電鍍基本原理

1、電鍍部教育訓(xùn)練之電鍍部教育訓(xùn)練之電鍍基本原理電鍍基本原理目的目的: : 通過對(duì)電鍍?cè)硪约跋嚓P(guān)知通過對(duì)電鍍?cè)硪约跋嚓P(guān)知識(shí)的介紹識(shí)的介紹, ,使從事生產(chǎn)的操作員對(duì)使從事生產(chǎn)的操作員對(duì)電鍍有一定的了解電鍍有一定的了解. . Presentation title - Date - References3 教學(xué)大綱教學(xué)大綱 電鍍?cè)黼婂冊(cè)?脫脂工序脫脂工序 酸洗工序酸洗工序 鍍鎳工序鍍鎳工序 鍍錫工序鍍錫工序 鍍銅及銅合金工序鍍銅及銅合金工序 鍍金、銀工序鍍金、銀工序 帶料電鍍工序帶料電鍍工序 后處理后處理 鍍層測(cè)試鍍層測(cè)試 Presentation title - Date - Referenc

2、es4 1. 1. 電解池電解池 浸在電解質(zhì)溶液中的兩個(gè)電極浸在電解質(zhì)溶液中的兩個(gè)電極, ,與外加直流電源接通與外加直流電源接通后后, ,強(qiáng)制電流在體系中通過強(qiáng)制電流在體系中通過, ,從而在電極上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而在電極上發(fā)生化學(xué)反應(yīng), ,這種裝置就叫做電解池這種裝置就叫做電解池. . 電解液電解液陰陰極極陽陽極極陽極陽極: : 金屬原子失去電子金屬原子失去電子,進(jìn)進(jìn) 行氧化反應(yīng)行氧化反應(yīng);陰極陰極: 金屬陽離子得到電子金屬陽離子得到電子, 進(jìn)行還原反應(yīng)進(jìn)行還原反應(yīng); Presentation title - Date - References51 1、1 1：電鍍的含義：電鍍的含義電鍍：指在直

3、流電的作用下，金屬從該金電鍍：指在直流電的作用下，金屬從該金屬鹽的水溶液中沉積出來，使一種金屬屬鹽的水溶液中沉積出來，使一種金屬表面覆蓋上另一種金屬。電鍍是一種電表面覆蓋上另一種金屬。電鍍是一種電化學(xué)過程，也是一種氧化還原過程。化學(xué)過程，也是一種氧化還原過程。 Presentation title - Date - References6 比如比如，鍍鎳，把零件放入金屬鎳鹽的溶，鍍鎳，把零件放入金屬鎳鹽的溶液中作為陰極，以金屬鎳板作為陽極。液中作為陰極，以金屬鎳板作為陽極。在直流電的作用下，作為陰極的零件表在直流電的作用下，作為陰極的零件表面就會(huì)鍍上一層金屬鎳，而陽極鎳板就面就會(huì)鍍上一層金屬鎳

4、，而陽極鎳板就逐步溶解成鎳離子補(bǔ)充到鍍液中。在陰逐步溶解成鎳離子補(bǔ)充到鍍液中。在陰極上（零件上）發(fā)生鎳離子得到電子還極上（零件上）發(fā)生鎳離子得到電子還原出金屬鎳，同時(shí)還有氫氣析出；在陽原出金屬鎳，同時(shí)還有氫氣析出；在陽極上（鎳板上）金屬失去電子變成鎳離極上（鎳板上）金屬失去電子變成鎳離子，補(bǔ)充到鍍液中。子，補(bǔ)充到鍍液中。 Presentation title - Date - References7 2. 2. 電鍍鍍層的基本要求電鍍鍍層的基本要求 與基體金屬結(jié)合牢固與基體金屬結(jié)合牢固, ,附著力好附著力好; ;鍍層完整鍍層完整, ,結(jié)晶細(xì)致緊密結(jié)晶細(xì)致緊密, ,孔隙率小孔隙率小; ;具有良好

5、的物理具有良好的物理, ,化學(xué)及機(jī)械性能化學(xué)及機(jī)械性能; ;具有符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鍍層厚度具有符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鍍層厚度, ,且分布均勻且分布均勻. . Presentation title - Date - References82.12.1、電鍍層的物理性分類、電鍍層的物理性分類 按鍍層的作用分，可分為按鍍層的作用分，可分為 防護(hù)性鍍層，是指應(yīng)用于大氣或其它環(huán)境下防護(hù)性鍍層，是指應(yīng)用于大氣或其它環(huán)境下防止基體金屬腐蝕的鍍層，如鐵件鍍鋅等。防止基體金屬腐蝕的鍍層，如鐵件鍍鋅等。 防護(hù)裝飾性鍍層，是指應(yīng)用于大氣條件下，防護(hù)裝飾性鍍層，是指應(yīng)用于大氣條件下，使基體金屬既防腐又美觀的鍍層，如銅件鍍鎳、鍍鉻

6、；使基體金屬既防腐又美觀的鍍層，如銅件鍍鎳、鍍鉻；鐵件鍍銅、鎳、鉻。鐵件鍍銅、鎳、鉻。 修復(fù)性鍍層，是指應(yīng)用于已經(jīng)被磨損的零件（如軸等）修復(fù)性鍍層，是指應(yīng)用于已經(jīng)被磨損的零件（如軸等）局部和整體加厚的修復(fù)性電鍍，如鍍銅、鍍鉻。局部和整體加厚的修復(fù)性電鍍，如鍍銅、鍍鉻。 特殊要求的鍍層，指應(yīng)用于某些有特殊要求特殊要求的鍍層，指應(yīng)用于某些有特殊要求的鍍層。如：耐磨鉻、減磨錫、反光銀、導(dǎo)電的金或銀的鍍層。如：耐磨鉻、減磨錫、反光銀、導(dǎo)電的金或銀、防反光的黑鎳、鉻等等。、防反光的黑鎳、鉻等等。 Presentation title - Date - References92.22.2鍍層的化學(xué)性分類鍍

7、層的化學(xué)性分類 如果按鍍層金屬的電極電位與基體金屬如果按鍍層金屬的電極電位與基體金屬的電極電位來分，可分為二種：的電極電位來分，可分為二種：u陽極鍍層陽極鍍層u陰極鍍層陰極鍍層 Presentation title - Date - References10 陽極鍍層是指在一定條件下，鍍陽極鍍層是指在一定條件下，鍍層金屬的電極電位負(fù)于基體金屬的電極電層金屬的電極電位負(fù)于基體金屬的電極電位，如鐵上鍍鋅。這類鍍層覆蓋在金屬零位，如鐵上鍍鋅。這類鍍層覆蓋在金屬零件表面，既有隔離介質(zhì)起機(jī)械保護(hù)作用（件表面，既有隔離介質(zhì)起機(jī)械保護(hù)作用（物理保護(hù)），當(dāng)鍍層受到損壞時(shí)又能起電物理保護(hù)），當(dāng)鍍層受到損壞時(shí)又能

8、起電化學(xué)保護(hù)作用，使基體不受腐蝕?；瘜W(xué)保護(hù)作用，使基體不受腐蝕。 陰極鍍層，是指在一定條件下陰極鍍層，是指在一定條件下，鍍層金屬的電極電位正于基體金屬的電，鍍層金屬的電極電位正于基體金屬的電極電位，如鐵上鍍銅、鍍鎳等。這類鍍層極電位，如鐵上鍍銅、鍍鎳等。這類鍍層只有隔離介質(zhì)起機(jī)械保護(hù)作用，防護(hù)作用只有隔離介質(zhì)起機(jī)械保護(hù)作用，防護(hù)作用較差，必須鍍有一定的厚度，使鍍層的孔較差，必須鍍有一定的厚度，使鍍層的孔隙率盡量減少時(shí)才能有較好的防護(hù)作用。隙率盡量減少時(shí)才能有較好的防護(hù)作用。 Presentation title - Date - References11 3. 3. 電鍍的結(jié)晶過程電鍍的結(jié)晶過

9、程液相傳質(zhì)步驟液相傳質(zhì)步驟: : 沉積金屬離子自溶液本體運(yùn)動(dòng)到沉積金屬離子自溶液本體運(yùn)動(dòng)到 電極表面附近電極表面附近; ;前置轉(zhuǎn)化步驟前置轉(zhuǎn)化步驟: : 還原反應(yīng)前還原反應(yīng)前, , 沉積金屬離子在陰沉積金屬離子在陰 極表面附近或表面上發(fā)生轉(zhuǎn)化極表面附近或表面上發(fā)生轉(zhuǎn)化; ;電荷傳遞電荷傳遞: : 在電極和離子之間進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)移在電極和離子之間進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)移; ;表面擴(kuò)散或形核表面擴(kuò)散或形核: : 到達(dá)電極表面的粒子沿表面橫到達(dá)電極表面的粒子沿表面橫 向移動(dòng)到金屬點(diǎn)陣的適當(dāng)位置向移動(dòng)到金屬點(diǎn)陣的適當(dāng)位置, ,或與其它?；蚺c其它粒 子相遇形成晶核子相遇形成晶核; ;形成結(jié)晶形成結(jié)晶: : 金屬原子最后

10、到達(dá)點(diǎn)陣中的固定位置金屬原子最后到達(dá)點(diǎn)陣中的固定位置, , 晶體逐漸長(zhǎng)大晶體逐漸長(zhǎng)大. . Presentation title - Date - References12nMNnMn2+nNn2+nMn2+nMn2+nMn2+沉積過程示意圖沉積過程示意圖 Presentation title - Date - References134. 4. 電鍍?nèi)芤褐兄饕煞值淖饔秒婂內(nèi)芤褐兄饕煞值淖饔?主鹽主鹽: : 提供在陰極沉積出所要求的鍍層金屬的鹽提供在陰極沉積出所要求的鍍層金屬的鹽. .導(dǎo)電鹽導(dǎo)電鹽: : 提高溶液的電導(dǎo)率提高溶液的電導(dǎo)率. .緩沖劑緩沖劑: : 當(dāng)溶液遇到酸或堿時(shí)當(dāng)溶液遇到

11、酸或堿時(shí), ,可以使可以使PHPH值變化幅度縮小值變化幅度縮小. .陽極去極化劑陽極去極化劑: : 在電解時(shí)在電解時(shí), ,能使陽極電位變負(fù)能使陽極電位變負(fù), ,促進(jìn)陽極活化促進(jìn)陽極活化. .絡(luò)合劑絡(luò)合劑: : 增大陰極極化增大陰極極化, ,促進(jìn)陽極溶解促進(jìn)陽極溶解. .添加劑添加劑: : 改善溶液性能和鍍層質(zhì)量改善溶液性能和鍍層質(zhì)量. . Presentation title - Date - References14 脫脂的作用脫脂的作用 進(jìn)入機(jī)臺(tái)的料帶上會(huì)粘附一層油進(jìn)入機(jī)臺(tái)的料帶上會(huì)粘附一層油 污污, ,主要為礦物油主要為礦物油, ,動(dòng)物油和植物油動(dòng)物油和植物油. . 而油污的存在會(huì)嚴(yán)重影

12、響鍍層與基體而油污的存在會(huì)嚴(yán)重影響鍍層與基體 的結(jié)合力的結(jié)合力. . 利用脫脂的方法可以有效地除去料利用脫脂的方法可以有效地除去料 帶上粘附的油污帶上粘附的油污, ,保證結(jié)合力保證結(jié)合力. . Presentation title - Date - References15 除油方法除油方法 有機(jī)溶劑除油有機(jī)溶劑除油 超音波除油超音波除油 化學(xué)除油化學(xué)除油 電解除油電解除油 Presentation title - Date - References16 1. 1. 化學(xué)脫脂化學(xué)脫脂 利用熱堿溶液對(duì)油脂的皂化和乳化作用利用熱堿溶液對(duì)油脂的皂化和乳化作用, ,以除去皂以除去皂化性油脂化性油脂;

13、;利用表面活性劑的乳化作用利用表面活性劑的乳化作用, ,以除去非皂化以除去非皂化性油脂性油脂. .主要成分主要成分: NaOH : NaOH 堿液除油特點(diǎn)堿液除油特點(diǎn): : 除油液無毒除油液無毒 價(jià)格便宜價(jià)格便宜 除油效果好除油效果好 設(shè)備簡(jiǎn)單設(shè)備簡(jiǎn)單 容易管理容易管理 Presentation title - Date - References17皂化皂化: : 料帶表面的油脂與除油液中的堿起反應(yīng)生成肥料帶表面的油脂與除油液中的堿起反應(yīng)生成肥 皂的過程皂的過程. .乳化乳化: : 使料帶表面的油膜破裂使料帶表面的油膜破裂, ,生成小油珠生成小油珠, ,分散在堿分散在堿 液中液中, ,形成混合

14、的乳濁液形成混合的乳濁液. .親水基親水基親油基親油基油滴油滴 Presentation title - Date - References18 2. 2. 電解脫脂電解脫脂 利用電解時(shí)電極的極化作用降低油利用電解時(shí)電極的極化作用降低油-液界面的表液界面的表面張力面張力, ,同時(shí)產(chǎn)生的大量氣體將對(duì)油膜具有強(qiáng)烈的撕裂同時(shí)產(chǎn)生的大量氣體將對(duì)油膜具有強(qiáng)烈的撕裂作用作用, ,并對(duì)溶液產(chǎn)生攪拌作用并對(duì)溶液產(chǎn)生攪拌作用, ,從而使油膜脫離料帶從而使油膜脫離料帶, ,轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為細(xì)小的油珠化為細(xì)小的油珠. . 同時(shí)同時(shí), ,溶液自身的皂化溶液自身的皂化, ,濕潤(rùn)濕潤(rùn), ,滲透滲透, ,分散等作用得分散等作用得以

15、進(jìn)一步發(fā)揮以進(jìn)一步發(fā)揮. . 電解脫脂是脫脂的最終工序電解脫脂是脫脂的最終工序. . Presentation title - Date - References19方式方式優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)析出的氫氣量大析出的氫氣量大易產(chǎn)生氫脆易產(chǎn)生氫脆效率高效率高基體不易受腐蝕基體不易受腐蝕無氫脆無氫脆效率低效率低能有效除去基體表能有效除去基體表面浸漬殘?jiān)徒饘倜娼n殘?jiān)徒饘俦∧け∧?duì)有色基體腐蝕大對(duì)有色基體腐蝕大陰極脫脂陰極脫脂陽極脫脂陽極脫脂 脫脂方式脫脂方式 Presentation title - Date - References20 酸洗活化酸洗活化主要成分主要成分: : 硫酸硫酸主要作用主要

16、作用: : 除去料帶表面的氧化層除去料帶表面的氧化層; ; 中和料帶上殘留的堿性脫脂劑中和料帶上殘留的堿性脫脂劑. . 當(dāng)溶液顏色變藍(lán)色時(shí)當(dāng)溶液顏色變藍(lán)色時(shí), ,必須更換必須更換. . Presentation title - Date - References21 1. 1. 化學(xué)浸蝕化學(xué)浸蝕 利用酸溶液與料帶表面上氧化皮或銹蝕產(chǎn)物等的利用酸溶液與料帶表面上氧化皮或銹蝕產(chǎn)物等的化學(xué)溶解作用化學(xué)溶解作用, ,以達(dá)到除去料帶表面氧化皮以達(dá)到除去料帶表面氧化皮, ,銹蝕物銹蝕物, ,鈍態(tài)薄膜等目的鈍態(tài)薄膜等目的. . 酸溶液成分酸溶液成分: : 硫酸硫酸 Presentation title -

17、Date - References22 2. 2. 電化學(xué)浸蝕電化學(xué)浸蝕 對(duì)酸溶液加以電流進(jìn)行浸蝕對(duì)酸溶液加以電流進(jìn)行浸蝕. .采用電化學(xué)浸蝕采用電化學(xué)浸蝕, ,速速度快度快, ,溶液消耗小溶液消耗小, ,使用壽命長(zhǎng)使用壽命長(zhǎng). . 現(xiàn)采用方法現(xiàn)采用方法: : 陰極浸蝕陰極浸蝕. . 陰極浸蝕優(yōu)點(diǎn)陰極浸蝕優(yōu)點(diǎn): : 基體幾乎不受腐蝕基體幾乎不受腐蝕. .不會(huì)改變基體的尺寸不會(huì)改變基體的尺寸. . Presentation title - Date - References23 為什么要鍍鎳？為什么要鍍鎳？ 鍍鎳層的結(jié)晶細(xì)小，可以提高鍍鎳層的結(jié)晶細(xì)小，可以提高 鍍層的硬度，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。鍍

18、層的硬度，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。 Presentation title - Date - References24 鍍鎳，可分為單層鍍鎳和多層鍍鎳。多數(shù)用于鍍鎳，可分為單層鍍鎳和多層鍍鎳。多數(shù)用于繼電器的軛鐵和銜鐵類，它屬于陰極涂覆，只繼電器的軛鐵和銜鐵類，它屬于陰極涂覆，只能起機(jī)械保護(hù)作用。我們選用硫酸鎳為主鹽的能起機(jī)械保護(hù)作用。我們選用硫酸鎳為主鹽的鍍液。主要成份有硫酸鎳、氯化鎳、硼酸和適鍍液。主要成份有硫酸鎳、氯化鎳、硼酸和適量的添加劑。在此溶液中，硫酸鎳為主鹽，起量的添加劑。在此溶液中，硫酸鎳為主鹽，起著供給鍍液中鎳離子的作用，氯化鎳是一種陽著供給鍍液中鎳離子的作用，氯化鎳是一種陽極活化

19、劑，它的作用是促進(jìn)陽極的溶解，保證極活化劑，它的作用是促進(jìn)陽極的溶解，保證鎳離子的正常補(bǔ)充，并能提高溶液的導(dǎo)電性和鎳離子的正常補(bǔ)充，并能提高溶液的導(dǎo)電性和改善鍍液的分散能力。硼酸在鍍液中是一種緩改善鍍液的分散能力。硼酸在鍍液中是一種緩沖劑，起著穩(wěn)定鍍液的沖劑，起著穩(wěn)定鍍液的PHPH值的作用。值的作用。 Presentation title - Date - References25 常見問題處理常見問題處理 問題點(diǎn)問題點(diǎn)可能原因可能原因改善行動(dòng)改善行動(dòng)溫度過低溫度過低檢查溫度檢查溫度PH過低PH過低調(diào)節(jié)至最佳調(diào)節(jié)至最佳添加劑濃度過低添加劑濃度過低調(diào)節(jié)至標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)至標(biāo)準(zhǔn)鎳或硼酸濃度過高鎳或硼酸濃度

20、過高調(diào)節(jié)至標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)至標(biāo)準(zhǔn)電流密度過高電流密度過高調(diào)節(jié)至標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)至標(biāo)準(zhǔn)PH過高PH過高調(diào)節(jié)至最佳調(diào)節(jié)至最佳電壓過高電壓過高檢查陽極和導(dǎo)線接觸點(diǎn)檢查陽極和導(dǎo)線接觸點(diǎn)溫度過低溫度過低檢查溫度檢查溫度除油/活化不徹底除油/活化不徹底檢查前處理檢查前處理鍍液污染鍍液污染活性炭過濾活性炭過濾針孔針孔燒焦燒焦脫皮脫皮 Presentation title - Date - References26 為什么要鍍錫？為什么要鍍錫？ 鍍錫層的可焊性好！鍍錫層的可焊性好！ Presentation title - Date - References27 鍍錫，主要用靜簧、焊片的可焊性涂覆鍍錫，主要用靜簧、焊片的可焊

21、性涂覆。目前車間采用硫酸鹽體系的鍍液。其。目前車間采用硫酸鹽體系的鍍液。其主要成份為硫酸亞錫、硫酸、少量的硫主要成份為硫酸亞錫、硫酸、少量的硫酸高鈰以及添加劑。其中硫酸亞錫為該酸高鈰以及添加劑。其中硫酸亞錫為該鍍液的主鹽。加入的硫酸其主要作用是鍍液的主鹽。加入的硫酸其主要作用是：增加溶液的導(dǎo)電性。增加溶液的導(dǎo)電性。降低亞錫離降低亞錫離子的有效濃度，提高它的陰極極化作用子的有效濃度，提高它的陰極極化作用，促使形成較細(xì)的鍍層。，促使形成較細(xì)的鍍層。防止錫的水防止錫的水解。在硫酸鍍錫中，由于二價(jià)錫易氧化解。在硫酸鍍錫中，由于二價(jià)錫易氧化成四價(jià)錫，所產(chǎn)生的水解使鍍液混濁，成四價(jià)錫，所產(chǎn)生的水解使鍍液混

22、濁，故足夠量的硫酸可防止錫的水解。故足夠量的硫酸可防止錫的水解。 Presentation title - Date - References28常見問題常見問題 Presentation title - Date - References29 為什么要鍍銅？為什么要鍍銅？ 良好的導(dǎo)電性良好的導(dǎo)電性 可以改變磁路性能可以改變磁路性能 Presentation title - Date - References30u由于銅具有良好的導(dǎo)電性，且柔軟，通由于銅具有良好的導(dǎo)電性，且柔軟，通常是用在鋼鐵零件與其它金屬鍍層的中常是用在鋼鐵零件與其它金屬鍍層的中間稱為中間鍍層，同時(shí)也可用在鋼鐵零間稱為中間鍍

23、層，同時(shí)也可用在鋼鐵零件的外表代替銅件使用。目前公司產(chǎn)品件的外表代替銅件使用。目前公司產(chǎn)品主要的鍍銅是用在汽車?yán)^電器的銜鐵和主要的鍍銅是用在汽車?yán)^電器的銜鐵和軛鐵上，如軛鐵上，如16F16F左右軛鐵、左右軛鐵、85668566的銜鐵和的銜鐵和鐵芯以及鐵芯以及118F118F的鐵芯和銜鐵等。的鐵芯和銜鐵等。 Presentation title - Date - References31u鍍銅配方主要是氰化鍍銅。它的主要成份是鍍銅配方主要是氰化鍍銅。它的主要成份是氰化亞銅，氰化鈉、氫氧化鉀。其中氰化亞氰化亞銅，氰化鈉、氫氧化鉀。其中氰化亞銅為主鹽，但必須與銅為主鹽，但必須與1.21.2倍以上的氰

24、化物發(fā)生倍以上的氰化物發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，生成銅氰化鈉絡(luò)合反應(yīng)，生成銅氰化鈉NaNa2 2CuCu（CNCN）3 3 也叫也叫氰化銅鈉的絡(luò)鹽，這才是電鍍的主鹽。而氰氰化銅鈉的絡(luò)鹽，這才是電鍍的主鹽。而氰化物則是一種絡(luò)合劑，主要是促使氰化亞銅化物則是一種絡(luò)合劑，主要是促使氰化亞銅生成氰化銅鈉。生成氰化銅鈉。KOHKOH則可以加速鍍層的沉積速則可以加速鍍層的沉積速度度 Presentation title - Date - References32鍍金鍍銀鍍金鍍銀 目前我們采用的鍍金、鍍銀分別是以氰目前我們采用的鍍金、鍍銀分別是以氰化金鉀和氰化銀鉀作為主鹽，適量的氰化金鉀和氰化銀鉀作為主鹽，適量的氰化物作為絡(luò)合劑的鍍液，其原理與鍍銅化物作為絡(luò)合劑的鍍液，其原理與鍍銅相似相似 Presentation title - Date - References33 常見問題處理常見問題處理 問題點(diǎn)問題點(diǎn)可能原因可能原因改善行動(dòng)改善行動(dòng)電流密度過高電流密度過高調(diào)節(jié)至標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)至標(biāo)準(zhǔn)PH過高PH過高調(diào)節(jié)至最佳調(diào)節(jié)至最佳電壓過高電壓過高檢查陽極和導(dǎo)線接觸點(diǎn)檢查陽極和導(dǎo)線接觸點(diǎn)溫度