Mạ điện

Mạ Điện_Bài 33: Mạ Thiếc tính Kiềm

ma-thiec-tinh-kiem6

MẠ THIẾC TÍNH KIỀM

Thành phần dung dịch mạ thiếc tính kiềm đơn giản, khả năng phân bố tốt, lớp mạ mịn, tính hàn tốt, nhưng hiệu suất dòng điện thấp, cán có thiết bị thông gió và gia nhiệt. Thành phần dung dịch và chế độ công nghệ mạ thiếc tính kiềm xem bảng 12-1 và bảng 12-2.

ma-thiec-tinh-kiem1

Chú ý: 

– Pha chế 1: Dung dịch mạ treo.
– Pha chế 2: Dung dịch mạ quay.
– Pha chế 4: Dung dịch mạ chi tiết nhỏ.

ma-thiec-tinh-kiem4

Chú ý:

– Pha chế 1: Dung dịch mạ treo.
– Pha chế 2: Dung dịch mạ quay.
– Pha chế 3: Dung dịch mạ thiếc nhanh.

1. Tác dụng các thành phần dung dịch

a. Na2Sn03 (K)

– Na2Sn03 là muối chính trong dung dịch, cung cấp ion Sn+4 Nâng cao hàm lượng muối thiếc, có thể nâng cao mật độ dòng điện, nâng cao hiệu suất dòng điện, tăng tốc độ kết tủa. Hàm lượng muối thiếc thấp, khả năng phân bố tốt, lớp mạ trắng, mịn, nhưng tốc độ kết tủa chậm.

b. NaOH (K)

– Trong dung dịch có muối phức SnO3-2 tác dụng chủ yếu của NaOH (K) là kết hợp với ion muối phức thiếc tạo thành muối thiếc stanat ổn định. Nồng độ NaOH (K) cao, nồng độ SnO3-2 giảm xuống, điện thế kết tủa của thiếc càng âm, tác dụng phân cực catôt cao, đồng thời nâng cao độ dẫn điện, làm cho anôt hòa tan hoàn toàn, đề phòng sự thuỷ phân của muối Na2Sn03 (K), phản ứng thủy phân như sau:

Na2SnO3 +2H2O3 = H2SnO3 + 2NaOH

K2SnO3 +2H20 = H2SnO3 + 2KOH

– Do sự tồn tại của NaOH (K), làm cho cÂn bằng của phản ứng trên chuyên về phía trái, đề phòng sự kết tủa của H2SnO3 Khi hàm lượng cao, mật độ dòng điện anôt cao, anôt dễ thụ động hóa, dễ sinh ra Sn+2, ảnh hưởng tới chất lượng lớp mạ.

c. CHsCOONa (K)

CH3COONa (K) làm cho dung dịch ổn định, lớp mạ kết tinh mịn. Khi pha chế lúc đầu có thể không cho vào.

2. Ảnh hường của chế độ công nghệ

a. Nhiệt độ dung dịch

– Nhiệt độ dung dịch không thấp hơn 65°c, để tránh lớp mạ bị mờ, hiệu suất dòng điện giảm, tốc độ kết tủa chậm, anôt đen. Nhiệt độ quá cao, trên anôt khó tạo màng mỏng thụ động màu vàng kim loại, sinh ra Sn+2, lớp mạ thô, nhiều lỗ xốp.

b.  Mật độ dòng điện catôt

– Nâng cao nhiệt độ thích hợp có thể nâng cao tốc độ kết tủa. Mật độ dòng điện quá cao, lớp mạ thô, tối, nhiều lỗ xốp. Mật độ dòng điện thấp, trên bề mặt catôt thoát ra nhiều khí hyđrô, tốc độ kết tủa chậm.

c. Mật độ dòng điện anôt

– Mật độ dòng điện anôt thấp, trên bề mặt anôt có màu bạc tối, không thể sinh ra màng thụ động hóa màu vàng kim loại, Sn+2 hòa tan vào dung dịch. Mật đó dòng điện lớn quá, sinh ra nhiều khí ôxi, bể mặt anôt có màu nâu đen, lúc nàv phải lừng lại để làm giảm mật độ dòng điện anôt đến bình thường. Vì vậy nắm vững đặc điểm hòa tan anôt, khống chế tốt điện cực anôt là vấn đề mấu chốt khi mạ thiếc tính kiềm.

3. Pha chế dung dịch mạ thiếc tính kiềm

a. Hòa tan NaOH (K) cấn thiết vào trong nước khử ion với thể tích bằng l/2 – l/3 thê tích bể mạ.

b. Cho ít nước vào Na2SnO3 cần thiết, tạo thành dạng hồ đặc, vừa khuấy, vừa cho dần dần vào trong dung dịch NaOH (K) ở trên, đến khi hòa tan hoàn toàn.

c. Hòa tan CH3COONa (K) cần thiết vào ít nước khử ion trong thùng khác, sau đó đổ vào bể mạ, làm loãng bằng nước đến thê tích quy định.

d. Phân tích và điểu chỉnh dung dịch trong phạm vi quy định, điện phân với mật độ dòng điện nhỏ 0,5 – l A/dm2, thời gian 2-4 giờ, mạ thừ.

4. Bảo vệ dung dịch và phương pháp khử tạp chất mạ thiếc tính kiềm

a. Bảo vệ dung dịch

– Mỗi tuần phân tích dung dịch một lần và kịp thời điều chỉnh trong phạm vi quy định.

– Đê làm giảm kiềm tự do quá lượng, có thể điểu chỉnh bằng CH3COOH, khi cho CH3COOH phải khuấy đều để đề phòng kết tủa.

– Khi màu dung dịch có màu đen, chứng tỏ có tồn tại Sn+2, cần phải khử kịp thời.

– Khi bùn cặn anôt trong dung dịch nhiều, phải kịp thời lọc làm sạch.

– Khi bổ sung vào trong dung dịch cần phải bổ sung nước nóng hoặc nước kiềm loãng, không trực tiếp cho nước lạnh.

– Khi dùng anôt không hòa tan, cần phài bổ sung muối stanat, nếu sinh ra kiểm tự do phải trung hòa bằng axit axêtic.

b. Khử tạp chất

– Sn+2

Trong dung dịch mạ kiềm, ion Sn+2 là ion có hại nhất, khi vượt quá 0,l g/l, lớp mạ đen, thô, có nhiều lỗ xốp và có dạng bọt biển. Phương pháp xử lý như sau:

– Cho H202 (30%) 0,l – 0,5 g/l, làm loãng dung dịch rối cho vào, khuấy đều, dễ ôxi hóa Sn+2 thành SiT4;

– Cho NaBO, 4H20 0,4 g/l đế khử SiT2 thành S1T4;

– Khử bảng phương pháp điện phân, dùng mật dòng điện anôt 3-4 A/dm2, mật độ dòng điện catôt 8 – 1o A/dm2, sử dụng anôt là tấm niken hoặc tấm mạ niken không hòa tan.

– Chì

– Khi chì vượt quá 0.4 g/l, lớp mạ đen, có nhiều lỗ xốp. có khi lớp mạ có dạng bọt biển, màu đen. Xử lý bằng mật độ dòng điện thấp, anôt là tấm mạ niken hoặc tấm niken không hòa tan.

–  Khử muối cacbonat và lắng gạn

– Phương pháp khử muối cacbonat: Dùng phương pháp làm lạnh (ở dưới 0 độ C).
– Phương pháp láng gạn: Loại bỏ bằng phương pháp kết tủa, sau khi để lắng dung dịch, lấy dung dịch trong ở phía trên loại bỏ cặn.

5. Những sự cố và phương pháp khắc phục mạ thiếc tính kiềm

Những sự có’ và phương pháp khắc phục mạ thiếc tính kiềm xem bảng 12-3.

ma-thiec-tinh-kiem5