導致這種故障的原因很多,到底是哪種原因引起的,在實際生產中,人們積累了一定的經驗,如預鍍鎳層太薄造成的鍍銅層粗糙是點狀的,由于它與基體結合不牢,可用小刀將點狀的粗糙刮破后觀察現象,還可以從延長預鍍鎳的時間,看看鍍銅層粗糙現象是否消失來判別。
預鍍鎳在鍍銅液中未及時通電造成的粗糙是結合不牢的,一擦即能把鍍層擦去。出現這種現象時,應刷洗所有的接觸點,降低接觸電阻,使各導電部位接觸良好。
另外預鍍鎳零件進入硫酸鹽鍍銅液,若不及時通電,鎳也能置換銅,形成疏松、粗糙的置換層。掛具鉤子上若有鉻層,因鉻層上再鍍上去的鍍層結合不牢,它會以小顆粒的形式脫落下來,落在掛具下部的零件表面上,使下面的零件鍍銅層粗糙。這些因素造成的銅層粗糙應首先仔細檢查。
如果鍍銅液中含有鐵雜質,鐵可以通過預鍍鎳層(太薄或粗糙)的孔隙置換溶液中的銅,形成點狀疏松的置換,使鍍銅層呈現粗糙的外觀。
正常的銅陽極在電鍍時,表面會形成一色的膜,它可以使銅陽極以二價銅的形式溶解,抑制"銅粉"和一價銅的產生。如果銅陽極中含磷量低,電鍍時陽極表面難以形成棕黑色的膜,這樣,"銅粉"就多,并會有一價銅溶解進入溶液,它較容易在陰極上還原而形成粗糙的鍍層,所以含磷量少的陽極不宜使用。
"銅粉"或固體懸浮物會使鍍銅層粗糙是眾所周知的。仔細觀察鍍層粗糙的現象會發現溶液中懸浮的固體微粒或"銅粉"造成的粗糙,多出現在零件的向上面,因為這些粒子密度較大,容易沉積在零件向上面上。當出現這樣的粗糙時,應檢查陽極袋是否破裂,同時過濾鍍液,除去溶液中的固體微粒。
銅粉是銅鍍液中的一價銅離子所形成的,會引發鍍銅層粗糙、毛刺和銅粉脫落形成的針孔現象。鍍銅層粗糙是否由一價銅離子產生的呢?可向鍍液中添加0.03mL/L~0.05mL/L的30%雙氧水后試鍍,如果是一價銅離子引起的,過一段時間又會出銅粉,說明鍍液中一價銅離子很容易產生。此時應檢查銅粉的產生途徑。
銅粉的產生途徑之一是磷銅陽極,先檢查磷銅陽極的表面是否有黑膜和磷銅陽極的含磷量是否合適。還要檢查磷銅陽極不能超出鍍銅液液面,超出液面的磷銅陽極沒有黑膜保護,當鈦籃內的磷銅陽極漸漸下降時,沒有黑膜保護的磷銅陽極落人鍍銅液時,很快產生一價銅離子,形成銅粉,造成銅鍍層粗糙。
另外,沒有黑膜保護的磷銅陽極表面易生成硫酸亞銅結晶,落人銅鍍液也很快產生一價銅離子,形成銅粉,造成銅鍍層粗糙。再有觀察導電棒上不能有銅結晶粘附,導電棒上的銅結晶本身就是一價銅離子,落人鍍液,會迅速產生一價銅離子,形成銅粉,造成鍍銅層粗糙。
銅粉的產生途徑之二是鍍液中氯離子的含量,氯離子太低就不能充分與一價銅離子結合,銅在形成二價銅離子的過程中就不能充分將一價銅離子(氯化亞銅)轉換成二價銅離子(硫酸銅),形成銅粉,造成鍍銅層粗糙;氯離子的減少主要是來自大陽極面積與小陰極面積造成的。
鍍液中氯離子太高時,會形成過量的氯化亞銅,產生歧化反應2Cu+=Cu+Cu2+,形成銅粉,造成鍍銅層粗糙,鍍液中氯離子的含量的增加主要來自清洗水、添加水等。歧化反應生成的很細的銅粉成為陽極泥,當使用空氣攪拌時,部分銅粉進入鍍層形成毛刺類型的粗糙。
掛具鉤子上有鉻層時,雖然會使零件的向上面出現粗糙,但現象略有不同,它除了使零件向上面產生粗糙外,掛具上的鍍層也粗糙疏松,用手一摸掛具上的鍍層即以粉末狀的細粒脫落下來。發現這種現象,就應加強鍍前掛具的退鉻處理。
鍍銅液溫度過高或硫酸銅含量過高,都會使鍍液的陰極極化降低,而且鍍液溫度過高,不利于光亮添加劑在陰極表面的吸附,使光亮添加劑的作用減弱,從而使鍍銅層結晶粗糙。鍍液溫度過高或一價銅的影響特征除了使鍍銅層粗糙外,還使零件的低電流密度區鍍層不亮。
排除上述故障的主要措施有:控制磷銅陽極的磷含量,保證陽極袋和陽極掛籃在溶解過程中陽極泥和小的銅顆粒不進入溶液;避免銅或其他金屬顆粒進入鍍液的各種渠道,如掛具上的銅粉末等;鍍銅液連續過濾清除鍍液中的各種顆粒狀物質,一般要3個循環/h以上;所有的陽極和陽極掛籃都要與陽極杠接觸良好(這是保證銅陽極正常溶解的關鍵,如果部分陽極籃導電不良就會大大提高其他陽極的溶解電流,不僅對陽極溶解不利,還加大了銅粉產生的可能)。
因此,在光亮酸性鍍銅過程中,使用含磷適量的銅陽極(使用陽極袋和陽極掛籃),保證避免外界帶人的雜質、鍍液連續過濾、保證銅陽極和陽極杠的良好接觸,可基本解決產生"銅粉"而引起鍍銅層粗糙問題。