多层电镀层间脱皮故障原因分析

  有时候，由于多层电镀工艺的复杂，出现故障的原因和排除故障的方法就需要特别注意。如某厂生产自行车车圈采用氰化镀铜一镀亮镍一镀装饰铬工艺，已有多年的生产历史，生产工艺比较成熟。但在一次设备大修及槽液处理后试镀，发现车圈经镀铬后大面积爆皮，经过现场了解知道，车圈在镀亮镍后，镀层就有明显凸起的痕迹，经镀铬后由于内应力增大，镀层爆开。镀层爆皮多在铜层及镍层之间，而且车圈各部位镀层均有爆开现象。
  分析检查是在多层电镀工艺(铜/镍/铬)方面进行，对于氰化镀铜工艺，从分析化验得知镀液中游离的nacn含量过高，大大增加了阴极极化作用，导致阴极上有大量的氢析出，氢析出对铜层有较好的活化作用。往镀液中加入cucn，以增加镀液中铜离子含量，降低游离nacn的含量，使游离nacn：cu=1：0.8，但故障仍然存在。
通常镀铜后中途断电可使铜层表面生成一层钝化膜，但现场没有观察到该膜存在。为了确认在镀铜配方及工艺条件均正常的条件下，非镀铜引起的爆皮，技术人员把几只车圈在镀铜时不通电，即相当于经前处理后铁圈直接镀镍，试验后故障仍未消除。
  从光亮镀镍溶液和工艺检查，通常光亮镀镍出现故障的原因有：光亮剂过量，有机分解产物过多，金属杂质过多，硼酸含量过低等。因这个厂的电镀生产线刚经过常规维护处理，故镀镍液中光亮剂过量、有机分解产物过多、金属杂质过多等原因都不存在。从溶液分析报告可知，镀液中硼酸含量为319/l，少于工艺规定的409/l～459/l。当硼酸不足时，镀液的缓冲性能差，阴极区ph值升高，金属的氢氧化物或碱盐附着在镀层中，易引起脱皮等现象，但是往镀液中补充硼酸含量至409/l，镀层爆皮故障仍存在。为验证不是镀镍的原因引起的爆皮故障，技术人员把几只在其他生产线上完成镀镍前各工序后的车圈直接放入镍槽进行电镀，结果镀层良好。
  进一步分析铜一镍间工序可能出现故障原因，彻底检查除油、活化、水洗等工序。从现场看，水洗槽干净，活化液正常，设备运转正常等。但是检查中发现活化液面上有片状玻璃丝布漂浮，经了解，活化槽在设备大修时重新涂覆了环氧树脂，涂覆后仅1d就加水加酸使用。将活化液抽出，发现槽壁涂覆后的环氧树脂已溶解，壁上局部裸露出玻璃丝布，槽底部还有乳白状混浊液，将活化槽重新衬里彻底烘干，再试镀，镀层爆皮故障完全消除。
  分析这次故障的原因是由于槽壁材料--环氧树脂未完全固化，由于环氧树脂结构中含有极性的脂肪羟基、醚键以及活泼的环氧基，在硫酸活化槽中与溶解下来的环氧树脂被吸附在电极界面上，改变了界面性质，从而影响了电极过程，导致了车圈表面电镀层爆皮。
  实际上在铜/镍/铬电镀中，镀层脱皮是较为常见的故障，它是各组合镀层质量不良的综合反映。要防止镀层脱皮发生，必须根据镀层脱皮的具体隋况分析处理。
  如铬层之间出现脱皮现象，可能的原因是镀铬过程中间断电或者镀铬层太厚。遇到这种情况可以检查电镀设备电器接触点是否接触不良，另外缩短镀铬时间(避免镀铬层太厚)。
  在镍/铬层之间出现脱皮现象，一般说零件大电流密度处容易脱皮，其原因可能是镀铬液中铬酸浓度太低;铬液温度过低，电流密度过高;镀镍溶液中硫酸镍、硼酸浓度低;镀镍时阴极电流密度过高;光亮镍溶液温度过低;光亮镀镍液中钛离子的影响等。
  除此之外，引起镀镍层与镀铬层脱皮的原因还有镀镍溶液中光亮剂失调;镍阳极面积不足或溶解不良;镀镍液ph值过高;镀镍液中混入no3-离子、铜、铁、锌、铝等;有机物混入;导电不良;双性电极;镍层钝化;其他如镀铬槽有油;镀铬槽阳极面积不足等。
  镍层之间脱皮，这往往是在镀镍过程中间断电引起的，当然镀镍溶液ph值过高而阴极电流密度过大也会引起镍层之间脱皮。
  铜/镍镀层之间脱皮，如果氰化物镀铜在大电流密度处容易脱皮，其原因可能就是：镀液中铜离子含量低;阴极电流密度太大而镀液温度低;另外还有可能是镀液中混入油污或者cr6+离子等。
其他如活化溶液浓度不当以及铜层在空气中暴露时间过长也会引起铜/镍层之间脱皮。
  基体与铜层之间脱皮，这种情况往往是镀铜前处理不良引起的。主要原因是：除油溶液组分失调，氢氧化钠浓度过高;除油温度低，电流密度低，除油时间短等。