1．簡單原理

SnCl2 2K4P207→K6[Sn(P207)2] 2KCl

NiCl2 2K4P207→K6[Ni(P207)2] 2KCl

(1)陰極過程電解時，絡(luò)合物離解：

K6[Sn(P207)2]→6K [Sn(P207)2]6-

K6[-Ni(Pz07)2]→6K [-Ni(P207)2]6-

進一步吸收電子,，析出金屬：

[Sn(P207)2]6- 2e→sn 2(P207)4-

[Ni(P207)2]6- 2e→Ni 2(P207)4-

水也被離解放出氫氣：

    2H2O 2e→20H- H2↑

(2)陽極過程  電解時,，鎳板溶解生成鎳離子：

    Ni-2e→Ni2

進而與溶液中的焦磷酸根絡(luò)合：

    Ni2 2(P207)4-→[Ni(P207)2]6-

陽極并有少量氧氣析出：

    40H--4e→2H20 02↑

2．鍍液成分與工作條件

焦磷酸鹽鍍槍色的溶液成分與工作條件見表8—2。

表8-2焦磷酸鹽鍍槍色的溶液成分與工作條件

    溶液成分與工作條件

    含  量

氯化亞錫(SnCl2·2H20)／(g／L)

氯化鎳(NiCl2·6H20)／(g／L)

焦磷酸鉀(K4P207·3H20)／(g／L)

氨水(NH40H)／(ml／L)

氨基酸／(g／L)

    12～15

    30～50

    220～250

    5～lO

    5～20

 pH

溫度／℃

陰極電流密度／(A／dm2)

電鍍時間／min

陽極

    7.5～9

    45～55

    0.5～1.5

    1～3

    鎳板,、石墨板陰極移動

    3．鍍液配制

    ①把計算量的氯化亞錫,、氯化鎳及焦磷酸鉀等分別用熱水溶解。

    ②把溶解好的錫鹽和鎳鹽溶液在不斷攪拌下慢慢加至焦磷酸鉀溶液中,，再攪拌l5min左右,，若有混濁，還要繼續(xù)加溫攪拌直至全部澄清,。

    ③加入計算量的氨基酸,，氨基酸用水溶解時要加一點氫氧化鈉。

    ④將計算量的氨水加入,。加水至所需容積,，攪拌均勻。

    ⑤測量并調(diào)整pH至7.5～9,，加溫至45～55℃,，邊電解邊試鍍。

4.鍍液成分與工作條件的影響

(1)鍍液成分的影響

    ①氯化亞錫  是提供錫離子的鹽類,。本鍍液是二價錫離子,，與焦磷酸鉀生成焦磷酸亞錫絡(luò)鹽，以[Sn(P207)2]6-形式存在,，不能用四價錫如錫酸鈉代替,。為防止二價錫被氧化成四價錫,，鍍液中不允許加入雙氧水一類的氧化劑。同理,，鍍液不允許空氣攪拌而只能采用陰極移動,。

    ②氯化鎳  提供鎳離子的鹽類。它也是以焦磷酸鎳絡(luò)鹽[Ni(P207)2]6-形式存在的,。鍍液中鎳離子含量增加能稍增加鍍層中的鎳含量,。氯離子則有利于促使鎳陽極活化和溶解。

    ③焦磷酸鉀  它是錫離子和鎳離子的絡(luò)合劑,。保持一定量的游離焦磷酸根離子有助于結(jié)晶細致,、提高分散能力及促進陽極溶解。焦磷酸鉀含量偏低時,，鍍液變渾,，鍍層粗糙且槍色色澤不勻；焦磷酸鉀含量偏高時,，溶液黏度增大,，帶出損耗增加并增加了清洗的難度，只有用提高鍍液溫度來緩解,，所以以250g／L為最高含量,。

    ④氨水  加入氨水可降低鍍層內(nèi)應(yīng)力并使鍍層色澤均勻。從實驗得知,，當(dāng)氨水含量在7ml／L時其內(nèi)應(yīng)力接近0,。可見氨水對消除內(nèi)應(yīng)力作用很大,。

    氨水易揮發(fā),，鍍液又在50℃溫度下操作，宜定時定量補充,。也可用有機胺代替,，如乙二胺。

    ⑤氨基酸它是添加劑,。能促使錫鎳以合金形態(tài)共沉積,，對槍色色澤有決定性作用，氨基酸是總稱,，對槍色電鍍來說,，可分成不含硫氨基酸與含硫氨基酸。

    常用氨基酸有甘氨酸,、蛋氨酸與胱氨酸,。甘氨酸又名氨基乙酸，它不含硫,，不會起發(fā)黑作用,，其功能在于使結(jié)晶細致與提高深鍍能力,。

    蛋氨酸與胱氨酸是含硫氨基酸，它除有氨基酸基本功能外,，還有發(fā)黑作用,，其含量多少會決定錫鎳鍍層黑度的深淺。在焦磷酸鹽鍍液中,，應(yīng)用蛋氨酸較佳,。

    ⑥主鹽的調(diào)控與附加劑  根據(jù)實踐，氯化鎳與氯化亞錫在溶液中含量之比為2：1時,，分散力最好,，錫過量分散力下降。在這個比例中,，耐磨性與抗變色能力也提高到最佳范圍,。

    鍍液中可加入一些輔助絡(luò)合劑使鍍液更穩(wěn)定,，鍍層質(zhì)量更好,，如檸檬酸鹽、酒石酸鹽及三乙醇胺等,，適量加入可使槍色鍍液陰極電流密度適用范圍大為擴大,。

    亞錫穩(wěn)定劑是防止亞錫氧化成四價錫的附加劑。作為亞錫穩(wěn)定劑的有對苯二酚,、鄰苯三酚,、酚磺酸鹽及抗壞血酸等。

    銅鹽在焦磷酸鹽錫鎳鍍液中原本是雜質(zhì)離子,，但當(dāng)銅鹽含量低至2.5g／L以下時卻起到增黑作用,，且光亮度比原來好。這樣二元槍色就成為錫鎳銅三元槍色合金,。銅離子控制在0.5～2g／L時效果最好,。

    錫鎳離子含量在適當(dāng)范圍內(nèi)變動并不影響槍色鍍層色澤，但最好通過化驗,，控制金屬離子含量在工藝范圍內(nèi),。

    (2)工作條件的影響

    ①pH鍍液pH變化影響色澤。pH偏低,，光亮好但黑色淡,，焦磷酸鹽易水解；若pH偏高,，亮度差色澤深,，黑色色澤不均勻。根據(jù)實驗,，當(dāng)pH在9時,，內(nèi)應(yīng)力降至0,。

    ②溫度  鍍液溫度的選擇在于提高各組分溶解度，降低鍍液黏度,，使鍍層色澤均勻,，分散能力和覆蓋能力提高，電流效率也提高,，鍍液溫度以50℃為佳,。若在室溫電鍍，槍色偏深褐色且不勻,，深鍍能力明顯下降,；溫度升至70℃以上時，二價錫易被氧化,，光亮度下降,，鍍出淡黑褐色不均勻鍍層。

    ③陰極電流密度雖然允許陰極電流密度在較寬范圍內(nèi)變動,，但因是合金鍍層,，電流密度大小會影響合金的含量比例，進而影響色澤,。在陰極電流密度偏低時,，會出現(xiàn)不均勻的藍紫色鍍層；若電流密度偏高,，則鍍層近似于色澤差的黑鎳,，時間稍長，變成灰黑粉末狀沉積,。一般以0.5～1.5A／dm2為宜,。

    ④電鍍時間  以l～3min為宜，最多勿超過5min,。

⑤陽極可用鎳板或錫板,，也可用石墨板作不溶性陽極。錫板溶解性差,，用鎳板作陽極,，用二氯化錫補充錫離子的方法較好。

5．鍍液的維護與雜質(zhì)的影響

    (1)鍍液的維護

    ①每次電鍍前要測量鍍液的溫度,、pH,，注意控制電流密度與時間。

    ②在電鍍過程中,，錫量不斷消耗,，每次電鍍前要適量補充氯化亞錫(與焦磷酸鉀絡(luò)合后加入)，或定期補充,，使錫鎳比例穩(wěn)定在一定范圍內(nèi),。

    ③鍍液每周分析1～2次,，對金屬鹽及焦磷酸鉀含量要及時調(diào)整。每月過濾一次,，過濾前加入l～2g／L活性炭,，吸附有機分解產(chǎn)物。鍍液中若有重金屬雜質(zhì)干擾,，會造成色澤不勻,，可加0.5～1g／L鋅粉置換除去。

    (2)雜質(zhì)的影響

    ①銅離子的影響鍍液易受銅離子干擾,，銅離子0．29／L以上時,，鍍層灰黑發(fā)脆，電流密度低處甚至產(chǎn)生黑色條紋,，可用鋅粉處理或小電流電解,。

    ②鉛離子的影響鉛離子是有害的重金屬雜質(zhì)。極少量的鉛,，哪怕只有0．19／L足可使光亮范圍變狹,，光亮度下降。處理方法與處理銅雜質(zhì)相似,，可一起處理掉,。

    ③氰根的影響  氰根帶人可能性較小,。即使少量帶人對鍍層影響不大,，嚴重過量才會使鍍層色澤不均勻，可小電流電解除去,。④鉻酸根,、硝酸根的影響  這些有氧化作用的雜質(zhì)的帶入，會將鍍液中的二價錫氧化成四價錫,，造成金屬離子間比例失調(diào),，降低Y-價錫的含量，甚至使小電流處沒有鍍層,?？捎眯‰娏麟娊獬ィ硪环椒ㄊ羌尤脒€原劑亞硫酸鈉,，也能消除故障,。

  6.常見故障及處理方法

  焦磷酸鹽鍍槍色溶液常見故障產(chǎn)生原因及處理方法見表1。

表1  焦磷酸鹽鍍槍色溶液常見故障產(chǎn)生原因及處理方法

  故障現(xiàn)象

    產(chǎn)生原因

    處理方法

色澤深褐且不勻

1．鍍液锝高鎳低或相反

2．鍍液溫度偏低

3．氨基酸添加劑含量偏低

4．鍍液pH偏高

5．焦磷酸鉀含量偏低

  1．分析調(diào)整

  2．升溫至50℃

  3．適量補充

  4．用鹽酸調(diào)整

  5．分析調(diào)整

  鍍層發(fā)霧

1．鍍液混濁

2．電鍍時間太長

  1．升溫至50℃再過濾

  2．適當(dāng)縮短

鍍層烘干時全部脫落

鍍層太厚

縮短電鍍時間,，吊鍍對間最長不超過3min

鍍層有不均勻藍紫色

1．陰極電流密度太小

2．電鍍時間太短

3．鍍液錫含量偏高

4．鍍液pH不在工藝范圍內(nèi)

  1．適當(dāng)加大電流

  2．適當(dāng)延長

  3．調(diào)整

  4．調(diào)整pH

  鍍件烘干

后有白跡

1．鍍后清洗不凈

2．鈍化不良

  1．加強清洗,，最后一道用熱水清洗

  2．檢查并糾正

鍍層槍色太淡

1．鍍液溫度太高

2．氨基酸添加荊含量偏低

3．pH不在工藝范圍內(nèi)

4．焦磷酸鉀含量偏高

5．電鍍時間太短

6．陰極電流密度太大

7．錫離子與鎳離子比例不合適

  1．不應(yīng)超過55℃

  2．適量補充蛋氨酸

  3．檢查并糾正

  4．適當(dāng)沖淡

  5．適當(dāng)延長時間

  6．檢查并糾正

  7．分析調(diào)整

鍍層脆性，色澤灰白

1．鍍液中氫氧化銨含量偏低

2．鍍液有銅,、鉛等重金屬

  1．適量補充

  2．加適量鋅粉,，過濾

鍍層可用手揩去

1．鍍層未經(jīng)堅膜處理

2．中間層表面被氧化

  1.在100℃烘l5～30min

  2.用酸活化后再鍍