由锌杂质引起的镀锌锅氰化滚镀铜故障分析及处理

锌合金压铸件氰化滚镀铜溶液经常受到锌杂质污染[1-2]，锌杂质的来源有3个：前处理工序带入镀槽；电镀过程中，包夹在滚桶内部的镀件在镀液中溶解；锌合金压铸件掉入镀槽中被腐蚀。电镀过程中锌杂质的引入不可避免，也是镀液锌杂质的主要来源。在生产中发现，氰化滚镀铜槽中锌杂质含量达1.5 g/L时，镀层开始粗糙且发黑，阳极溶解速率变慢。

本文分析了一次由锌杂质引起的氰化滚镀铜阳镀锌锅极封闭和镀层粗糙故障，并总结了对应的故障处理方法。

2故障分析

2.1故障描述

锌合金压铸件氰化滚镀铜后镀光亮镍。一次，镀铜槽阳极出现封闭故障，阳极表面生成较致密的黑色氧化铜，外层还附着一层胶体状沉积物。镀层粗糙，色泽发暗，电镀过程中镀液pH下降，铜离子浓度不断降低。分析镀液，游离氰化钠浓度正常。向镀液中补加酒石酸钾钠，阳极封闭故障仍不能消除，提高游离氰化钠的浓度也无济于事。根据经验判断，此次故障是锌杂质对镀液的污染所致。

2.2赫尔槽试验

配制氰化镀铜镀锌锅溶液，其成分与车间镀液大体相同，铜离子35 g/L，游离氰化钠16 g/L，氢氧化钠4 g/L，碳酸钠40 gIL,，酒石酸钾钠15 g/L，光亮剂按车间工艺补加。分别向镀液中添加不同含量的锌杂质进行250 mL赫尔槽试验，在电流1A下施镀5 mm，结果见表1。结果表明，锌杂质会导致氰化镀铜阳极钝化，锌含量为1.8 g/L时，阳极出现明显的封闭现象。

2.3理论分析

在氰化镀铜过程中，阳极发生的主化学反应为铜原子失去一个电子后与氰化钠生成三氰合亚铜配离子，副反应为水电解生成氧气和氢离子，氢离子的产生使阳极表面附近镀液pH降低，小部分氰化钠被氧化成碳酸钠，光亮剂中的某些成分也被氧化。当镀液中含锌杂质时，锌离子与游离氰化钠生成四氰合锌配离子。随阳极反应的进行，阳极表面游离氰化钠浓度降低。由于氰化钠对锌离子的配位能力较弱，四氰合锌配离子可能释放出全部氰根离子而与碳酸钠生成碳酸锌沉淀，或与碳酸钠和氢氧化钠同时反应生成碱式碳酸锌沉淀，四氰合锌配离子也可能释放出2个氰根离子而转化为氰化锌沉淀。究竟以哪一种反应为主，或还存在其他反应，有待于进一步研究和测试。酒石酸钾钠对锌离子的配位能力较弱，其配合物的不稳定常数为2.4 x 10-8，而碳酸锌的溶度积为1.45×10-ll，因此，酒石酸钾钠不足以阻止阳极表面碳酸锌等沉淀物的生成[3]。沉淀物吸附在阳极表面生成胶体膜，该层膜阻碍了游离氰化钠从镀液向阳极表面扩散，阳极表面因氰根离子得不到补充而主反应受抑制，使金属铜被氧化成氧化铜，即阳极钝化。

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