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1、浅谈电镀生产中的质量管理VloI-26No.8浅谈电镀生产中的质量管理陈刚(山西北方惠丰机电有限公司电镀分厂,山西长治046012)摘要:阐述了以提高电镀生产的一次合格率来提升生产效率,从而实现节能降耗的观点.结合多年生产实际,总结了对电镀生产的全过程实施直接监控时应注意的事项,以避免可预见的,能预防的镀层缺陷.分析了除油,镀液维护,物料添加及操作环节对镀层质量的影响简单说明了在电镀生产过程中应严格控制和重点注意的一些问题关键词:电镀生产;质量管理;除油;生产效率中图分类号:TQ153文献标识码:B文章编号:1004227X(2007)08002303Onqualitymanagementin
2、eleetroplatingproduction/CHENGangAbstract:Anideaofincreasingonetimepasspercentagetoimproveproductionefficiencyandreduceenergyandmaterialconsumptionwasproposed.Basedonseveralyeamproductionpractice.someitemstobenoticedindirectmonitoringoftheentireelectroplatingprocessweresummarizedtoavoidforeseeablean
3、dpreventabledefectsofdeposit.Theeffectsofdegreasing,bathmaintenance,materialadditionandoperationconditionsonthequalityofdepositswerediscussed.Someproblemstobestrictlycontrolledandemphasizedinelectroplatingproductionwerepointedout.Keywords:electroplatingproduction;qualitymanagement;degreasing;product
4、ionefficiencyAuthorSaddress:ElectroplatingBranchPlantofShanxiNorthHuifengMechanical&ElectronicCo.,Ltd.,Changzhi0460l2.China1前言随着科学发展观不断深入人心,节能降耗,资源节约型生产模式已被普遍认同.电镀作为高能耗的行业,也须从提高生产效率入手,减少能源及材料的消收稿日期:2007-04-06修回日期:2007-0514作者简介:陈刚(1971-),男,浙江杭州人,大专学历,二级电镀技师,研究方向为规模电镀生产中各种疵病的原因分析及故障排除,特殊零件适用工艺及挂具设
5、计等.作者联系方式:(Email)chenggang000v163.cOlll.耗,以适应新时代发展的要求.但是,在电镀生产过程中造成镀层疵病的因素较多,导致某些镀种的一次合格率不高,生产效率较低.同时,不合格镀层的返修(补镀,退镀),不仅造成了能源的重复消耗,而且在退除镀层的过程中,会因过腐蚀而导致部分零件报废.因此,只有对电镀生产的全过程实施有效的监控,确保工艺参数处于最佳范围,消除可能导致镀层质量缺陷的可预见因素,对镀液,操作,材料,设备等进行规范管理,减少不可测因素(如有机物)的干扰,使零件在电镀过程中始终处于受控状态,才能使电镀生产的一次合格率得到提高.2电镀生产质量管理的内容2.1
6、全面监控对电镀生产的全过程实施监控,是电镀质量管理的主要工作之.只有使电镀生产的各个环节都处于受控状态,才可能提高电镀生产的一次合格率.2.1.1控制主镀槽的工作条件电镀工作条件一般是指电镀过程中(包括前处理中的电解除油)的电流密度,温度和搅拌等.任何镀液都有一个获得良好镀层的工艺条件范围,若这些工艺条件配合得当,则可增大阴极极化作用,提高镀层的分散能力及覆盖能力,减少镀层缺陷(如针孔,粗糙,海绵状结晶),改善镀层性能(如提高整平性,降低镀层内应力).镀液的温度与阴极电流密度之间有着对应关系,即随着镀液温度的升高,阴极电流密度也须相应加大.因此,就某一特定镀液而言,在确定其电镀工作条件时,可调
7、范围不宜过大,镀液温度的可调范围不宜大于士2.C,而阴极电流密度的可调范围不宜大于士ldm.若可调范围过大,则易出现因上(下)限镀液温度与下(上)限阴极电流密度配合不当而破坏电镀工作条件之间的对应关系,影响镀层质量的情况.?2?浅谈电镀生产中的质量管理啊给电方式对镀层质量的影响也很大,在电镀时要视不同情况采用不同的给电方式:(1)对于形状复杂的零件,为使凹槽和内孔及时沉积上镀层,可在镀件刚入槽时采用”冲击电流”进行闪镀;对于表面粗糙的零件及铸件,由于析氢过电位较低,电镀时氢易在这类零件的表面析出,影响镀层的沉积,因此电镀时也应先采用”冲击电流”,使基体表面很快地镀上一层析氢过电位大的镀层金属,
8、然后恢复正常电流施镀.(2)采用带电入槽的方式,可防止铜溶于镀液中形成有害的铜杂质,消除零件进入镀液后产生影响结合力的置换层,防止产生双极性电极现象而造成镀层脱皮.采用搅拌可增强溶液的对流,使镀液中各成分能均匀分布,防止因镀液中不溶性颗粒和氢气在零件表面滞留而造成的氢孔,粗糙等疵病.但在其它条件不变的情况下,搅拌会降低阴极的浓差极化作用,使镀层结晶变粗,低电流密度区发暗.因此,对于采用搅拌的镀液,一般使用提高阴极电流密度上限值的方法来克服搅拌的不足.2.1.2加强镀液维护电镀溶液中主盐与其它成分之问需要维持恰当的浓度比.在电镀生产过程中,由于镀液中金属离子的氧化还原,电解消耗,溶液带出及挥发等
9、原因,会使镀液中各成分之问的浓度比发生变化,影响镀层的性能.因此,在电镀生产过程中必须根据生产量来确定溶液的分析周期,及时调整各成分,使其浓度比始终处于一个较理想的范围.为改善电镀溶液的性能和镀层质量,电镀生产中使用了各种添加剂.而添加剂具有不同于一般成分的特点:(1)无法分析其在镀液中的含量,添加量一般以生产实际经验确定;(2)大多为有机物,添加不当或过量不但不能改善镀液性能,反而会造成镀液故障;(3)某些有害物质会干扰添加剂发挥其作用.因此,添加剂的补加应遵循少加,勤加的原则,也可根据电镀生产量定时,定量添加.须注意的是:当发现加入添加剂很快失效时,应对镀液进行分析,去除杂质.切不可盲目继
10、续添加,以免添加剂过量而造成更严重的镀液故障.?季?镀液中杂质的存在,对镀层的质量影响很大,在电镀生产中应注意以下方面:(1)可溶性阳极应尽量采用高纯度的电解阳极,并装入耐酸(碱)的阳极袋中,阳极袋口应高于液面2030iTffn,阳极的铜挂钩不得浸入溶液中;(2)每日或每班首槽电镀前,采用大面积瓦楞形阴极板以0.10.2dm的阴极电流密度对镀液进行电解,以吸附部分金属杂质:(3)掉槽零件应及时打捞;(4)每月对镀液大处理1次,采用循环过滤的镀液可每2月过滤1次;(5)电镀生产结束后,将所有主镀槽盖严.2.1.3严把原材料质量关,正确添加化学药品电镀所用原材料的质量直接影响镀层的形成过程,因此必
11、须严把电镀原材料的质量关.根据不同情况,采用正确的操作方法添加化学药品:(1)根据化学药品的溶解特性选择相宜的溶剂;(2)调整pH时,应先将强酸(碱)稀释;(3)固体材料不宜直接加入镀液中,应先调成糊状或溶解后再加入镀液中;(4)对于纯度较低的固体材料(如袋装工业级固体材料),应先溶解过滤(最好采用活性炭吸附过滤)后,再加入镀液中;(5)对于溶解度不同或难溶的化学药品,应分别在适宜的温度下采用正确的方法溶解.2.1.4注意操作细节操作过程对镀层质量的影响也不可忽视.清洗,浸蚀过程中(尤其是手工生产时)稍有不慎就会造成镀层缺陷.因此操作人员应注意以下方面:(1)为防止产生置换层或微腐蚀,不同镀种
12、,不同基材的零件不可混用同一条生产线(尤其是浸蚀工序);(2)除油后的清洗(尤其是含硅酸盐的除油液)切不可”蜻蜓点水”;(3)为保证清洗用水不被交叉污染,不要逆工艺流程操作;(4)形状复杂的零件应采用专用挂具,清洗过程要有针对性;(5)干燥前的清洗用水要洁净,清洗要彻底.2.2除油工序的选择除油工序是电镀生产中最基本也是最重要的环浅谈电镀生产中的质量管理节,许多镀层质量问题与除油质量有关.因此,必须根据不同情况,有针对性地选择除油工序.2.2.1除油工艺流程的选择(1)碱性氰化物镀液(如氰化镀锌),因其具有一定的活化能力,且对杂质不太敏感.从生产效率考虑,除油的工艺流程不必太繁琐,可采用如下工
13、艺流程:化学除油一热水洗一碱性电化学除油一热水洗一水洗一除锈一水洗2次一中和一电镀.(2)酸性镀液及对杂质敏感的镀液(如弱酸性氯化物镀锌),则必须加强除油工序:化学除油一热水洗一碱性电化学除油一热水洗一水洗一除锈一水洗2次一阳极电化学除油一热水洗一水洗一弱浸蚀一水洗2次一电镀.2.2.2根据不同的基体材料选择除油工艺参数碱性化学,电化学除油液,一般是以氢氧化钠为主的碱性溶液.由于氢氧化钠溶液对不同金属材料的溶解性不同,因此应根据基体材料的不同来确定除油液成分(主要是氢氧化钠)的含量.一般而言,有色金属除油尽量不要使用氢氧化钠,钢件除油时氢氧化钠的含量也不宜超过100g/L.采用阳极电化学除油时
14、,零件(阳极)的表面发生氧化过程(4OH一一4e=O1,+2HO),零件有被腐蚀的倾向.不过,由于氢氧化钠对钢铁表面有钝化作用,足量氢氧化钠的加入可防止钢铁零件在阳极除油时遭受腐蚀.但当阳极电化学除油液中碱度,温度低而电流密度高时,钢铁零件也会被腐蚀.因此,阳极电化学除油液的碱含量与其它工艺参数的配合非常重要.对于高强度钢铁零件,弹性及薄壁零件,为避免“渗氢”,不可采用阴极电化学除油.电流密度的提高,可增强电极的反应强度,使氢气和氧气的生成量增加,气泡对油污的撕裂和搅拌作用也随之增强,因此加快了除油速度.但电解反应也同时加快,增加了零件腐蚀的风险.因此在规模生产中,一般应选择小于3A/dm的阴
15、极电流密度来进行电化学除油.提高碱性化学(电化学)除油液的温度,可提高皂化反应的速度和皂化产物的溶解度,降低溶液的电阻,提高电导率,从而加快除油过程.但温度过高不仅会消耗大量热能,而且使操作环境恶化.因此电镀生产中除油液的温度一般控制在6080.C.2.2.3根据镀层选择除油方法(1)为避免零件表面沉积不易除掉的海绵状金属杂质以及”渗氢”现象的发生,一般不单独使用阴极电化学除油.(2)对于防护装饰性镀层,为保证基体光泽不被破坏,最好采用超声波除油.对于无法除去的”挂灰”类物质,可在以下工艺中进行阳极处理:NaOH5070g/LNazCO32040g/LNa3PO41530g/L6080.CJ0
16、.51.5A/dmf8min(3)对于镀后不得发生性能(如内应力,韧性,强度等)改变的零件,若须电解除油,则应采用阳极电解除油,时问以油污除净为宜.2.3生产过程勤检查在整个电镀生产过程中要经常对各个环节进行检查,这也是实施电镀全过程监控的手段之一,有利于实现人为控制,能及时发现并排除因操作环节和可预见因素所造成的镀层缺陷.投料前,对与电镀生产有关的设备,导电装置,镀液状态等进行检查,确认均无异常后方可开始生产:装挂前,对零件表面进行检查,无可能与镀层疵病混淆的基体缺陷(如轻微锈蚀,小麻坑,局部凸起,表面粗糙度不一致等)时,方可装挂电镀;除油后,要确保零件表面洁净,无挂灰(沉渣),无轻微或局部
17、腐蚀,色泽一致,无置换层;组合镀层(如Cu-Ni-Cr)在电镀生产过程中要对底(中间)镀层进行外观检查,无镀层缺陷后再进行后续工序.3结语产品质量是企业生存发展的关键环节之一.从”全面质量管理”到”66”管理,体现了企业对质量管理认识的不断深入.重视人为控制,对零件实施直接监控,做到控制有依据,可测量,进而追求”零缺陷”的质量管理理念已成为众多管理者的共识.虽然电镀生产过程有许多不可测因素,但只要在电镀生产过程中注意细节,通过控,选,查,对电镀生产过程实施细致的监控,及时发现,消除各种可预见,能观察到的问题,不让”带病”零件进入下道工序,电镀生产就能达到优质,节能,高效的目标.编辑:温靖邦】?