一次三价铬镀铬发黄故障的分析及处理

陈康*，郭崇武，罗小平

（广州超邦化工有限公司，广东 广州 510460）

一次三价铬镀铬发黄故障的分析及处理

陈康*，郭崇武，罗小平

（广州超邦化工有限公司，广东 广州 510460）

描述了一次三价铬镀铬出现的发黄故障和处理措施。一种不易溶解的添加剂中间体在镀液中积累达到过饱和后，会生成胶体微粒而悬浮在镀槽中。电镀中，这些胶体微粒吸附在镀层上，导致镀层发黄。用活性炭处理镀液排除了这次镀铬故障。降低添加剂配方中这种中间体的浓度后，从源头上消除了导致这种故障的根源。

三价铬镀铬；添加剂；中间体；发黄；故障处理

硫酸盐三价铬镀铬具有耐蚀性高和接近六价铬镀层色泽的优点，用其代替六价铬镀铬已经获得了广泛应用[1-2]。由于国内开发和使用硫酸盐三价铬镀铬的时间较短[3-4]，自主研发的工艺还不够成熟，在生产中遇到的问题相对较多。为了提高对三价铬镀铬工艺维护的技能，对一次镀铬故障进行了分析和总结。

1 故障分析

1. 1 故障现象描述与排查

笔者公司开发的Trich-9551硫酸盐三价铬镀铬工艺在深圳某电镀厂用于电镀三星公司的手机配件，开缸后镀液和镀层性能均满足行业标准要求，受到了顾客的好评。该工艺配方及操作条件为：Trich-9551 M开缸剂10 mL/L，Trich-9551 B补充剂280 mL/L，Trich-9551 CS导电盐300 g/L，其中ρ(Cr3+)= 12 ～ 18 g/L、ρ(H3BO3)= 65 ～ 75 g/L，pH = 3.0 ～ 3.8，温度48 ～ 55 °C，阴极电流密度8 ～ 15 A/dm2。

然而镀液使用到第3个月时，镀层出现了质量问题。镀件烘干后检验镀层外观合格，包装后发给顾客，顾客检验镀件合格后进入装配流程，装配后对产品检验时发现镀铬层略微发黄，对不上样板的色泽，结论为镀铬不合格，将这批镀件退回到电镀厂返镀。

电镀厂检验员对镀件再次进行检查，发现镀件用手触摸或用手套擦过后，镀层就会略微发黄或者说色泽变暗。于是公司派人去电镀厂排查这一故障的原因。对镀液进行化学分析后发现镀液中三价铬和硼酸的含量正常。用原子吸收光谱法未检测到镀液中含有铜和锌杂质，铁和镍杂质分别为13 mg/L和4 mg/L，都远远低于允许的含量[5]。用可见光分光光度法[6]也未测到六价铬。

向镀液中加Trich-9551 A添加剂、Trich-9551 CA配位剂以及Trich-9551 CS导电盐调整镀液，均不能消除镀层发黄现象。用小电流电解法处理镀液12 h，镀层发黄现象有所减轻。

再在显微镜下放大300倍观察镀铬层，发现镀层上有细小的颗粒状黄色斑点。用软布在镀层上擦一次后又在显微镜下观察，镀层斑点变成了条状的阴影。用软布在镀层上来回擦几次再观察，镀层色泽略微变暗。由此可见，镀铬层上吸附了肉眼看不到的胶体颗粒状物质，镀件烘干后看上去是白色的，但当用手触摸后，这些颗粒状的胶体物质被挤压在整个镀层上，镀层就出现了发黄现象。

1. 2 故障成因分析

Trich-9551三价铬镀铬溶液的三价铬盐、配位剂、硼酸和导电盐在镀液中均为易溶物质，不会形成胶体颗粒悬浮在镀槽中。Trich-9551 A添加剂由几种中间体组成，其中有一种中间体在水中比较难溶，在配制添加剂时需要使用碱性物质将其溶解。这种添加剂中间体在镀液中达到一定浓度后就会过饱和，形成胶体微粒悬浮在镀槽中，电镀时这些胶体微粒吸附在镀层上就出现了上述故障。用电解法处理镀液能够消耗掉一部分悬浮物，但不能有效降低这种中间体在镀液中的含量。

2 处理方法

2. 1 活性炭吸附

故障成因查清后，采用活性炭吸附法处理镀液。活性炭不仅能吸附掉镀液中的胶体悬浮物，而且能够有效降低镀液中这种添加剂中间体的浓度。向700 L镀液中加活性炭粉1.4 kg，搅拌镀液，镀槽在50 °C保温4 h，过滤镀液，清洗滤芯，直至镀液澄清。

2. 2 试镀

采用小电流电解镀液120 min，测试并调节镀液pH至3.6左右，调节镀槽温度至52 °C，试镀，检查镀层质量，发现镀层发黄现象消失，镀液故障被排除。

2. 3 改进添加剂配方

添加剂中的一种中间体在镀液中过饱和是这次故障出现的根本原因。Trich-9551 A添加剂在电镀中补加过量或该添加剂配方中这种中间体含量偏高都会导致这种故障。

将Trich-9551 A添加剂配方中这种间体下调到原来浓度的一半，连续进行赫尔槽试验20 h，镀液性能保持良好。在此基础上对Trich-9551 A添加剂配方进行了改进，产品发给电镀厂后，再未出现类似的故障。由此可见，这次故障是由Trich-9551 A添加剂中这种不易溶解的中间体含量偏高造成的。

3 结语

一个新工艺的开发过程一般要经过小试、中试和生产三个阶段。经过小试和中试的工艺技术，一般还不能发现工艺中存在的全部问题，有些深层次的问题只有通过长时间的生产才能被发现。本次三价铬镀铬故障的启示是：研发人员在完成新产品和新技术的开发工作后，一定要跟进大生产的应用情况，在生产中发现、研究和解决所存在的问题，使产品性能和技术水平达到一个新的高度。

[1] 张北田. 装饰性三价铬TriMacIII [C] // 海峡两岸表面精饰循环经济研讨会论文集. [出版地不详: 出版者不详], 2007: 108-115.

[2] 胡耀红, 刘建平, 陈力格, 等. 硫酸盐三价铬镀铬工艺[J]. 电镀与涂饰, 2006, 25 (1): 43-45.

[3] 郭崇武, 赖奂汶. 硫酸盐体系快速镀三价铬工艺[J]. 电镀与涂饰, 2011, 30 (10): 13-16.

[4] 郭崇武, 赖奂汶. 硫酸盐体系高效三价铬电镀装饰铬新工艺[J]. 电镀与涂饰, 2012, 31 (6): 9-12.

[5] 郭崇武, 易胜飞. 金属杂质对三价铬镀铬的影响及处理[J]. 电镀与精饰, 2008, 30 (9): 28-30.

[6] 郭崇武, 易胜飞, 李健强. 三价铬镀铬溶液中六价铬杂质的测定[J]. 电镀与精饰, 2008, 30 (1): 41-43.

[ 编辑：温靖邦 ]

Analysis on a yellow coating problem occurred in trivalent chromium plating and the countermeasures

CHEN Kang*, GUO Chong-wu, LUO Xiao-ping

A trouble of yellow coatings occurred in trivalent chromium plating and its countermeasures were described. One of the intermediates used in the additive which is not easily dissolved accumulates to oversaturation in the plating bath, and then generates colloidal particles suspending in the plating solution. The colloidal particles are adsorbed on the as-electroplated chromium coating, leading to the yellowing of the coatings. The problem was solved by treating the plating bath with activated carbon. The underlying cause of such problem was eliminated by reducing the intermediate concentration in the additive composition.

trivalent chromium plating; additive; intermediate; yellowing; troubleshooting

TQ153.11

B

1004 – 227X (2017) 08 – 0422 – 02

10.19289/j.1004-227x.2017.08.008

2016–12–29

2016–03–30

陈康（1985–），湖南长沙人，大专学历，生物技术应用专业，从事电镀工艺维护工作。

作者联系方式：(E-mail) kang.chen@ultra-union.com。

First-author’s address:Guangzhou Ultra Union Chemicals Ltd., Guangzhou 510460, China