電鍍基礎(chǔ)知識問答匯總 搞電鍍一定要知道！
今天我們來和大家分享關(guān)于電鍍師傅在日常加工生產(chǎn)中的一些基礎(chǔ)知識問答，合格的電鍍工必須具備的條件，即操作方式、工藝管理、工藝規(guī)范要求，同時(shí)要能正確的對待工藝操作的規(guī)范化與產(chǎn)品質(zhì)量密切關(guān)系，嚴(yán)格的說：沒有嚴(yán)格規(guī)范操作就不可能鍍出合格的電鍍產(chǎn)品!
因此要使自己能勝任電鍍工這個(gè)崗位，就必須懂一點(diǎn)電鍍的基本常識，通過理論上的培訓(xùn)，實(shí)踐操作合格，這樣才能真正的做合格的電鍍工。以下是電鍍基礎(chǔ)知識匯總的的100個(gè)問答，希望能幫到身邊的電鍍師傅們。
1.電解液為什么能夠?qū)щ?
答:電解液導(dǎo)電與金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電方式是不一樣的。在金屬導(dǎo)體中，電流是靠自由電子的運(yùn)動輸送的，在電解液中則是由帶電的離子來輸送電流。在電解液中由于正負(fù)離子的電荷相等，所以不顯電性，我們叫做電中性。當(dāng)我們對電解液施加電壓時(shí)，由于強(qiáng)大的電場的吸引力，離子分別跑向與自己極性相反的電極。陽離子跑向陰極，陰離子跑向陽極。它們的運(yùn)動使電流得以通過，這就是電解液導(dǎo)電的道理。
2.在電鍍過程中，掛具發(fā)熱燙手，是由于鍍液溫度太高造成的嗎?
答:掛具的發(fā)熱雖然與溶液的溫度有關(guān)系，但主要的原因是:
(1)通過掛具的電流太大。
(2)掛具上的接觸不良，電阻增高而使掛具發(fā)熱。
3.控制電鍍層厚度的主要因素是什么?
答:控制電鍍層厚度的主要因素為電流密度、電流效率與電鍍時(shí)間。
4.黃銅鍍層與青銅鍍層是同一樣的臺金鍍層嗎?
答:不是，黃銅鍍層是銅和鋅的合金鍍層，青銅鍍層是銅和錫的合金鍍層。
5.法拉第定律是表示什么關(guān)系的，試述法拉第的第一定律和第二定律?
答:法拉第定律是描述電極上通過的電量與電極反應(yīng)物重量之間的關(guān)系的，又稱為電解定律。
法拉第第一定律:金屬在電解時(shí)所析出的重量與電解液中所通過的電流和時(shí)間成正比。
W=KIt
W——析出物質(zhì)的重量(g)
K——比例常數(shù)(電化當(dāng)量)
I——電流強(qiáng)度(安培)
t——通電時(shí)間(小時(shí))
法拉第第二定律:同量電流通過不同電解液時(shí)，則所析出金屬之重量與各電解液之化學(xué)當(dāng)量成正比。
K=CE
C——比例常數(shù)！——化學(xué)當(dāng)量
6.為什么鍍件從化學(xué)除油到弱酸蝕，中間要經(jīng)清水洗凈?
答:因?yàn)橥ǔ５幕瘜W(xué)除油溶液都是堿性的，如果把除油溶液直接帶進(jìn)酸腐蝕溶液中，就會起酸、堿的中和反應(yīng)，降低了酸的濃度和作用。中和反應(yīng)的生成物粘附在工件上，會影響鍍層的質(zhì)量。故工件在化學(xué)除油后，一定要經(jīng)清水沖洗干凈，才能進(jìn)入酸腐蝕的溶液。
7.電鍍層出現(xiàn)毛刺、粗粒，通常是那些原因造成的，如何解決?
答:鍍層出現(xiàn)毛刺、粗粒，主要是鍍液受懸浮雜質(zhì)污染所造成的。其來源是:空氣中的灰塵、陽極的泥渣、金屬雜質(zhì)的水解產(chǎn)物。此外，還有鍍液成分不正常和操作條件不合要求等等。解決的辦法是:調(diào)正鍍液成分和操作條件。如果是懸浮雜質(zhì)所造成，則應(yīng)將鍍液過濾。
8.配制電鍍液的基本程序如何:
答:配制電鍍液的基本程序如下:
(1)將汁量好的所需電鍍藥品先放入開料槽(小槽)內(nèi)，再加入適量的清水溶解，注意勿將藥品直接倒入鍍槽內(nèi)。
(2)溶液所含的雜質(zhì)，可以先用各種化學(xué)方法清除，并以活性炭處理。
(3)已處理靜置好的溶液，濾入清潔的鍍槽中，加水至標(biāo)準(zhǔn)量。
(4)調(diào)節(jié)好鍍液工藝規(guī)范(pH值、溫度、添加劑等)。
(5)最后用低電流密度進(jìn)行電解沉積，以除去其它金屬離子雜質(zhì)，直至溶液適合操作為止。
9.為什么桂具要涂上絕緣材料?
答:掛具制造一般除掛勾和產(chǎn)品接觸導(dǎo)電部分外，其余均應(yīng)涂上絕緣材料，以減少電流損耗和金屬損失，確保產(chǎn)品有效面積電鍍，提高有效電流，并使掛具耐用。
10.硫酸、鹽酸除銹效果怎樣?硝酸能否除銹?
答:產(chǎn)品除銹一般以采用濃鹽酸效果最好，能達(dá)到效率高，即使時(shí)間過長了些也不致產(chǎn)生過腐蝕，損壞基體金屬的現(xiàn)象。硫酸除去表面銹漬較好，但除銹很慢，而時(shí)間過長了又產(chǎn)生過腐蝕現(xiàn)象，對產(chǎn)品基體損壞較大。硝酸不能用于除銹，因其氧化性很強(qiáng)，遇金屬即進(jìn)行氧化，產(chǎn)生大量的氧化氮?jiǎng)《練怏w。
11.鍍前處理對電鍍層的質(zhì)量有何影響?
答:從長期的生產(chǎn)實(shí)踐證明，電鍍生產(chǎn)中所發(fā)生的質(zhì)量事故，大多數(shù)并不是由于電鍍工藝本身所造成。多半是由于金屬制品的鍍前處理不當(dāng)所致。將別是鍍層的平整程度、結(jié)合力、抗腐蝕能力等性能的好壞，與鍍前處理的質(zhì)量優(yōu)劣更是密切相關(guān)。金屬制品在電鍍以前的表面狀態(tài)及其清潔程度是能否取得優(yōu)質(zhì)鍍層的重要環(huán)節(jié)。在粗糙的金屬表面，很難獲得平滑光亮的鍍層，而且鍍層孔隙也多，使防蝕性能減低。金屬表面如果存有某種油垢物，也不能獲得正常的鍍層。
12.在氰化物鍍液中，游離氰化物的定義是什么?
答:在氰化物鍍液中，未結(jié)合在絡(luò)鹽內(nèi)的多余氰化物就叫做游離氰化物。例如在氰化鍍銅液中的游離氰化物就是形成[Cu(CN)3]= 絡(luò)離子以外的多余氰化物。
13.在氰化鍍銅中，陽極產(chǎn)生鈍化，溶解不良，游離氰化物的含量為什么會升高?
答:在氰化鍍銅電鍍時(shí)，陽極溶解不良，雖然一部分氰根在陽極上氧化消耗了，但在陰極上由于銅氰絡(luò)離子的放電，產(chǎn)生了更多的游離氰根，而使鍍液中的游離氰化物含量升高。
14.酸性光亮鍍銅的陽極材料對鍍層質(zhì)量有什么影響?
答:在酸性光亮鍍銅工藝中，若使用電解銅陽極，極易產(chǎn)生銅粉，引起鍍層粗糙，而且光亮劑的消耗快，所以應(yīng)采用含有少量磷(0.1～0.3%)的銅陽極，可以顯著地減少銅粉。但若采用含磷量過高的銅陽極，則將使陽極溶解性能變差，致使鍍液中的銅含量下降。
15.鍍鎳液中，陽極面積縮小，陽極電流密度增加，這時(shí)溶液的pH值是上升還是下降?
答:溶液的pH值下降。這是因?yàn)殛枠O減少，電流密度增加，陽極發(fā)生鈍化而不溶解，陽極鈍化后，析出氧氣，溶液中H<SUP>+</SUP>增加，因而酸性增加，pH下降。
16.鍍鎳液中，要促進(jìn)陽極溶解，應(yīng)添加什么?加入多量的硼酸可以嗎?
答:要促進(jìn)鎳陽極的溶解，應(yīng)加入適量的氯離子。硼酸沒有促進(jìn)鎳陽極溶解的作用。
17.光亮鍍鎳溶液要注意那些有害雜質(zhì)的干擾影響?
答:光亮鍍鎳要注意:
(1)工業(yè)原料不純。如硫酸鎳含有銅、鋅及硝酸根，陽極鎳板含有鐵等雜質(zhì);
(2)生產(chǎn)過程的污染。如清洗不徹底，從產(chǎn)品或掛具帶進(jìn)的銅、鉻。有機(jī)添加劑的分解產(chǎn)物。這些都是光亮鍍鎳的有害雜質(zhì)，要注意排除。
18.鍍鎳套鉻后出現(xiàn)脫皮、撲落現(xiàn)象，主要是由于鍍前處理不良所造成的嗎?
答:鍍鎳套鉻后出現(xiàn)鍍層剝離現(xiàn)象，鍍前處理不良是一個(gè)因素，但不一定全是由于鍍前處理不良所造成，它與鍍液的狀況以及產(chǎn)生雙層鎳的現(xiàn)象有關(guān)。
19.為什么不能使用金屬鉻作為鍍鉻陽極?
答:鍍鉻不采用可溶性金屬鉻作為陽極，主要是它在鍍鉻過程中極易溶解。陽極金屬鉻溶解的電流效率大大地高于陰極金屬鉻沉積的電流效率。這樣，隨著電鍍過程的進(jìn)行，勢必造成鍍液中鉻含量愈來愈高，致使無法實(shí)現(xiàn)正常的電鍍。而且以金屬鉻作為陽極，它主要以三價(jià)鉻離子形式溶解進(jìn)入溶液中，使鍍液中的三價(jià)鉻離子大量積累。同時(shí)由于金屬鉻很脆，難以加工成各種形狀，所以不能用全金屬鉻作為陽極，一般都采用鉛或鉛合金來作為鍍鉻過程中的陽極。
20.鍍鉻層中產(chǎn)生部分棕色膜，這是什么原因?
答:鍍鉻層中產(chǎn)生部分棕色膜，主要是硫酸根不足所造成的。此外，槽液溫度過低或受雜質(zhì)(如Cl-)干擾，也會在鉻鍍層中產(chǎn)生棕色的膜。
21.什么是電解?
答:當(dāng)電流通過電解液時(shí)，在電極上發(fā)生的氧化還原反應(yīng)使電解質(zhì)在電流作用下被分解的過程就叫做電解。通電時(shí)電解質(zhì)的陽離子移向陰極，并在陰極得到電子而被還原成新物質(zhì);陰離子移向陽極，并在陽極上失去電子而被氧化成新物質(zhì)。有時(shí)在陽極上也發(fā)生電極材料的氧化作用。例如電解熔融的氯化鈉。
NaCl→Na++Cl-
陰極 Na++e→Na
陽極 2Cl--2e→Cl2↑
電解工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中起著巨大的作用，許多有色金屬和稀有金屬的冶煉，化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品的制備以及電鍍、電拋光、陽極氧化等都是通過電解來實(shí)現(xiàn)的。
22.什么是電鍍?
答:借電解作用，在金屬制件表面上沉積一薄層其它金屬的方法，就叫做電鍍。電鍍包括鍍前處理(除油、除銹)、鍍上金屬層和鍍后處理(鈍化、除氫)等過程。用于防止金屬制品腐蝕，修復(fù)磨損部分，增加耐用性，反光性，導(dǎo)電性和美觀等。電鍍時(shí)將金屬制件作為陰極，所鍍金屬板或棒作為陽極，分別掛于銅制的極棒上面浸入含有鍍層成分的電解液中，通入直流電。
在個(gè)別情況下，也有用不溶性陽極，例如鍍鉻時(shí)用鉛或鉛銻合金陽極。
23.何謂電流強(qiáng)度?
答:電流強(qiáng)度簡稱電流，是指單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量。單位是安培，簡稱安(A)。
24.電流密度是什么?如何計(jì)算?
答:電流密度是指每單位面積的電極上的電流強(qiáng)度。電鍍上是以一平方分米為基本計(jì)算單位，所以，通過一平方分米電極面積的電流強(qiáng)度就稱為該電極的電流密度。陰極電流密度用DK表示，陽極電流密度用DA表示，單位是安培/平方分米，即A/d㎡。(國外也有用安培/平方英寸表示)。例如鍍件總面積為50平方分米，使用的電流為100 安培，則電流密度為100安培÷50平方分米=2安培/平方分米。陰極電流密度對鍍層質(zhì)量影響很大，過高過低都會產(chǎn)生質(zhì)量低下的鍍層。電流密度還直接決定鍍層沉積速度，影響生產(chǎn)效率。
25.什么叫做電流效率?
答:電流通過電鍍?nèi)芤涸陉帢O上所析出金屬的重量，并不一定和電解定律(電解時(shí)電板上析出或溶解物質(zhì)的重量與電流通過的電量成正比)理論計(jì)算的重量相符合，一般是比理論量少。這是由于電解時(shí)不單純地進(jìn)行金屬離子放電還原成金屬，而且還進(jìn)行別的副反應(yīng)。例如氫的析出，就會消耗一定的電量。因此，要析出一定量的金屬時(shí)，其實(shí)際所需的電流比理論計(jì)算值要大。故按理論計(jì)算所需的電流值和實(shí)際需要的電流值之比，就叫做電流效率。電流效率愈高，電能的浪費(fèi)愈少。
26.已知電流密度和電鍍時(shí)間，如何求得電鍍層的厚度?
答:首先根據(jù)鍍種得出該工藝的電流效率，同時(shí)查表得出該金屬的電化當(dāng)量和密度(比重)，然后按下公式進(jìn)行計(jì)算:
鍍層厚度d的計(jì)算公式(d：微米)
d=(C×Dk×t×ηk×100)/(60×r)
電鍍時(shí)間t計(jì)算公式(t：分鐘)
t=(60×r×d)/(C×Dk×ηk×100)
陰極電流密度Dk計(jì)算公式(Dk：A/dm2)
Dk=(60×r×d)/(C×t×ηk×100)
陰極電流效率計(jì)算公式：
ηk=(60×r×d)/(C×t×Dk×100)
C=電化當(dāng)量(克/安培·小時(shí))
Dk=陰極電流密度(安培/平方分米)
t=電鍍時(shí)間(分)
ηκ=陰極電流效率(%)
r=電鍍層金屬密度(克/厘米3)
例:已知鍍鎳液電流效率95%，陰極電流密度為2.5A/d㎡，電鍍20分鐘后所得鍍層厚度是多少? 查表得鎳的電化當(dāng)量為1.095密度8.8
d=(C×Dk×t×ηk)/60r=1.095×2.5×20×95%×100 /(60×8.8) =9.85um
27.什么是陽極性鍍層和陰極性鍍層，對于鐵基體來說，鋅、銅、鎳、鉻、銅錫合金等鍍層是屬于那一類的鍍層?
答:按照鍍層金屬與基體金屬之間的電化關(guān)系來分類，可以將鍍層分為陽極鍍層和陰極鍍層，在一般的條件下，鍍層金屬的電極電位比基體金屬的電極電位為負(fù)時(shí)，叫做陽極鍍層，反之，叫做陰極鍍層。鋅鍍層的電極電位比鐵基體的電極電位為負(fù)，故鋅鍍層屬陽極性鍍層。銅、鎳、銅錫合金鍍層的電位比鐵基體的電位為正。故屬陰極性鍍層。鉻鍍層按標(biāo)準(zhǔn)電位來說，比鐵為負(fù)，然而因鉻鍍層易于純化，使電位趨向于正，所以也屬于陰極性鍍層。由于金屬的電位隨著條件的不同而發(fā)生變化，所以鍍層究竟屬于陽極鍍層還是陰極鍍層也可能發(fā)生變化。例如在一般條件下，錫鍍層對鐵來說是陰極鍍層，但是在有機(jī)酸中，它卻成為陽極鍍層了。
28.陽極鍍層和陰極鍍層對基體金屬的保護(hù)作用是怎樣的?
答:陽極鍍層的保護(hù)原理是基于鍍層的電位較基體金屬為負(fù)，它的電溶壓較大，就成為腐蝕電池中的陽極，從而延遲了基體金屬的腐蝕。即使在基體金屬有稍許暴露時(shí)，鍍層仍能起防護(hù)作用，所以，陽極鍍層上孔隙的多少，對防護(hù)性能的影響很小，就厚度而言，鍍層的厚度愈大，防護(hù)性愈強(qiáng)。陰極性鍍層對基體金屬只起純機(jī)械的隔離作用，沒有象陽極鍍層的電化保護(hù)作用，所以一定要在鍍層孔隙率很少的情況下才有保護(hù)作用，否則，在鍍層的孔隙或破損處，基體金屬將作為腐蝕電池的陽極，加速了基體金屬的腐蝕。一般鍍層的孔隙率隨著鍍層厚度的增加而減少，故厚度越大，陰極鍍層的保護(hù)性能也越強(qiáng)。
29.鍍件電鍍前一般的質(zhì)量要求如何?
答:鍍件進(jìn)行電鍍前一定要做到無氧化皮、無銹、漬、無油污，表面能完全被水潤濕，不掛水珠。
30.鍍件電鍍完畢之后，為什么要用清水沖洗干凈?
答:因?yàn)楫a(chǎn)品電鍍完畢出槽之后，表面及孔洞粘附有大量的鍍液，而鍍液本身通常都有一定的腐蝕性。如果不清洗干凈，會對鍍層及基體產(chǎn)生腐蝕，影響了產(chǎn)品的外觀及防護(hù)性能。故鍍件出槽后，應(yīng)即用清水沖洗干凈，然后加以干燥。 31.生鐵鑄件為什么比其它鋼鐵零件難于電鍍?
答:鑄造出來的生鐵零件，其表面往往是凹凸不平及多孔的，在這樣的表面上只會得到粗糙而多孔的鍍層。此外，在生鐵的表面上，還存有游離的石墨，它不但影響到鍍層與基體金屬的結(jié)合，同時(shí)，在鍍層存有孔隙的情況下，它便成為腐蝕電池的陰極，使鍍層金屬迅速破壞，生鐵中的石墨，有時(shí)還具有降低氫超電壓的作用，造成氫容易在該處析出，阻礙了金屬的沉積，所以，鑄造的生鐵零件比其它的鋼鐵零件難于電鍍。
32.在氰化鍍銅中，游離氰化物不足時(shí)，應(yīng)添加什么?加入氰化亞銅可以嗎?
答:在氰化鍍銅中，游離氰化物不足時(shí)，應(yīng)添加氰化鈉(或鉀)。如加入氰化亞銅，則使游離氰化物進(jìn)一步降低，銅鍍層變得結(jié)晶粗大和粗糙。
CuCN+2NaCN=Na2Cu(CN)3
33.在配制氰化鍍銅液時(shí)，將粉末狀的氰化亞銅用溫?zé)岬乃芙，然后加入鍍槽，這樣操作對嗎?
答:不對。因?yàn)榍杌瘉嗐~是難溶于水的。應(yīng)將氰化亞銅溶于氰化鈉(或鉀)的溶液中，氰化鈉的量為氰化亞銅的1.15倍。
34.在氰化鍍銅溶液中，使用空氣攪拌合適嗎?
答:在氰化鍍銅溶液中，不宜使用空氣攪拌。因?yàn)榭諝庵械亩趸紩c溶液中的堿反應(yīng)生成碳酸鹽。過量的碳酸鹽會對銅鍍層產(chǎn)生不良的影響。 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
35.硫酸鍍銅溶液中的硫酸，它有什么作用?含量的高低對鍍層有何影響?
答:硫酸鍍銅溶液中的硫酸有如下幾種作用:
(1)防止銅的水解而形成氧化亞銅或其它堿式鹽類沉淀。
(2)減低銅離子的有效濃度，使銅鍍層的結(jié)晶細(xì)致。
(3)降低溶液的電阻，提高溶液的導(dǎo)電度，減少電能的消耗。
(4)防止在高電流密度下產(chǎn)生粗糙或樹枝狀的鍍層。
鍍液中硫酸含量一般為60～80克/升，含量太高或太低都不適宜，太多時(shí)它能使鍍層發(fā)脆，并降低硫酸銅的溶解度。太少時(shí)能造成鍍層粗糙，陽極鈍化及溶液的分散能力減低等故障。
36.硼酸在鍍鎳溶液中有什么作用，如果硼酸不足，將會出現(xiàn)什么情況?
答:硼酸是鍍鎳溶液的緩沖劑，起緩沖鍍液pH 值的作用。當(dāng)濃度達(dá)到31克/升以上時(shí)，才有顯著的作用，但不能過高，因?yàn)榕鹚嵩诔叵碌娜芙舛燃s40克/升左右。由于硼酸的緩沖作用，使陰極區(qū)溶液的pH值不致產(chǎn)生急劇的變化，因而能允許使用較高的陰極電流密度而不致在陰極上析出氫氧化物。它還具有提高陰極極化和改善鍍層性質(zhì)的作用。但是它的含量過多會降低陰極電流效率。低于20克/升時(shí)緩沖作用很弱，而使鍍液的pH值變化加劇，影響電鍍層的質(zhì)量，甚至使電鍍過程無法進(jìn)行。
37.鍍鎳時(shí)，陽極附近電解液的pH值與陰極附近電解液的pH值那一個(gè)高，為什么?
答:是陰極附近電解液的pH值高。這是由于在電解過程中，陰極上析出氫氣而使pH值上升。 2H++3→H2↑
38.鍍鋅后的鈍化膜層，白色鈍化與彩色鈍化層那一種的耐腐蝕性能好?
答:鍍鋅后的鈍化膜層，彩色鈍化比白色鈍化的耐腐蝕性能好。這是因?yàn)檫M(jìn)行鈍白處理時(shí)，是將已經(jīng)形成的彩色鈍化膜在漂白處理的溶液中溶解掉一層，使彩色鈍化膜變成白色。由于白鈍化膜層比彩色鈍化膜層薄，故耐腐蝕性能降低。
39.用碳酸鋇處理鍍鉻液中過多的硫酸，一克硫酸該用多少克碳酸鋇?
答:要除去1克的硫酸，理論上需要約2克的碳酸鋇。
40.新配制的純鉻酸溶液為什么鍍不出鉻來?為什么要進(jìn)行電解處理后或加些老鍍液才能鍍出質(zhì)量良好的鍍層?
答:新配制的純鉻酸溶液，如果沒有三價(jià)鉻和催化陰離子，是不易接在陰極電解還原的，鉻酸中的六價(jià)鉻離子不還原至三價(jià)鉻離子，也不還原為金屬鉻。電解的結(jié)果就相當(dāng)于水的分解，在陰極上產(chǎn)生氫氣2H++2e→H2↑，在陽極上產(chǎn)生氧氣4OH--4e→2H2O+O2↑。所以鍍不出鉻來。當(dāng)溶液加入硫酸后，它與溶液中的三價(jià)鉻生成復(fù)雜的帶正電荷的硫酸鉻[Cr4O(SO4)(H2O)4]2+，因硫酸根離子半徑小，電荷高，所以易被帶正電的硫酸鉻吸附，穿過堿式鉻酸鉻膠體粘膜，促使Cr離子能在陰極上放電析出金屬鉻。新配制的鍍鉻液中，由于沒有三價(jià)鉻，鉻就不易鍍上，故需要進(jìn)行電解處理以產(chǎn)生三價(jià)鉻。加些老鍍液的目的也是使鍍液中含有一定量的三價(jià)鉻以利于金屬的析出。
41.金屬為什么要進(jìn)行電鍍?
答:金屬在各種不同環(huán)境下使用時(shí)，由于外界介質(zhì)在金屬表面上的化學(xué)和電化學(xué)作用而產(chǎn)生了金屬腐蝕。金屬腐蝕的結(jié)果，不僅是金屬本身的損失，而且由于金屬制品結(jié)構(gòu)的損壞而失去使用價(jià)值造成人力物力的浪費(fèi)，其價(jià)值比金屬本身要大很多倍。因此，在大量生產(chǎn)金屬和金屬制品的同時(shí)，就必須與金屬的腐蝕進(jìn)行斗爭。電鍍工藝是增加金屬防護(hù)性能及改善金屬表面質(zhì)量的最有效的方法之一。金屬制品進(jìn)行電鍍就是為了保護(hù)金屬不受腐蝕、改善金屬制品的性能和增加制品表面的美觀。
42.何謂鍍液的pH值?
答:鍍液的pH值是指溶液的酸鹼度。我們知道，水是弱電解質(zhì)，它也可以電離。
水的電離度很小，在通常條件下，一千萬公升水中，只有一個(gè)克分子的水電離，也就是說，在每升水中氫離子和氫氧根離子濃度為1/100000000克當(dāng)量，因此，可以說:在中性水溶液中，氫離子或氫氧根離子濃度為10-7克當(dāng)量。
氫離子是酸類的通性，氫氧根離子是堿類的通性，因此溶液中的氫離子濃度和氫氧根離子濃度直接反映了溶液的酸堿性。在中性溶液中，由于氫離子和氫氧根離子濃度相等，故溶液為中性。如果我們改變?nèi)芤旱钠渲幸环N離子濃度，則溶液的性質(zhì)就將改變。假如提高溶液中氫離子的濃度，則溶液將由中性變?yōu)樗嵝，如果將氫離子濃度提高10倍，則溶液中氫離子濃度為10-6，提高100倍則為10-5，依次類推;相反則降低10倍，其濃度為10-8，降低100倍則為10-9。
pH值就是用10為底的對數(shù)的絕對值來表示氫離子濃度，也叫氫離子的指數(shù)。也就是說:當(dāng)溶液中的氫離子濃度為10的負(fù)幾次方時(shí)，pH值就等于幾，當(dāng)pH值等于7時(shí)，溶液的氫離子濃度為10-7，溶液為中性。pH由7至0變化時(shí)，溶液為酸性，pH由7至14變化時(shí)，溶液為堿性。
43.工廠常用來測定溶液pH值的方法有那幾種?
答:pH值是電鍍槽液的一個(gè)重要參數(shù)，對電鍍過程影響很大，故需要經(jīng)常檢查鍍液的pH值。工廠常用來測定溶液pH值的方法有兩種:
(1)試紙法:根據(jù)試紙變色，與已知pH值的色標(biāo)相比較來確定溶液的pH值。其優(yōu)點(diǎn)是方便簡單;缺點(diǎn)是誤差較大。這是工廠日常生產(chǎn)應(yīng)用最廣的方法。
(2)pH值測試儀:根據(jù)氫離子濃度對氫電極產(chǎn)生不同電位和一標(biāo)準(zhǔn)電極之間的電勢差，在電位計(jì)上顯示讀數(shù)。優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確度高;缺點(diǎn)是測試較復(fù)雜。
44.什么叫做直流電源?
答:直流電是電子以同一方向在正極與負(fù)極之間不斷流動的電流。電鍍中所用電源均為直流電，電壓一般為6至12伏。因電壓過低，不能自外界由輸電線路供給。通常取得直流電的方法為1)直流發(fā)電機(jī);(2)整流器;(3)蓄電池。
45.電流表、電壓表應(yīng)如何連接?
答:電流表即安培表是指示電路中電流通過大小的儀器，測量范圍小的電流表，一般可直接串聯(lián)在電路上，較大的(30安培以上)則需用一只分流器與電路串聯(lián)，電流表就接在分流器的兩端。但也有些5安培的電流表照樣需用與其匹配的分流器。電壓表即伏特表，是測量電壓的，一般與負(fù)載并聯(lián)，只要把它的兩根接線跨接在電路的兩極上，即可指示出讀數(shù)，電流、電壓表在聯(lián)接時(shí)須注意極性和量程。
46.電鍍槽電源的并聯(lián)接法如何應(yīng)用?
答:電鍍槽電源的接法以并聯(lián)接法最為普遍。接法是每個(gè)鍍槽中的陽極及陰極分別直接與電源輸出的正極和負(fù)極連接。應(yīng)用此種接法時(shí)，每槽中電流的多少，隨鍍槽的電阻大小而定，與并聯(lián)的其它槽的電阻大小無關(guān)，總電流等于各槽電流之和，各槽的電壓均相同，等于輸出的總電壓。
47.電鍍槽電源的串聯(lián)法如何應(yīng)用?
答:電鍍槽的串聯(lián)接法是鍍槽中第一槽之陽極與第二槽的陰極連接，第二槽的陽極與第三槽的陰極連接，依此類推，第一槽的陰極與最后一槽的陽極與電源相接。
電流通過鍍槽的數(shù)量，是根據(jù)各槽的電阻而定，各槽內(nèi)陰極面積相同時(shí)，則電流密度相同，陰極面積不相同時(shí)則電流密度也不同，沉積速度亦有差異，電路上的電流，處處相等。因?yàn)殡娏鲝碾娫匆稽c(diǎn)起，除了通過這個(gè)電路之外，并無其它通路可以回到電源的另一點(diǎn)，因此電路上各點(diǎn)的電流必定相等？傠娮璧扔诟鞣蛛娮柚停娮璐(lián)后，總電阻增大？傠妷旱扔诟鞣致冯妷褐，所以在實(shí)際使用時(shí)，電源電壓要比各分路電壓高，才能使各鍍槽得到額定的電壓。這種接法的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省設(shè)備。但缺點(diǎn)是必須在各槽內(nèi)電極連接好后，電流才能通過，任何一極斷開，電流都不能通過。而且要求電源供電電壓較高，各鍍槽溶液特性及鍍件面積要相同，如果不相同則很難應(yīng)用。
48.為什么氰化鍍銅液中的碳酸鹽會不斷產(chǎn)生?
答:任何氰化物鍍液在使用過程中都將逐漸累積碳酸鹽。這是由于氰化物的分解和空氣中的二氧化碳溶入鍍液所致。 2NaCN+2H2O+2NaOH+O2(空氣)→2Na2CO3+2NH3
2NaCN+H2O+CO2(空氣)→Na2CO3+2HCN
49.怎樣除去氰化物鍍液中的碳酸鹽?
答:除去氰化物鍍液碳酸鹽的方法有:
(1)冷卻法——在冷卻氰化鍍液的時(shí)候，碳酸鈉能從溶液中結(jié)晶而得以除去，冷卻溫度最好在0℃左右，時(shí)間8小時(shí)以上。在冬天時(shí)，可應(yīng)用自然冷卻。應(yīng)用冷卻法，金屬鹽的損失約為10%左右。冷卻法不適宜于除去碳酸鉀，因?yàn)殁淃}的溶解度很大。
(2)化學(xué)沉淀法——可采用硫酸鈣、氫氧化鈣氫氧化鋇等，它們的反應(yīng)如下:
CaSO4+Na2CO3→CaCO3↓+Na2SO4
Ca(OH)2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOH
Ba(OH)2+Na2CO3→BaCO3↓+2NaOH
應(yīng)用硫酸鈉，使碳酸鈉成碳酸鈣沉淀，反應(yīng)生成的硫酸鈣比碳酸鈉危害小，在酒石酸鹽氰化鍍液中，硫酸根的存在反而有利，硫酸鹽也可用冷卻法除去，這個(gè)方法可除去碳酸鉀。
應(yīng)用氫氧化鈣或氫氧化鋇的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)后產(chǎn)生的氫氧化鈉，在一般溶液中是需要的。在不需要堿的場合下，則可在處理后用不溶性陽極電解處理或加入有機(jī)酸(如酒石酸)。
(3)酸處理——應(yīng)用酸與碳酸鹽反應(yīng)成CO2氣體的原理;
2H++Na2CO3→2Na++H2O+CO2↑
應(yīng)用的酸是酒石酸，生成的酒石酸鹽是有利的，應(yīng)用這種方法必須有良好的通風(fēng)設(shè)備。
(4)稀釋法——這個(gè)方法是將溶液稀釋來減低碳酸鹽的濃度，這就將損失一部分溶液，只有在不得已的情況下才可使用。
50.氰化物鍍液中的碳酸鹽過多，會造成什么樣的故障。
答:氰化物鍍液在碳酸鹽過多的情況下，要造成下列的故障:
(1)陽極極化作用增加。 (2)陰極效率降低。 (3)溶液的導(dǎo)電度減低。 (4)光澤范圍縮小。 (5)鍍層容易滲點(diǎn)。 (6)鍍層易呈海綿狀(特別在鍍金或鍍銀溶液中)。 (7)溶液的粘度增加，帶出損失增大。
51.光亮硫酸鹽鍍銅溶液中的雜質(zhì)對鍍層質(zhì)量有何影響?
答:在光亮硫酸鹽鍍銅溶液中，金屬雜質(zhì)的影響比其它電鍍?nèi)芤荷。很多的金屬離子由于外界帶入或基體金屬的腐蝕(如鐵、鎳、鋅)逐漸在鍍液內(nèi)累積，由于銅的電極電位較正，在強(qiáng)酸性溶液中，它們的存在，不足以造成共沉積的條件，因此影響也不大。但鐵、鎳的存在會降低溶液的導(dǎo)電度，在含量高時(shí)會使鍍層粗糙。砷、銻的電位與銅相接近，能與銅共沉積，而使鍍層粗糙變脆。鉛在溶液中能沉淀而出，影響不大。某些有機(jī)雜質(zhì)也常常引起鍍層發(fā)脆。
52.為什么用低電流密度電解除去鎳液中的微量金屬時(shí)，攪拌能提高除去雜質(zhì)的效率?
答:用電解法除去鍍鎳液中的雜質(zhì)時(shí)，進(jìn)行攪拌，能使雜質(zhì)與陰極有更多的接觸機(jī)會，故能提高去除雜質(zhì)的效率。
53.鋅壓鑄件去油時(shí)，為什么不能在高溫的強(qiáng)堿下浸漬?
答:因?yàn)殇\是兩性金屬，它易溶于酸，也易溶于堿。在高溫強(qiáng)堿中鋅溶解很快，所以鋅壓鑄件不能在高溫的強(qiáng)堿中浸漬除油。
54.在某鍍鎳溶液中，通入鍍槽的總電流為400A，通電時(shí)間共15分鐘，假如電流效率為95%，共析出金屬鎳多少克?
答:根據(jù)電解定律，鍍層重量(m)應(yīng)為:
m=K?I?t?ηk
根據(jù)上述公式并查得鎳的電化當(dāng)量K為1.095 克/安培?小時(shí)。
在上述條件下，可析出金屬鎳104克
55.測定鍍鉻溶液的電流效率時(shí)，通過電流20A，經(jīng)2小時(shí)在陰極上析出金屬鉻的重量為1.8克，求該鍍鉻液的電流效率?
答:根據(jù)電解定律，鍍層重量(m)應(yīng)為:
ηk =K?I?t?m 根據(jù)上述公式并查得六價(jià)鉻的電化當(dāng)量K為0.324 克/安培?小時(shí)。
在上述條件下，該鍍鉻液的陰極電流效率為13.9%
56.重鉻酸根在陰極上還原至三價(jià)鉻的反應(yīng)，為什么在沒有催化陰離子時(shí)，一瞬間就停止了?
答:鍍鉻溶液在沒有催化陰離子的情況下，接通電流時(shí)，陰極上有氫氣析出，同時(shí)部分還原為三價(jià)鉻。由于氫的析出，陰極區(qū)pH上升，三價(jià)鉻立即在陰極上生成堿式鉻酸鉻〔Cr(OH)3Cr (OH)CrO4〕薄膜。它是帶正電性的分散膠體，將陰極表面包封住。這層膜很緊密，只能讓氫離子透過而發(fā)生下列反應(yīng)2H++2e→H2↑而重鉻酸根卻不能透過這層薄膜，所以鍍鉻溶液在沒有催化陰離子時(shí)，重鉻酸根在陰極上還原成三價(jià)鉻的反應(yīng)，一瞬間就停止了。
57.鍍鉻液的硫酸根在電極反應(yīng)過程中起什么作用?
答:鍍鉻液中的硫酸根，能與溶液內(nèi)的三價(jià)鉻生成復(fù)雜的硫酸鉻〔Cr4O(SO4)4(H2O)4〕++陽離子。這種陽離子跑向陰極促使堿式鉻酸鉻薄膜溶解，使鉻酸根離子能在陰極上放電而析出金屬鉻。所以要使零件鍍上鉻，必須在陰極表面生成一層由三價(jià)鉻和鉻酸根組成的粘膜，這層粘膜還得在硫酸鉻陽離子的作用下不斷溶解。這樣，粘膜不斷地生成，不斷地溶解，周而復(fù)始，鍍鉻的過程才能實(shí)現(xiàn)。
58.鍍鎳層為什么會產(chǎn)生針孔?它有什么危害?
答:針孔是鍍鎳過程中最常見的故障，所謂針孔，是目力所能見到的細(xì)孔。針孔的產(chǎn)生是由于在陰極表面留有氣泡，造成絕緣，使金屬在該處不能沉積，而在氣泡旁邊的周圍則繼續(xù)增厚，以后氣泡逸出或破裂，在該處留下凹陷的痕跡，這樣就形成針孔。針孔有的直達(dá)至基體金屬或至鍍層中部為止，或逐漸為鍍層封閉。
如針孔直達(dá)基體金屬，則基體金屬與大氣接觸，易被腐蝕。如針孔止于鍍層中部，則雖不致于立刻被腐蝕，但總是鍍層的弱點(diǎn)，耐腐蝕性能降低，也影響了鍍層的美觀，在拋光后有拉延的痕跡，使故障更為顯著。
59.產(chǎn)生針孔的條件是什么?是否產(chǎn)生氣泡就會有針孔形成?
答:針孔的產(chǎn)生主要是由于氣泡滯留于鍍件表面而造成的，但產(chǎn)生氣泡并不一定有針孔形成。因?yàn)樾纬舍樋妆仨氂袃蓚(gè)條件;第一要有氣泡(主要是氫氣)產(chǎn)生;第二所產(chǎn)生的氣泡，能吸附于鍍件上。如果產(chǎn)生的氣泡不能在鍍件表面上滯留，則不會產(chǎn)生針孔。如氰化鍍銅及鍍鉻等，在電解過程中，它們都產(chǎn)生大量的氫氣泡;但它們產(chǎn)生之后，都急劇溢出液面，難于在鍍件表面上滯留，故極少會形成針孔。
60.如何消除鍍層中的針孔?
答:針孔的故障是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問題，因操作條件或溶液成分不合規(guī)范而產(chǎn)生針孔，則補(bǔ)救尚易，只需改改操作條件或調(diào)整溶液成分使之適合要求便可能解決。如因溶液有雜質(zhì)(金屬雜質(zhì)或有機(jī)雜質(zhì))的污染而產(chǎn)生針孔，則必須找出其根源，對癥下藥，才能得到解決。在沒有雜質(zhì)的情況下，一個(gè)簡單而有效的方法為加入防針孔劑，在光澤性鍍鎳中可加入潤濕劑如十二烷基硫酸鈉，用量為0.01～0.05克/升。在普通鍍鎳中，可在每天工作完畢之后加入雙氧水0.1毫升/升。加入后將溶液予以徹底攪拌。在雙氧水(或其它氧化劑)的存在下，本來H+在陰極還原成H2的反應(yīng)由氧化劑在陰極上的還原而取代之，使氫氣泡無以產(chǎn)生，針孔亦可避免。但鍍液內(nèi)如含有過多的雜質(zhì)，則這些措施的效果亦受到影響，甚至無效，這時(shí)就應(yīng)對鍍液進(jìn)行凈化處理。
61.何謂分散能力和深鍍能力?
答:分散能力是指鍍層在零件上厚薄分布的情況。鍍層厚度在零件各部位分布均勻稱分散能力好，反之為分散能力差。
深鍍能力又叫遮蓋能力，是指在零件各部位鍍上金屬層的情況，而不研究其厚度分布情況。它與分散能力是兩種概念，不要混淆在一起。但它們之間亦有一定的聯(lián)系，一般來說分散能力好則深鍍能力也好，而深鍍能力不好，則分散能力亦不好。
62.影響分散能力的因素有那幾個(gè)方面?
答:影響分散能力的因素主要有:幾何因素和電化學(xué)因素。
幾何因素主要是指鍍槽的形狀、陽極的形狀、零件的形狀以及零件與陽極的相互位置、距離等。其要素是尖端放電、邊緣效應(yīng)、陰陽極的距離等，它主要是影響電鍍的電流分布。例如鍍鉻時(shí)往往要考慮如何裝掛零件，用什么陽極及陽極的位置等，這都是為了改善電流的分布，提高分散能力。
電化學(xué)因素包括極化作用、電流密度、溶液的導(dǎo)電度以及電流效率等。一般來說，提高陰極極化作用，可改善分散能力。提高電流密度，能增加陰極極化作用，改善分散能力。當(dāng)提高溶液的導(dǎo)電度不嚴(yán)重降低陽極極化作用時(shí)，可提高分散能力。電流效率若隨電流密度升高而降低時(shí)，降低電流效率可提高分散能力。
63.怎樣才能取得均勻的鍍層?
答:取得均勻鍍層的方法，除了選擇合理的溶液成分、改進(jìn)配方外，合理的操作、裝掛零件及采取一些特殊的措施，在生產(chǎn)中是非常重要的，通常使用的方法有:①沖擊電流:在電鍍開始用較大的電流(比正常電流大2～3倍)進(jìn)行短時(shí)的沖擊電鍍。②合理裝掛零件:使零件處在最佳的電流分布狀態(tài)下，同時(shí)又不使析出的氣體停滯在零件的盲孔、低洼部分。③根據(jù)可能調(diào)節(jié)陰、陽極之間的距離，縮小陰極不同部位(即零件的凹凸部分)與陽極之間的距離比。④利用“象形”陽極來改善電流分布。⑤利用保護(hù)陰極和屏蔽保護(hù)來降低電力線集中部位的電流密度。
64.什么是輔助陽極?
答:在電鍍各種產(chǎn)品、零件過程中，一些形狀復(fù)雜，又需要均勻鍍上鍍層或內(nèi)孔要有鍍層的管狀零件等均要在低電流密度區(qū)另加陽極以盡量使電流均勻分布，這種另加的陽極就叫做輔助陽極。如水管鍍鋅內(nèi)孔使用鐵輔助陽極等。
65.什么是保護(hù)陰極?
答:在電鍍中對一些陰極電流操作范圍較窄的鍍種或形狀較為復(fù)雜的零件，為防止邊角燒焦，在零件的尖端處或鍍槽陰極兩端焊(或掛)上金屬保護(hù)線，以分散陰極上的電流。這種金屬保護(hù)線就叫做保護(hù)陰極。
66.析氫對電鍍有何影響?
答:析氫在電鍍過程中，幾乎是不可避免的。析出的氫滲入鍍層和基體金屬產(chǎn)生氫脆，影響零件的機(jī)械性能。如果析出的氫以氣泡形式停留在零件表面，則會造成鍍層的孔隙和麻點(diǎn)。消除的方法是加入氧化劑、濕潤劑及鍍后除氫處理等。有機(jī)雜質(zhì)的存在對氫有吸附作用，使氫氣泡滯留在陰極表面不易逸出，則更易出現(xiàn)針孔和麻點(diǎn)。
加強(qiáng)鍍液攪拌，對減少氫氣在鍍件上滯留會有一定的作用。
67.在除油工藝中，有機(jī)溶劑(三氯乙烯等)適宜于除去什么油脂?
答:宜于除去零件上的非皂化類的礦物油脂。工業(yè)上的油脂，按其來源可分為動、植物油和礦物油。動、植物油在堿性條件下，發(fā)生皂化反應(yīng)，所以又叫做“皂化油”;礦物油無此作用又叫“非皂化油”。
皂化類油脂可以用堿很好地除去，非皂化類油脂因不和堿起化學(xué)作用，故不能用堿把它們除去。而有機(jī)溶劑能很好地溶解非皂化類的油脂，所以它們最適宜于除去非皂化類的礦物油脂。
68.試述電解除油的原理?
答:電解除油時(shí)，不論零件作為陰極還是陽極，其表面都大量的析出氣體，這個(gè)過程實(shí)質(zhì)是水的電解:
2H2O=2H2↑+O2↑
當(dāng)工件作為陽極時(shí)，其表面上進(jìn)行的是氧化過程并析出氧氣:
4OH--4e=O2↑+2H2O
當(dāng)工件作為陰極時(shí)，其表面上進(jìn)行的是還原過程并析出氫氣:
4H2O+4e=2H2↑+4OH-
電極表面上大量氣體的析出，對油膜會產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊和乳化作用。當(dāng)把粘附有油膜的工件浸入堿性電解液時(shí)，由于油與堿液界面張力減少，油膜產(chǎn)生了裂紋。與此同時(shí)，電極由于通電而極化，電極極化雖然對非離子型油類沒有多大作用，但是它卻使金屬與堿液間的界面張力大大降低，因此很快地加大了二者的接觸面積，從而排擠附著在金屬表面上的油污，使油膜進(jìn)一步破裂成小油珠。由于電流的作用，在電極上生成了小氣泡(氫氣或氧氣)，這些氣泡很易于滯留在油珠上，新的氣體不斷產(chǎn)生，氣泡就逐漸變大，在氣泡升力的影響下，油珠離開金屬表面的趨勢增大，當(dāng)氣泡的升力足夠大時(shí)，它就帶著油珠脫離金屬表面跑到液面上來了。
由此可見，堿性溶液中的電化學(xué)除油過程是電極極化和氣體對油污機(jī)械撕裂作用的綜合過程。
69.電解除油與化學(xué)除油比較有什么特點(diǎn)?
答:電解除油溶液的組成和化學(xué)除油溶液大致相同。電化學(xué)除油的速度常較化學(xué)除油的速度高，油污清除得更干凈。電化學(xué)除油液中的堿度可以比化學(xué)除油時(shí)降低一些，因?yàn)榇藭r(shí)皂化作用不是主要的，另外也不必添加乳化劑。若使用乳化劑，則它們會形成大量泡沫浮在溶液表面上，因而阻礙氫氣和氧氣的順利逸出。當(dāng)電接觸不良而打火時(shí)易造成爆炸事故。為保證電鍍層質(zhì)量，在零件入槽電鍍前，多采用電化學(xué)除油。
70.陰極電解除油與陽極電解除油有什么不同?
答:電解除油在陰、陽極上都可進(jìn)行，陰極除油與陽極除油特點(diǎn)各不相同。
陰極除油的特點(diǎn)是:析出的氣體為氫氣，氣泡小、數(shù)量多、面積大，因而除油效率高，不腐蝕零件;缺點(diǎn)是:產(chǎn)生氫脆，有掛灰。
陽極除油的特點(diǎn)是:無氫脆、無灰渣;但缺點(diǎn)是效率低，對有色金屬腐蝕性大。
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