低温镀铁电解液的配制及维护

低温镀铁电解液的配制及维护

电解液的配制：

镀铁电解液的主要成分是氯化亚铁，用氯化亚铁直接溶于水配制方法虽然简单迅速，但成本很高，供应困难。所以很少采用。“力求节省用较少的钱，办较多的事”，根据具体条件的不同，可采取下列两种配方：

1. 三氯化铁溶于水电解还原法：

1) 配制的理论基础及计算：

FeCl 3²6H 2O 溶于水，用铁极板点解还原时，其化学反应方程式如下：

根据上面反应方程式，可计算出配制不同浓度的电解液。FeCl 2²4H 2O 与FeCl 3²6H 2O 的重量比：

即:

所以 X 1=0.906²X 2

式中：X 1、X 2为三氯化铁、二氯化铁的重量。 各元素的原子量可以从元素周期表中查的。 得： Fe —55.85 ，Cl —35.5，H —1，O —16。

例1. 配制浓度为450克/升，100升二氯化铁电解液，需要多少克的三氯化铁？ 解：先求出100升电解液中FeCl 2²4H 2O 重量： X 2=450克/升*100升=45000克 需要FeCl 3²6H 2O 的重量：

X 1=0.906²X 2=0.906*45000克=40645克 2) 配制步骤：

根据电解液的浓度，体积的要求，先计算出三氯化铁的重量（如例1中的

40645克）后放入耐酸容器中，加蒸馏水或者净化水溶解，当全部溶解，再加水稀释至要求体积（100升），用盐酸调节PH0.5-1在常温下低碳钢板做电极，按工作面积计算，阳极为阴极面积的4-8倍，以阴极电流密度10A/dm 2通之六点处理，使三价铁离子即可。

电解还原处理过程中，PH 值应保持稳定，通电量约为36-40安²时/升。电解液是否处理好了，可通过观察阴极边缘镀层的形状来判断，当毛刺边尖角时，说明三价铁离子尚未全部还原，继续处理，当尖角边缘析出物呈光亮圆球时，说明处理完毕。溶液呈草绿色，断电、过滤或沉淀。用蒸馏水或纯净水及盐酸小郑电解液浓度及PH 值，即可使用。

2. 铁与盐酸反应法：

利用车窗撤下的废钢屑（低碳钢或中碳钢）加入一定比例的工业盐酸而配成。此法原料充足，成本低，便于推广，也是我们采用的方法。

电解液的配制反应及计算：

根据上面化学反应方程式，可算出配制FeCl 2²4H 2O 时所需的纯Fe 与纯HCl 的重量比，并可配方要求。

配制FeCl 2²4H 2O 电解液各种浓度，所需要的钢屑重量和各种盐酸浓度的重量。可用下述公式计算：

得： 实际用钢屑重量

先用浓度盐酸的重量：

K —配方电解液浓度（克/升）

A —钢屑的含铁量一般低碳钢、中碳钢取0.98-0.99

B —使用工业盐酸的实际浓度如一般工业盐酸的比重1.140，其纯度为0.2766 为了使盐酸的反应完全，再算出的钢屑用量基础上可多加3%-5%。

电解液的配制过程：

现依据所需要电解液的浓度、铁的纯度、盐酸浓度和体积，计算出钢屑和盐酸的重量将盐酸放入耐酸槽中，在通电良好的条件下，取出过油的钢屑分4-6次加入酸中，当钢屑全部加入后，静置24-32小时，反应基本停止，PH 符合要求（PH=0.5-1）便可过滤。先用玻璃布或亚麻布粗略过滤一次，然后用细纱的确良布细过滤1-2次，用纯净水和盐酸校正电解液浓度和PH 值，通直流电进行三价铁离子还原处理，由于三价铁离子较少，时间不要过长，只当阴极边缘镀层呈现圆球即可使用。

电解液的维护

1. Fe 离子危害，防止及消除：

氯化亚铁是一种不饱和价的化合物，很不稳定，而氧化成三氯化铁，所以由氯化亚铁组成的电解液也是很不稳定的，当长期存放不镀，一部分二价帖子里被氧化成三价铁离子，这是电解液由亮草绿色变成黄绿色。当三价铁离子聚积较多时，使获得的镀层皮粗，变脆并且放到急剧下降，因此要电解还原处理。

配制不同浓度氯化亚铁电解液用料表：

注：在上述钢屑用量基础上可多加入3%-5%。防止盐酸反应不安全，液在使用前，需通直流电处理，以消除三价铁离子，电流密度可达15-20A/dm 2

为了防止二价铁离子氧化，应使电解液经常与铁接触：

不镀时阳极应保留在镀槽中或槽中加入一定量铁屑，但是铁与电解液中算使用会使酸含量降低，故还需经常在镀液中加盐酸，以补充消耗，保持所需的酸度。

2. 其他有害杂质的消除：

通电处理电解液，一方面消除三价铁离子，另一方面也使多数有害元素也被

消除。因为多数有害杂志比较易析出，附着处理阴极上，因此，不许任何情况不处理阴极不能当阳极用，以免有害元素重新污染电解液。

SO 42-离子用通电处理且不能出去的，可加氯化钡生成硫酸钡白色沉淀，将沉淀或过滤除去。

SO 42-离子主要来源，由于刻蚀没用水冲洗量件，不干净，带入镀槽内。达到一定量时，会破坏镀层性能，因此一方面注意，刻蚀水洗工序，另一方面一旦发现，带入应及时除去。铜锈带入电解液与电解液中酸作用生成氯化铜，又与工件金属发生置换反应，将置换出的铜沉淀在机体表面上，会造成镀层脱落或脱皮。

其反应：

因此，铜挂具入电解液部分一定要绝缘好，防止与溶液接触，另外铜板不用时，应与电解液隔开，防止铜锈掉入，禁止铜质工具插入电解液。

3. 电解液的校正：

当电解液表面浮游类似油状棕色荡膜时，这是出现的氢氧化铁，他直接影响镀层质量，并说明电解液酸度过低，加入盐酸，校正到所需的酸度。

当酸度过高时，不通电阴极会出现白色气泡，电镀时降低电流效率，渗氢多镀层变色，这样可用通电处理或加入苛性钠中和校正。电解过程中，电解液中的水，由于被电解及蒸发剂逐渐减少，应随时加入净水补充，保持浓度稳定。

保持电解液清洁：

为了防止阳极弄脏电解液，在电镀过程中，每个20-40分钟轮流清晰阳极一次，每周应将电解液沉淀过滤一次。

不镀时，镀槽应加盖或用塑料布覆盖，防止外界杂质落入电解液。

电解液浓度

实践证明，电解液中的FeCl 2²4H 2O 含量从120-900克/升时，均可获得深镀

层。但镀层的质量，性能相差很大，电解液浓度越低，极化作用越大。铁析出越困难，氢析出越多，所得镀层渗氢多变脆，应力硬度很高，电阻也比较大。随着电解液浓度增加，内阻下降，镀层渗氢减少，其应力和硬度均随着有所下降，一般情况下，氯化亚铁含量±10克/升。镀层的显微硬度±2个单位。当达到400克/升浓度时，内阻最小，再增大浓度，内阻回升，镀层显微硬度±1个单位，浓度达到900克/升时，仍能获得深镀层。

通过上述，电解液FeCl 2²4H 2O 浓度400±50克/升为好。

电解液酸度

当电解液中酸度达到0.3克/升时，X 具有够稳定性，随着酸度增加氢的析出越容易，镀层渗氢多，晶格变形加剧，从而应力，硬度及脆性均增加。超过7.2克/升时，镀层的性能还不能满足要求的极限，一般应在0.3-1.0克/升为宜，即PH1.7-1。

酸度与PH 值对比值如下表：

酸度与PH 值对应关系

沉淀基本原则

根据镀件性能要求，结合电解因素的特性，并以电流密度来保证XX 电解液浓度，温度和酸度，镀硬铁时，如，骑车曲轴，X 轴，钢板屑等。我们现采用下列规范：

对要求同一性质的量件，为保证镀层性能一直其他电解条件不镀时，浓

度高些，含酸少些或温度高些，电流默读适当增大些，反之，电流密度适当降低些。