電鍍工藝知識

1、精銳電器五金有限公司精銳電器五金有限公司電鍍工藝知識電鍍工藝知識-培訓資料培訓資料制作：周承滔 日期：2009年12月17日電鍍電鍍dind (Electroplating)n電鍍的概述:利用電解作用使金屬或其它材料制件的表面附著一層金屬膜的工藝?？梢云鸬椒乐垢g,提高耐磨性、導電性、反光性及增進美觀等作用電鍍的主要用途是什么？電鍍的主要用途是什么？n1、 提高金屬制品或者零件的耐蝕性能。例如：鋼鐵制品或零件表面鍍鋅。n2、 提高金屬制品的防護-裝飾性能。例如：鋼鐵制品表面鍍銅、鍍鎳鍍鉻等。n3、 修復金屬零件尺寸。例如：軸、齒輪等重要機械零件使用后磨損，可采用鍍鐵、鍍鉻等禍福其尺寸。n4、

2、電鍍還可賦予某種制品或零件某種特殊的功能。例如：鍍硬鉻可提高其耐磨性能等。電鍍的概念電鍍的概念n利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其它金屬或合金的過程。電鍍時，鍍層金屬做陽極，被氧化成陽離子進入電鍍液；待鍍的金屬制品做陰極，鍍層金屬的陽離子在金屬表面被還原形成鍍層。為排除其它陽離子的干擾，且使鍍層均勻、牢固，需用含鍍層金屬陽離子的溶液做電鍍液，以保持鍍層金屬陽離子的濃度不變。電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層，改變基材表面性質(zhì)或尺寸.電鍍能增強金屬的抗腐蝕性(鍍層金屬多采用耐腐蝕的金屬)、增加硬度、防止磨耗、提高導電性、潤滑性、耐熱性、和表面美觀。 電鍍作用電鍍作用n利用電解作用在機械制品上

3、沉積出附著良好的、但性能和基體材料不同的金屬覆層的技術(shù)。電鍍層比熱浸層均勻，一般都較薄，從幾個微米到幾十微米不等。通過電鍍，可以在機械制品上獲得裝飾保護性和各種功能性的表面層，還可以修復磨損和加工失誤的工件。鍍層大多是單一金屬或合金，如鈦靶、鋅、鎘、金或黃銅、青銅等；也有彌散層，如鎳-碳化硅、鎳-氟化石墨等；還有覆合層,如鋼上的銅-鎳-鉻層、鋼上的銀-銦層等。電鍍的基體材料除鐵基的鑄鐵、鋼和不銹鋼外,還有非鐵金屬,如ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料，但塑料電鍍前塑料電鍍前,必須經(jīng)過特殊的活化和敏化處必須經(jīng)過特殊的活化和敏化處理。理。 電鍍原理電鍍原理n在盛有電鍍液的鍍槽中，經(jīng)過清理和特殊預(yù)處

4、理的待鍍件作為陰極，用鍍覆金屬制成陽極，兩極分別與直流電源的負極和正極聯(lián)接。電鍍液由含有鍍覆金屬的化合物、導電的鹽類、緩沖劑、pH調(diào)節(jié)劑和添加劑等的水溶液組成。通電后，電鍍液中的金屬離子，在電位差的作用下移動到陰極上形成鍍層。陽極的金屬形成金屬離子進入電鍍液，以保持被鍍覆的金屬離子的濃度1。在有些情況下，如鍍鉻，是采用鉛、鉛銻合金制成的不溶性陽極，它只起傳遞電子、導通電流的作用。電解液中的鉻離子濃度，需依靠定期地向鍍液中加入鉻化合物來維持。電鍍時，陽極材料的質(zhì)量、電鍍液的成分、溫度、電流密度、通電時間、攪拌強度、析出的雜質(zhì)、電源波形等都會影響鍍層的質(zhì)量，需要適時進行控制。電鍍方式電鍍方式n電鍍

5、分為掛鍍、滾鍍、連續(xù)鍍掛鍍、滾鍍、連續(xù)鍍和刷鍍刷鍍等方式，主要與待鍍件的尺寸和批量有關(guān)。掛鍍適用于一般尺寸的制品,如汽車的保險杠,自行車的車把等。滾鍍適用于小件，如緊固件、墊圈、銷子等。連續(xù)鍍適用于成批生產(chǎn)的線材和帶材。刷鍍適用于局部鍍或修復。電鍍液有酸性的、堿性的和加有鉻合劑的酸性及中性溶液，無論采用何種鍍覆方式，與待鍍制品和鍍液接觸的鍍槽、吊掛具等應(yīng)具有一定程度的通用性。鍍層分類鍍層分類n鍍層分為裝飾保護性鍍層和功能性鍍層兩類。n裝飾保護性鍍層裝飾保護性鍍層主要是在鐵金屬、非鐵金屬及塑料上的鍍鉻層,特別是鋼的銅-鎳-鉻層，鋅及鋼上的鎳-鉻層。為了節(jié)約鎳，人們已能在鋼上鍍銅-鎳鐵-高硫鎳-鎳

6、/鐵-低固分鎳-鉻層。與鍍鉻層相似的錫鎳鍍層，可用于分析天平、化學泵、閥和流量測量儀表上。n功能性鍍層功能性鍍層 這種鍍層種類很多，如：提高與軸頸的相容性和嵌入性的滑動軸承罩鍍層，鉛-錫,鉛-銅-錫,鉛-銦等復合鍍層；用于耐磨的中、高速柴油機活塞環(huán)上的硬鉻鍍層，這種鍍層也可用在塑料模具上，具有不粘模具和使用壽命長的特點；在大型人字齒輪的滑動面上鍍銅，可防止滑動面早期拉毛；用于防止鋼鐵基體遭受大氣腐蝕的鍍鋅;防止?jié)B氮的銅錫鍍層;用于收音機、電視機制造中釬焊并防止鋼與鋁間的原電池腐蝕的錫-鋅鍍層。適用于修復和制造的工程鍍層,有鉻、銀、銅等，它們的厚度都比較大，硬鉻層可以厚達300微米。常用表面處理

7、工藝流程常用表面處理工藝流程n（1） 鋼鐵件電鍍鋅工藝流程n酸性鍍鋅n除油 除銹 鍍鋅 鈍化 干燥n堿性鍍鋅n（2） 鋼鐵件常溫發(fā)黑工藝流程n 浸脫水防銹油nn 烘干n除油除銹常溫發(fā)黑 浸肥皂液 浸錠子油或機油nnn浸封閉劑n（3） 鋼鐵件磷化工藝流程n除油除銹表調(diào)磷化涂裝n（4） ABS/PC塑料電鍍工藝流程n除油 親水 預(yù)粗化（PC50%） 粗化 中和 整面 活化 解膠 化學沉鎳 鍍焦銅 鍍酸銅 鍍半n亮鎳 鍍高硫鎳 鍍亮鎳 鍍封 鍍鉻n（5） PCB電鍍工藝流程n除油 粗化 預(yù)浸 活化 解膠 化學沉銅 鍍銅 酸性除油 微蝕 鍍低應(yīng) 力鎳 鍍亮鎳 鍍金 干燥常用表面處理工藝流程常用表面處理

8、工藝流程n（6） 鋼鐵件多層電鍍工藝流程n除油 除銹 鍍氰化銅 鍍酸銅 鍍半亮鎳 鍍高硫鎳 鍍亮鎳 鎳封 鍍鉻n（7） 鋼鐵件前處理（打磨件、非打磨件）工藝流程n1、打磨件 除蠟 熱浸除油 電解除油 酸蝕 非它電鍍n2、非打磨件 熱浸除油 電解除油 酸蝕 其它電鍍n（8） 鋅合金件鍍前處理工藝流程n除蠟 熱浸除油 電解除油 酸蝕 鍍堿銅 鍍酸銅或焦磷酸銅 其它電鍍n（9） 鋁及其合金鍍前處理工藝流程n除蠟熱浸除油電解除油酸蝕除垢化學沉鋅 浸酸 二次沉新 鍍堿銅或鎳 其它電鍍n除蠟熱浸除油電解除油酸蝕除垢鋁鉻化 干燥 噴沫或噴粉 烘干或粗化 成品n除蠟熱浸除油電解除油酸蝕除垢陽極氧化 染色 封閉

9、 干燥 成品常用表面處理工藝流程常用表面處理工藝流程n（10） 鐵件鍍鉻工藝流程：n除蠟 熱浸除油 陰極 陽極 電解除油 弱酸浸蝕 預(yù)鍍堿銅 酸性光亮銅（選擇） 光亮鎳 n鍍鉻或其它n除蠟 熱浸除油 陰極 陽極 電解除油 弱酸浸蝕 半光亮鎳 高硫鎳 光亮鎳 鎳封（選擇）n 鍍鉻n（11） 鋅合金鍍鉻工藝流程n除蠟 熱浸除油 陰極電解除油 浸酸 堿性光亮銅 焦磷酸銅（選擇性） 酸性光亮銅（選擇性） 光亮鎳n鍍鉻n（12） 電叻架及染色工藝流程n前處理或電鍍 純水洗（2-3次） 預(yù)浸 電叻架 回收 純水洗（2-3次） 烘干 成品不銹鋼鍍光亮鎳工藝流程不銹鋼鍍光亮鎳工藝流程:n有機溶劑除油化學除油水

10、洗陰極電解活化閃鍍鎳水洗活化水洗鍍光亮鎳水洗鈍化水洗水洗熱水洗甩干烘干驗收。n不銹鋼鍍光亮鎳工藝流程:有機溶劑除油化學除油(氧氧化鈉40g/L，碳酸鈉30g/L，磷酸三鈉50g/L，OP-乳化劑3mL/L，溫度8090 ，時間30min)水洗陰極電解活化(鹽酸水溶液1+1，室溫，Dk13A/dm2，時間5min，陽極布包碳精板)閃鍍鎳(氯化鎳180220g/L，鹽酸120g/L，室溫，電流密度4A/dm2，時間5lOmin，陽極鎳板)水洗活化硫酸5%(V)，時間5s水洗鍍光亮鎳(時間5lOmin，或按厚度所需時間)水洗鈍化(重鉻酸鉀1s0g/L，重鉻酸鈉150g/L，硫酸3050mL/L，室溫

11、，時間2025s)水洗水洗熱水洗甩干烘干驗收。不銹鋼鍍光亮鎳工藝流程不銹鋼鍍光亮鎳工藝流程:n不銹鋼上的光亮鎳層是微帶黃光的銀白色金屬，它的硬度比銅、鋅、錫、鎘、金、銀等要高，但低于鉻和銠金屬。光亮鎳在空氣中具有很高的化學穩(wěn)定性，對堿有較好的穩(wěn)定性。不銹鋼上通過運用光亮劑，可不經(jīng)拋光直接鍍?nèi)」饬伶?，以提高表面的硬度、耐磨性和整平性，在外觀上使不銹鋼與其他鍍鎳件外觀一致，并且避免不銹鋼與其他光亮鎳之間產(chǎn)生接觸電位差的腐蝕。n不銹鋼鍍光亮鎳的溶液中光亮劑的近年來發(fā)展很快，品種很多。歸納起來，光亮劑的發(fā)展經(jīng)歷了四個年代。第一代的也是最原始的產(chǎn)品為糖精加丁炔二醇?？梢藻?nèi)≌叫院芨叩墓饬伶?。其運用興盛

12、于20世紀六七十年代。但由于丁炔二醇在鍍鎳槽中的不穩(wěn)定性，壽命較短，有機雜質(zhì)積累很快，需要經(jīng)常處理鎳槽，于是，通過環(huán)氧氯丙烷或環(huán)氧丙烷與丁炔二醇結(jié)枝，合成了第二代鍍鎳光亮劑，如BE、791光亮劑，情況有所好轉(zhuǎn)，BE和791保留有炔基，后來又進步將吡啶基聚合上去，形成了第三代產(chǎn)品，出光速度更快，光亮劑用量更少了，使用壽命更長了?，F(xiàn)在又進一步運用鍍鎳光亮劑中間體多種組合構(gòu)成新型光亮劑已發(fā)展到第四代產(chǎn)品了。它的使用量更少，出光速度更快，處理周期更長，深鍍能力更強了。電鍍的過程電鍍的過程 n1 把鍍層金屬接在陽極n2 把鍍件接在陰極n3 陰陽極以鍍上去的金屬的正離子組成的電解質(zhì)溶液相連n4 通以直流電

13、的電源后，陽極的金屬會進行氧化反應(yīng)(失去電子)，溶液中的正離子則在陰極被還原(得到電子)成原子并積聚在負極表層。n電鍍后被電鍍物件的美觀性和電流大小有關(guān)系，電流越小，被電鍍的物件便會越美觀；反之則會出現(xiàn)一些不平整的形狀。n電鍍的主要用途包括防止金屬氧化 (如銹蝕) 以及進行裝飾。不少硬幣的外層亦為電鍍。n電鍍產(chǎn)生的污水(如失去效用的電解質(zhì))是水污染的重要來源。 電鍍專業(yè)術(shù)語電鍍專業(yè)術(shù)語 一、一、 鍍覆方法術(shù)語鍍覆方法術(shù)語n 3.1 化學鈍化n將制件放在含有氧化劑的溶液中處理，使表面形成一層很薄的鈍態(tài)保護膜的過程。n3.2 化學氧化n通過化學處理使金屬表面形成氧化膜的過程。n3.3 電化學氧化n

14、在一定電解液中以金屬制件為陽極，經(jīng)電解，于制件表面形成一層具有防護性，裝飾性或其它功能氧化膜的過程。n3.4 電 鍍n利用電解原理，使金屬或合金沉積在制件表面，形成均勻、致密、結(jié)合力良好的金屬層的過程。n3.5 轉(zhuǎn) 化 膜n對金屬進行化學或電化學處理所形成的含有該金屬之化合物的表面膜層。n3.6 鋼鐵發(fā)藍（鋼鐵化學氧化）n將鋼鐵制件在空氣中加熱或浸入氧化性的溶液中，使之于表面形成通常為藍（黑）色的薄氧化膜的過程。電鍍專業(yè)術(shù)語電鍍專業(yè)術(shù)語 一、一、 鍍覆方法術(shù)語鍍覆方法術(shù)語n 3.7 沖擊電流n電流過程中通過的瞬時大電流。n3.8 光亮電鍍n在適當條件下，從鍍槽中直接得到具有光澤鍍層的電鍍。n3

15、.9 合金電鍍n在電流作用下，使兩種或兩種以上金屬（也包括非金屬元素）共沉積的過程。n3.10 多層電鍍n在同一基體上先后沉積上幾層性質(zhì)或材料不同的金屬層的電鍍。n3.11 沖 擊 鍍n在特定的溶液中以高的電流密度，短時間電沉積出金屬薄層，以改善隨后沉積鍍層與基體間結(jié)合力的方法。n3.12磷 化n在鋼鐵制件表面上形成一層不溶解的磷酸鹽保護膜的處理過程。n3.13 熱抗散n加熱處理鍍件，使基體金屬和沉積金屬（一種或多種）擴散形成合金的過程。二、鍍前處理和鍍后處理術(shù)語二、鍍前處理和鍍后處理術(shù)語 n 4.1 化學除油n在堿性溶液中借助皂化作用和乳化作用清除制件表面油污的過程。n4.2 電解除油n在含

16、堿溶液中，以制件作為陽極或陰極，在電流作用下，清除制件表面油污的過程。n4.3 出 光n在溶液中短時間浸泡，使金屬形成光亮表面的過程。n4.4 機械拋光n借助于高速旋轉(zhuǎn)的抹有拋光膏的拋光輪，以提高金屬制件表面光亮度的機械加工過程。n4.5 有機溶劑除油n利用有機溶劑清除制件表面油污的過程。n4.6 除 氫n將金屬制件在一定溫度下加熱處理或采用其它方法，以驅(qū)除在電鍍生產(chǎn)過程中金屬內(nèi)部吸收氫的過程。n4.7 退 鍍n將制件表面鍍層退除的過程。n4.8 弱 浸 蝕n電鍍前，在一定組成溶液中除去金屬制件表面極薄的氧化膜，并使表面活化的過程。n4.9 強 浸 蝕n將金屬制件浸在較高濃度和一定溫度的浸蝕溶

17、液中，以除去金屬制件表面上氧化物和銹蝕物的過程。n4.10 鍍前處理n為使制件材質(zhì)暴露出真實表面，消除內(nèi)應(yīng)力及其它特殊目的所需，除去油污、氧化物及內(nèi)應(yīng)力等種種前置技術(shù)處理。n4.11 鍍后處理n為使鍍件增強防護性能，提高裝飾性能及其它特殊目的而進行的（諸如鈍化、熱熔、封閉和除氫等）處理。 三、材料和設(shè)備術(shù)語材料和設(shè)備術(shù)語 n 5.1 陽 極 袋n用棉布或化纖織物制成的套在陽極上，以防止陽極泥渣進入溶液用的袋子。n5.2 光 亮 劑n為獲得光亮鍍層在電解液中所使用的添加劑。n5.3 阻 化 劑n能夠減緩化學反應(yīng)或電化學反應(yīng)速度的物質(zhì)。n5.4 表面活性劑n在添加量很低的情況下也能顯著降低界面張力

18、的物質(zhì)。n5.5 乳 化 劑n能降低互不相溶的液體間的界面張力，使之形成乳濁液的物質(zhì)。n5.6 絡(luò) 合 劑n能與金屬離子或含有金屬離子的化合物結(jié)合而形成絡(luò)合物的物質(zhì)。n5.7 絕 緣 層n涂于電極或掛具的某一部分，使該部位表面不導電的材料層。n5.8 掛具（夾具）n用來懸掛零件，以便于將零件放于槽中進行電鍍或其他處理的工具。n5.9 潤 濕 劑n能降低制件與溶液間的界面張力，使制件表面容易被潤濕的物質(zhì)。n5.10添 加 劑n在溶液中含有的能改進溶液電化學性能或改善鍍層質(zhì)量的少量添加物。n5.11 緩 沖 劑n能夠使溶液PH值在一定范圍內(nèi)維持基本恒定的物質(zhì)。n5.12 移動陰極n采用機械裝置使被

19、鍍制件與極杠一起作周期性往復運動的陰極。四、測試和檢驗相關(guān)術(shù)語四、測試和檢驗相關(guān)術(shù)語 n6.1 不連續(xù)水膜n通常用于表面被污染所引起的不均勻潤濕性，使表面上的水膜變的不連續(xù)。n6.2 孔 隙 率n單位面積上針孔的個數(shù)。n6.3 針 孔n從鍍層表面直至底層覆蓋層或基體金屬的微小孔道，它是由于陰極表面上 的某些點的電沉積過程受到障礙，使該處不能沉積鍍層，而周圍的鍍層卻不斷加厚所造成。n6.4 變 色n由于腐蝕而引起的金屬或鍍層表面色澤的變化(如發(fā)暗、失色等)。n6.5 結(jié) 合 力n鍍層與基體材料結(jié)合的強度。n6.6 起 皮n鍍層成片狀脫離基體材料的現(xiàn)象。n6.7 剝 離n某些原因（例如不均勻的熱膨

20、脹或收縮）引起的表面鍍層的破碎或脫落。n6.8 桔 皮n類似于桔皮波紋狀的表面處理層。n6.9 海綿狀鍍層n在電鍍過程中形成的與基體材料結(jié)合不牢固的疏松多孔的沉積物。n6.10 燒焦鍍層n在過高電流下形成的顏色黑暗、粗糙、松散等質(zhì)量不佳的沉積物，其中常含有氧化物或其他雜質(zhì)。n6.11 麻點n在電鍍或腐蝕中，與金屬表面上形成的小坑或小孔。n6.12 粗糙n在電鍍過程中，由于種種原因造成的鍍層粗糙不光滑的現(xiàn)象。n6.13 鍍層釬焊性n鍍層表面被熔融焊料潤濕的能力。 五、電鍍鋅五、電鍍鋅n電鍍鋅：就是利用電解，在制件表面形成均勻、致密、結(jié)合良好的金屬或合金沉積層的過程。n與其他金屬相比，鋅是相對便宜而又易鍍覆的一種金屬，屬低值防蝕電鍍層。被廣泛用于保護鋼鐵件，特別是防止大氣腐蝕，并用于裝飾。鍍覆技術(shù)包括槽鍍(或掛鍍)、滾鍍（適合小零件）、自動鍍和連續(xù)鍍（適合線材、帶材）。n目前，國內(nèi)按電鍍?nèi)芤悍诸悾煞譃樗拇箢悾簄1氰化物鍍鋅：n由于(CN)屬劇毒，所