相同的都是ATP、SSO3、PS、ACS、PN、SOS、ALS这类中间体,加入量可以根据要求试验决定。

b)、使的挂具不适合
    对于小型产品,挂具的设计及为重要。要想缩短时间镀出均匀的工件,可以将挂具制成中间稀、边缘密的结构,特别是板框式挂具,特别有效。


5、 产品效果沙感不一致性(有的粗,有的细,有的散)的问题
      a. 珍珠镍原理是通过乳浊液法形成缎面镍,这种工艺必然会存在的问题就是镀液的稳定性差,这主要是因为乳化剂凝聚后形成乳滴的量和大小均不易控制。过多的乳滴存在会使得镀层结晶变粗,得不到缎状外观并且乳液在镀层中不稳定,它们相互碰撞、相互吸引,不久就引成较大的胶粒,从而失去了其应有的作用,镀层就会变得粗糙,出现乱沙、黑点、亮点等弊病。

        b. 经多年生产经验发现:刚开槽生产前二小时镀的产品与快下班时镀的产品相比,沙感效果差别较大。所以要求严格的产品或者有要求组合的工件,无论在色泽、沙粒粗细、缎面效果的一致性,都难于满足需要。一般来说,刚开槽时,沙粒细密均匀;后来由于乳滴的凝聚,沙剂变粗;到6~8h后出现乱沙。尽管采取了措施,如严格控制温度、pH、比重、电流密度、沙剂的开槽加入量并定时补充沙剂,均难于在8~10h内保证产品的统一。目前,大多数工厂上班时间均为8h~12h,中间吃午饭1~2h,这样要求镀液在10~11h内镀出的产品统一,难度很大。后来,干脆每次开槽仅生产4h,吃午饭时开启过滤机循环过滤槽液1h,下午重加沙剂。这样的操作方法生产,镀出来的产品在任何一段时间比较或者将不同的产品配套组装,能达到较高的要求。
        这样操作从表面上看要浪费较多的沙剂,其实所耗费用也不大。但牺牲一点添加剂换来高质量的产品是值得的。

        c. 在电镀珍珠镍停镀时必须过滤,过滤时采用0.5μ棉芯为佳,同时过滤时保持温度50-60℃。过滤的同时用瓦楞板电解1-2h为最佳。,每次过滤完毕须清洗干净过滤机,保持过滤机干净能有效消除亮点和黑点,长期生产的缸一般7-10天用0.5g/L左右碳粉处理一次(碳粉可吸在过滤机内)。以便吸附干净累积在槽中的有机杂质。

        d. 能不能做出高品质珍珠镍,品质稳定的添加剂是本工艺的最关健要素,我们诚意推荐乐将科技LJ-S水性长效珍珠镍工艺,可以来电13960387201了解。


其特点:

1).100%杜绝亮点、黑点问题。

2).100%杜绝普通长效珍珠镍套铬长“白毛”问题。

3).100%杜绝普通长效珍珠镍压水位有亮点、亮斑问题。

4).连续15天以上无需过滤碳粉大处理。

5).平时不镀货时无需空泵循环,保温处理。

6).沙感粗细,哑度随着可调。

7).适合五金,塑料挂镀和连续镀。

8).你不懂珍珠镍不用担心,完全傻瓜式操作,单一简单式操作。


6、 关于镀层的硬度及耐磨性
      珍珠镍镀后再去套铬的产品比较多,而一般装饰性铬镀层均很薄。如沙镍层不够坚实,工作不能轻微碰撞、磨擦。再有如手表、眼镜、打火机、皮带扣、医疗器材等。产品在使用时都需要有一定的耐磨性,倘若一碰就有伤痕,就没有使用价值了。
      从常期的经验得出:起沙速度越快的沙剂,其镀层硬度就越低,即使加入增硬剂,作用也不大,可能是产生了海绵状镀层。市场上有一些公司的沙剂,只要1~2min 就能在较复杂工件面上镀出外观好的珍珠镍,但就是不耐刮伤与碰撞。如果在上面镀其他镀种后再涂电泳漆,这种沙剂就较为合适,因为毕竟出沙快很经济。


但作为套铬产品,只能放弃不用。也有的沙剂需电镀5~7min,甚至10min。虽然硬度很好,但生产时间长成本大,产量低,不经济。最好是选择3~5min 即能获得沙感好,硬度高的沙剂最为理想(当然这与电流密度也关系很大)。


        同一种沙剂,使用方法不同,获得的硬度也不相同。沙剂加入量稍偏低,适当延长电镀时间,硬度也会改善。


        另一个有效的办法是增加一个普通的暗镍槽。在沙镍镀出来后,再在暗镍里闪镀50~100s,这样镀出来的产品,硬度可以大大提高。但该槽的pH值要低一些,以免镍层间脱皮。


如需要获得稍白的珍珠镍层,可以在暗镍槽中加入适量的硫酸镁。如要略带光泽,可以自配一些初级光亮剂加入。当然选购现成的低平滑镍添加剂也可以,用这样的方式电镀出来的产品,对沙感、手感均无不良影响。经试验过多种沙剂,均无用这样电镀方式的产品坚硬,缺点是生产工艺较繁,要增加镀槽与整流器。如套铬产品,铬层不能薄,在0.2μm以上,电镀时间1~3min左右。



7 、关于做珍珠镍相关镀槽与配套设备的要求

   要镀出良好的珍珠镍产品,除了要有良好的工艺、添加剂外,对于设备也有   一定的要求。首先,整流器要带时控、温控;同时一个镀槽要配备过滤机和循环泵,而且流量要大。比如,500L的镀槽最少要配备10吨的过滤机与循环泵。阴极移动要平稳,以免抖动后工件断电,导致接触不良,引起沙面不均匀,甚至脱皮。移动速度偏快一些较好,可控制在4~7m/min。镀槽最好要配备溢流槽。
      另外,镀槽不宜过大,宽度只要阳极与工件的距离在20~30cm,长度比需要的挂具加移动距离即可。镀槽过大,沙剂浪费,增加循环过滤时间。


8、 关于珍珠镍的维护
    a. 要保持槽液的浓度,三到五天用波美计检查浓度,及时补充主盐及硼酸、氯化镍 。加入硫酸镍后,要电解2~10h,再进行电镀。按需要加入走位剂、辅助剂、沙剂。
   b. 有条件的话,可以分三个槽电镀。前道→沙镍→沙镍→暗镍→后道,这样不易出现亮点、黑点且能得到良好的镀层。每日循环过滤二次,所花代价不大,换得工艺一致性强的产品,在经济上是合算的。
   c. 用双氧水、活性炭联合处理过的镀液,辅光剂、走位剂按开缸量的50%添加。