鎳扣,是上世紀七十年代開發(fā)出來的新一代電鍍鎳陽極材料。當初,開發(fā)這個產(chǎn)品的目的是為了從陽極材料上解決電鍍鎳生產(chǎn)中鎳陽極鈍化的問題。
鎳陽極鈍化,一直是困擾電鍍鎳行業(yè)的大問題。
1 什么是鎳扣 鎳扣又稱為鎳餅、梅花鎳等。它是根據(jù)其形狀而定名的,其外觀如同紐扣形狀,故稱為鎳扣;它的外形扁平,又與餅狀物相似。所以又稱為鎳餅或鎳圓餅。是電鍍鎳的陽極材料,是比較好的鎳陽極材料。
形狀:鈕扣狀鎳、直徑約25mm、厚度約6.5mm,
由于它的這種特別形狀,外觀圓滑流暢,具有好的流動性,便于使用,不僅填充密度高,而且不會出現(xiàn)“塔橋”現(xiàn)象,陽極面積穩(wěn)定、均勻,不會產(chǎn)生陽極“空穴”現(xiàn)象,這對電鍍生產(chǎn)有利。同時也便于機械自動化添加。這就是其被廣泛應(yīng)用的主要原因之一。
另外,高質(zhì)量的鎳扣,其表面清潔度是高的,與鎳板、鎳角(即鎳板剪切成小塊)相比,表面清潔度是它的優(yōu)勢,因為鎳板一般是無包裝的裸板,在運輸、儲存等過程中,受到各種污染;鎳角受污染的情況比鎳板更嚴重,因為它又經(jīng)過了機械加工,在加工的過程中,有機械油和各種其它因素的污染可能性。如果在投入使用前不經(jīng)過嚴格的清洗,就可能污染電鍍槽液。
對于好的鎳扣制造技術(shù)來說,鎳扣成型以后一般不會進行機械加工,所以就避免了二次污染的可能性。
鎳扣應(yīng)該是具有好的包裝,要有塑料袋進行初步包裝,避免在運輸和儲存的過程中被污染。
這些條件,對電鍍來說是需要的。
能達到這種要求的,鎳扣應(yīng)該是選擇,而鎳板和鎳角是無法與之相比的。
2 含硫鎳扣和不含硫鎳扣
鎳扣分為含硫鎳扣和不含硫鎳扣。它們的外觀形狀完全一樣,化學(xué)成分,含硫量不同,含硫鎳扣中的硫含量是0.015~0.027%,不含硫鎳扣中的硫含量小于0.001%。
不含硫鎳扣的化學(xué)成分與普通鎳板相同,它的用途比含硫鎳扣要小的多。由于硫含量很低,為了區(qū)別硫含量0.015-0.027%的鎳扣,就稱為不含硫鎳扣。它不具備含硫鎳扣的電化學(xué)活性,與鎳板性能相近。但是它與鎳板也有區(qū)別。它具有良好的流動性,它的外形與含硫鎳扣相同,除了電化學(xué)性能不如含硫鎳扣外,其他的優(yōu)點都和含硫鎳扣相同。在質(zhì)量標準中,除了硫含量和含硫鎳扣不同外,其他項目基本相同。
含硫鎳扣是鎳和硫的合金,一般硫含量在0.015~0.027%范圍內(nèi)。大量試驗數(shù)據(jù)顯示,硫含量在這個范圍內(nèi),鎳扣的電化學(xué)溶解活性好,抗陽極鈍化能力好。高于0.027%的硫含量,陽極極化曲線沒有很明顯的變化。所以目前含硫鎳扣的含硫量都選擇在這個范圍內(nèi)。
3 含硫鎳扣的優(yōu)點
(1)具有良好的電化學(xué)性能。
含硫鎳扣的出現(xiàn),比較解決了電鍍鎳生產(chǎn)中的陽極鈍化問題。
陽極鈍化,一直是電鍍鎳行業(yè)生產(chǎn)中最麻煩的故障,嚴重影響生產(chǎn)的正常進行。含硫鎳扣作為電鍍鎳的陽極材料,基本上不會再發(fā)生陽極鈍化,也就不會發(fā)生因為陽極鈍化而產(chǎn)生的廢品,更不會停產(chǎn)。
含硫鎳扣溶解性好,最大可用陽極電流密度比普通鎳板高10多倍,甚至幾十倍,這是含硫鎳扣在電鍍鎳和鎳鈷合金工藝中得到廣泛應(yīng)用的主要原因。
它的抗陽極鈍化能力強。
由于這個原因,使用含硫鎳扣作為陽極,可以使用較大的陽極電流密度,提高生產(chǎn)效率,不會產(chǎn)生陽極鈍化。
(2)在使用過程中,溶解均勻,不會發(fā)生針孔狀溶解。殘渣極少,利用率高。普通鎳板發(fā)生針孔狀溶解,針孔狀溶解會產(chǎn)生較多的殘渣,降低了利用率。鎳板就是這樣。從經(jīng)濟方面看,含硫鎳扣比鎳板有很大的優(yōu)勢。即使在沒有氯化物的各種電鍍?nèi)芤褐?,陽極效率都達到100%;
使用含硫鎳扣,能夠提高電鍍層的物理性能,因為可以降低電鍍液中的氯離子含量,氯離子使電鍍層產(chǎn)生脆性。
(3)槽液的成分和PH值穩(wěn)定,對于保證電鍍質(zhì)量是有利的。
電鍍鎳過程中,使用鎳板做陽極,往往會發(fā)生不同程度上的陽極鈍化,陽極鈍化產(chǎn)生以下后
果:
陽極電流效率下降,不能足夠的補充電鍍液中的鎳離子消耗(這些鎳離子沉積到陰極表形
成鎳鍍層),即陰極表面沉積的多,陽極溶解的少,漸漸的使電鍍液中的鎳離子含量下降,
偏離了工藝要求,嚴重時電鍍質(zhì)量下降,甚至產(chǎn)生不合格品,生產(chǎn)被停止。
陽極電流效率下降的第二個后果是,溶液的PH值下降,也影響電鍍質(zhì)量,嚴重時生產(chǎn)被迫
停止,或經(jīng)常需要調(diào)整溶液的PH值。
(4) 含硫鎳扣做陽極,可以使陽極最大允許電流密度提高,很大程度上提高了電鍍層
的質(zhì)量和生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本。
(5)導(dǎo)電性好,因為扣與扣接觸面積大,接觸良好。由于其溶解電位比較低,所以槽電壓比使用鎳板、鎳塊要低,因此,可以節(jié)約電能消耗。
含硫鎳扣的活性來源于精煉過程中所控制與鎳共沉積的少量的硫。這些硫與鎳形成合金,溶解以后,鎳形成二價鎳離子進入溶液,硫以硫化鎳的形式沉積在陽極袋中。由于硫化鎳幾乎不溶解,所以,硫不會參與陰極表面的反應(yīng),更不會進入鍍層中。
(6)除去銅離子雜質(zhì)
硫化鎳還有一個好的作用,是可以除掉溶液中的銅離子,有利于提高電鍍層質(zhì)量。硫化鎳殘渣可吸附并除去鍍液中不純物的銅離子。
NiS + Cu2+ → CuS + Ni2+
即使在沒有氯化物的各種電鍍?nèi)芤褐?,陽極效率都達到100%;沒有金屬殘渣,其利用率高,
比鎳板和鎳角(即鎳板剪切成的鎳塊)利用率高的多,所以,雖然含硫鎳扣的價格比鎳板、
鎳角貴,但是從利用率和電鍍質(zhì)量、效率等比較,它是好的,使用成本實際上比其它要
低,經(jīng)濟性好。同時,它的溶解電壓低。與不含硫的其他鎳陽極相比,含硫鎳圓餅的低電阻
性可以節(jié)約電力及電鍍成本。
產(chǎn)品中的硫并沒有進放入鍍液中,而是以不溶性硫化鎳殘渣的形式被保存在陽極袋中。
含硫鎳圓餅的鈕扣形狀具有廣泛的優(yōu)點:能更均勻地在陽極籃中沉降,安全的操作,與不同
尺寸的鎳方塊相比的有更好的流動性。加上它的陽極活性使它成為全世界電鍍鎳生產(chǎn)上最受
歡迎的陽極材料。