Mạ điện

Mạ Điện_Bài 23: Mạ NIKEN bóng

ma-neken-thong-thuong3

MẠ NIKEN BÓNG

1. Thành phần dung dịch và chế độ công nghệ

Thành phần dung dịch và chế độ công nghệ mạ niken bóng xem bảng 8-3.

ma-neken-bong1

2. Tác dụng các thành phần dung dịch

– Trong dung dịch mạ Ni bóng, tác dụng các thành phần NiSO4, NiCl12, H3BO3, cũng giống như mạ niken thông thường. Sau đây giới thiệu tác dụng của các chất C12H25S04Na và chất làm bóng.

a. C12H25S04Na

– Là chất hoạt động bề mặt phi ion có tác dụng chống châm kim, lóp mạ thường gọi là chất thấm ướt hoặc chất chống châm kim. Hòa tan Cl2H25S04Na bằng nước khử ion với thổ tích gấp 1000 lần, đun sôi 5 – 10 phút vừa khuấy vừa cho vào bể mạ.

b. Chất làm bóng

–  Chất làm bóng loại một

Là chất làm tăng phân cực catôt, làm cho lớp mụ mịn, độ bóng đồng đều, cải thiện tính năng cơ khí lớp mạ, làm giảm ứng suất nội, chống giòn.

– Chất làm bóng loại hai

Có tác dụng làm bóng lớp mạ, nhưng làm tăng ứng suất nội, lóp mạ giòn. Khi phối hợp với chất làm bóng loại một có thể làm giảm ứng suất nội, làm giảm tính giòn, đồng thời còn mở rộng phạm vi làm bóng lớp mạ. Ngoài ra, còn có tác dụng làm tăng phân cực catôt, làm cho lớp mạ mịn, bằng phẳng.

– Tiêu hao và bổ sung chất làm bóng

Trong quá trình mạ bóng hàm lượng chất làm bóng ít, nhưng có tác dụng rõ rệt, cần phải khống chế hàm lượng rất chặt chẽ, đến nay chưa có phương pháp phân tích hóa học chính xác các chất làm bóng. Vì vậy, phương pháp bổ sung chất làm bóng theo tính toán lượng Ampe giờ.

3. Ảnh hường của chế độ công nghệ

Ảnh hường chế độ công nghệ mạ niken bóng như nhiệt độ dung dịch, mật độ dòng điện, pH, khuấy … đối với lớp mạ cũng giống như mạ niken thường, nhưng dung dịch mạ bóng có chất làm bóng, nên chế độ công nghệ có sự khác biệt với mạ niken thông thường.

>> Ví dụ: pH dung dịch mạ niken bóng thấp hơn mạ niken thông thường, pH dung dịch mạ niken bóng bằng 4-5. nhiệt độ dung dịch 45 – 55 độ c, cao hơn mạ niken thông thường, mật độ dòng điện 2-5 A/dnr, cao hơn mạ niken thông thường. Dung dịch mạ bóng cần phải khuấy hoặc di động catôt, mạ niken thông thường không cần thiết.

4. Pha chế dung dịch mạ bóng

a.Pha chế các loại hóa chất như NiS04, NiCU, H3BO3… cũng giống như mạ niken thông thường.

b. Pha chế các chất làm bóng: Căn cứ vào thế tích chất làm bóng, pha loãng bằng nước cất với thể tích gấp 20 – 30 lần, vừa khuấy vừa cho vào dung dich.

c. Pha loãng Cl2H25S04Na bằng nước khử ion, với thể tích gấp 500 – 1000 lần, đun sôi 5-10 phút, khuấy đều cho vào dung dịch.

d. Điện phân với mật độ dòng điện thấp 0,1- 0,5 A/dm2, phân tích, điều chỉnh, sản xuất thử.

5. Bảo vệ dung dịch và khử tạp chất mạ bóng

a. Bảo vệ dung dịch

– Mỗi tuần phân tích các thành phần chủ yếu một lần, căn cứ vào kết quả phân tích điểu chỉnh các thành phần trong phạm vi quy định.

– Bao anôt niken bằng vải chịu axit, để đề phòng làm cặn rơi vào bể mạ, tạo gai.

–  Hàng ngày phải kiểm tra độ pH và kịp thời điều chỉnh. Phương pháp điều chỉnh: Dùng H2S04 tinh khiết 20 – 30%, vừa khuấy vừa cho vào dung dịch.

– Bổ sung chất làm bóng: Căn cứ vào diện tích bề mặt mạ, theo nguyên tác cho ít, nhiều lần, khi cho cần làm loãng dung dịch mạ bóng gấp 20 – 30 lần thể tích, sau đó cho vào bể mạ.

–  Cần định kỳ xử lý lớn dung dịch mạ. Cứ 3 – 6 tháng phải xử lý lớn một lần. Phương pháp xử lý như sau: Dùng HiS04 20 – 30% để điểu chỉnh pH = 3 – 3,5, cho H202 1 – 3 ml/1, khuấy 1 – 2 giờ, sau đó tăng nhiệt 60 – 70°c, khuấy 1 giờ, cho than hoạt tính 3 – 5 g/1, tiếp tục khuấy 1 – 2 giờ. Nếu như hàm lượng đồng vượt tiêu chuẩn, cần cho chất khử đồng (1-3 ml/1), khuấy 1 giờ, (hoặc điện phân cho hết) để lắng 12 giờ, lọc, điện phân, phân tích. Điều chỉnh dung dịch trong phạm vi công nghệ, bổ sung chất làm bóng, mạ thử đạt yêu cầu đưa vào sản xuất.

b. Khử tạp chất

– Tạp chất đồng, chì

Tạp chất đổng chì vượt quá 0,01 g/l, chồ mật độ dòng điện thấp có vết đen thô hoặc lớp mạ có vệt. Phương pháp xử lý: Điện phân với catôtt là những tấm tôn uốn gấp khúc, mật độ dòng điện nhỏ 0,05 – 0.1 A/dnr. điện phân trong nhiều giờ cho hết.

– Tạp chất sắt

Khi dung dịch có tạp chất sắt 0,03 g/1 lớp mạ châm kim, giòn, bong, đen. Phương pháp xử lý: Dùng H2S04 loãng điều chỉnh pH = 3 – 3.5, vừa khuấy vừa cho H202 (30%) 1 – 2 ml/I, gia nhiệt 60 – 70°c, khuấy 1 giờ, cho Ni(OH): hoặc NiCO, để điều chỉnh pH = 5,5, khuấy 2-3 giờ, để lắng 12 giờ, lọc dung dịch, điều chỉnh pH trong phạm vi quy định.

– Tạp chất kẽm

Sự tích lũy tạp chất kẽm làm ứng suất nội lớp mạ tăng, lớp mạ giòn, nếu nghiêm trọng có vệt đen, có hai phương pháp xử lý tạp chất kẽm.

+ Phương pháp hóa học: Dùng NaOH điều chinh pH = 6, cho CaCO, 5-10 g/1, khống chế pH = 6,3, gia nhiệt 70°c, khuấy 1 – 2 giờ, để lắng trên 4 giờ, lọc, điều chỉnh pH trong phạm vi quy định, mạ thử.

+ Phương pháp điện phân: Điện phân với mật độ dòng điện thấp 0,2 – 0,4 A/dm2.

– Tạp chất crôm

Tạp chất crôm tồn tại làm cho khả năng phân bố và hiệu suất dòng điện giảm, độ bám chắc kém, khi nghiêm trọng không có lớp mạ. Phương pháp xử lý như sau:
+ Phương pháp KMn04: Cho vào dung dịch lượng thích hợp KMn04 để crôm hóa trị thấp ôxi hóa thành Cr+6, sau đó cho muối chì để sinh thành chì crômat kết tủa, khử tạp chất crôm.
+ Phương pháp xử lý Na&>04: Điều chỉnh dung dịch có pH = 3, cho NaS204 0,2 – 0,4 g/1, gia nhiệt 70 – 75°c, khuấy 1 – 2 giờ, điều chinh pH = 6,2, để yên 2-3 giờ, lọc, cho H202 (30%) 0,2 – 0,4 ml/1, khử NaS204 quá lượng, điểu chỉnh pH trong phạm vi công nghệ, mạ thử.

– Tạp chất NO3-1

Khi hàm lượng NO3-1 đạt đến 0,2g/l lớp mạ đcn. Phương pháp xừ lý: Điều chỉnh pH = 1 – 2, tăng diện tích anôt, dùng mật độ dòng điện catôt 1 A/dm2 để điện phân một thời gian, sau đó giảm xuống với mật độ dòng điện 0,2 A/dnr, tiếp tục điện phân đến khi đạt yêu cầu.

– Tạp chất hữu cơ

Sự tích luỹ tạp chất hữu cơ làm cho lớp mạ có vệt, giòn, châm kim… Phương pháp xừ lý giống như mạ niken thông thường.

6. Những sự cố và phương pháp khắc phục mạ Ni bóng

Những sự cố và phương pháp khắc phục mạ Ni bóng xem bảng 8-4.

ma-neken-bong2

ma-neken-bong3

 

7. Chế độ công nghệ mạ niken nhiều lớp

– Mạ Niken nhiều lớp bao gồm mạ Niken hai lớp và mạ Niken ba lớp.

Mạ Niken hai lớp: bao gồm lớp mạ bán bóng có hàm lượng lưu huỳnh nhỏ hơn 0,005%, sau đó là lớp mạ bóng có hàm lượng lưu huỳnh lớn hơn 0,04% (0,04 – 0,08%). Độ dày lớp mạ bán bóng không nhỏ hơn 60% tổng độ dày lớp mạ. Thông thường, tỷ lệ độ dày hai lớp mạ là 3 : 1.

– Tính năng bảo vệ lớp mạ Niken hai lớp do diện the chênh lệch của hai lớp mạ. Dùng phương pháp kiểm tra điện thế chênh lệch giữa hai lớp mạ lớn hơn 125 mV, vì thế sự tập trung phát triển ăn mòn theo hướng ngang lớp mạ Niken bóng, bảo vệ sắt thép khỏi sự ăn mòn. Gần đây đã có mạ Ni composil. cho nhiều đặc tính cơ lý hóa rất quý.

– Lớp Ni composit được mạ ra ngoài lớp Niken bóng nhờ một dung dịch Niken bóng khác có cho thêm các hạt phi kim loại (đường kính 0,01 – 0,5 pm) trong điều kiện khuấy mạnh. Thời gian mạ 5-8 phút, lượng tạp chất phi kim loại trong lớp mạ chiếm 2 – 3%.