電鍍生產(chǎn)中陽(yáng)極維護與控制-仁昌分享
電鍍是一種電化學(xué)過(guò)程,也是一種氧化還原過(guò)程。電鍍時(shí),以被鍍零件為陰極,以金屬或不溶性材料為陽(yáng)極。電鍍生產(chǎn)中,陰極過(guò)程和陽(yáng)極過(guò)程是一對相互依存的矛盾。陰極過(guò)程往往是矛盾的主要方面,研究工作較多,但陽(yáng)極過(guò)程往往由于缺乏足夠的重視而引起電鍍故障。
1陽(yáng)極的分類(lèi)、選擇與作用
1.1陽(yáng)極的分類(lèi)
電鍍生產(chǎn)中,陽(yáng)極可分為不溶性陽(yáng)極和可溶性陽(yáng)極。不溶性陽(yáng)極的作用是導電和控制電流在陰極表面的分布??扇苄躁?yáng)極除此之外還有向鍍液中補充放電金屬離子的作用。在絕大部分的鍍種和鍍液中采用可溶性陽(yáng)極,其理由為:(1)鍍層金屬離子的質(zhì)量濃度易于控制;(2)鍍液成分比較穩定;(3)鍍液的pH值穩定;(4)鍍液維護費用低。某些特殊鍍液選用不溶性陽(yáng)極,如六價(jià)鉻鍍鉻等。
1.2理想的陽(yáng)極應具備的條件
可溶性陽(yáng)極應具備以下條件:
(1)溶解性能好,極限電流密度高;
(2)陽(yáng)極和陰極電流效率接近;
(3)溶解均勻,盡量避免產(chǎn)生陽(yáng)極泥;
(4)應有足夠的純度,以免可溶性雜質(zhì)污染鍍液。 不溶性陽(yáng)極應具有良好的導電性以及較高的化學(xué)和電化學(xué)穩定性。
1.3陽(yáng)極的作用
陽(yáng)極的作用體現在以下幾方面:
(1)與陰極、鍍液組成電解池閉合回路,傳導電流并進(jìn)行氧化反應;
(2)發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)溶解,產(chǎn)生金屬離子,補充陰極沉積的金屬離子;
(3)保持鍍液穩定;
(4)改變陰極工藝參數,改善電力線(xiàn)分布、鍍液的分散能力以及降低電鍍生產(chǎn)成本。
2陽(yáng)極過(guò)程的特點(diǎn)
陽(yáng)極過(guò)程在不同的電位范圍內有不同的規律。隨著(zhù)電位的變化,陽(yáng)極的溶解速率發(fā)生變化,當達到臨界鈍化電流密度時(shí),陽(yáng)極將產(chǎn)生鈍化,溶解速率降低。鈍化過(guò)程是陽(yáng)極過(guò)程的特殊規律,在電鍍生產(chǎn)中通過(guò)調整工藝可使其活化,恢復正常。
3影響陽(yáng)極過(guò)程的因素
(1)金屬本性
有些金屬比較容易鈍化,如鉻、鎳、鈦等;有些金屬不容易鈍化,如銅、銀等。
(2)鍍液成分
在鍍液中有些成分能使陽(yáng)極活化,促進(jìn)陽(yáng)極溶解;而有些成分會(huì )使陽(yáng)極鈍化,如氰化物鍍液中的碳酸鹽。
(3)酸堿性
一般在酸性鍍液中金屬陽(yáng)極不易鈍化。
(4)工作條件
提高電流密度可以加速陽(yáng)極溶解,但當其大于臨界值時(shí),將顯著(zhù)加速陽(yáng)極鈍化。溫度低時(shí),陽(yáng)極易鈍化。陽(yáng)極面積偏小時(shí),易鈍化。
4陽(yáng)極的控制與維護
(1)應選用純度高的壓延陽(yáng)極,既可以提高陽(yáng)極電流密度,又可以達到陽(yáng)極溶解的均勻性,減少陽(yáng)極泥產(chǎn)生,從而使陽(yáng)極難以被鈍化。
(2)應使鍍件主要面與陽(yáng)極平行,縮小陰極不同部位與陽(yáng)極間的距離,必要時(shí)可選用象形或輔助陽(yáng)極。
(3)在生產(chǎn)中依據陰極電流密度及陰、陽(yáng)極面積比來(lái)確定陽(yáng)極的布置。通過(guò)陽(yáng)極來(lái)改善電流密度在陰極的分布,從而合理保持鍍液穩定。一般鍍種的陽(yáng)極面積應大于陰極面積。
(4)可溶性陽(yáng)極和不溶性陽(yáng)極的面積比是保證陽(yáng)極正常溶解,防止陽(yáng)極鈍化和保持鍍液穩定的有效方法。
(5)杜絕掛鉤等不良現象,加強陽(yáng)極板和極袋的清洗維護是確保陽(yáng)極正常工作的重要措施。
5防止及辨析陽(yáng)極鈍化的方法
(1)掌握好陰、陽(yáng)極面積比與電流密度。這是防止陽(yáng)極鈍化,保證陽(yáng)極正常溶解的有效措施。只有陰、陽(yáng)極面積比以及電流密度與工藝規范相適應時(shí),才能使陽(yáng)極正常溶解而防止鈍化。
(2)陽(yáng)極鈍化可以從整流器電壓突然升高覺(jué)察到。在同一槽中,如槽電壓突然升高,則表明電鍍不正常,在排除導電棒接觸不良后,可以推斷陽(yáng)極鈍化。
(3)從陽(yáng)極的表面狀況來(lái)識別鈍化。如鍍鋅的陽(yáng)極鋅板應為灰黑色,而白色即為鈍化;酸性鍍錫鈍化為黑色膜發(fā)灰;鎳正常時(shí)為灰白色,鈍化后為紅褐色等。
(4)各種電鍍工藝有不同的溫度要求。溫度過(guò)高或過(guò)低均對陽(yáng)極溶解及鈍化有直接的影響,要將其控制在工作范圍內。
(5)選用純度高的壓延陽(yáng)極,要依據工藝要求選擇合金陽(yáng)極。
電鍍生產(chǎn)過(guò)程中陽(yáng)極發(fā)生的行為比陰極發(fā)生的行為復雜得多,應合理控制生產(chǎn)工藝,保證鍍液工藝規范,合理布置陰、陽(yáng)極面積和數量。根據不同工藝要求,利用陽(yáng)極特性來(lái)穩定工藝,也是提高電鍍質(zhì)量,減少故障和損失的有效途徑。
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