電鍍基礎(chǔ)知識(shí)

1、電鍍基礎(chǔ)知識(shí)電鍍基礎(chǔ)知識(shí)一一.定義定義 電鍍是利用電解的方法,在金屬或非金屬基體表面上沉積同種金屬或另 一種金屬或合金的過程.其本質(zhì)是氧化還原反應(yīng).二二.目的目的 改變物體表面的特性,達(dá)到某種使用的要求和觀賞的需要,或者同時(shí)滿足使用和觀賞的要求.三三.條件條件 直流電、電解液、陰陽(yáng)極。一般鍍件 為陰極，金屬為陽(yáng)極。 電鍍的實(shí)現(xiàn): 介紹兩類不同的導(dǎo)體1.第一類導(dǎo)體由電子傳導(dǎo)電流的導(dǎo)體(即電子導(dǎo)體)R-R/S2.第二類導(dǎo)體由離子的定向移動(dòng)傳導(dǎo)電流的導(dǎo)體(即離子導(dǎo)體)電鍍注意事項(xiàng):1.被鍍表面需絕對(duì)干凈,要露出基體的純表面性2.鍍液不能有污染,保持電解液的純凈、穩(wěn)定.3.應(yīng)根據(jù)不同金屬沉積電位的不同

2、來(lái)調(diào)節(jié)電流、電壓及相關(guān)參數(shù)。四四.分類分類A.按改變物體表面特性來(lái)分 1.功能性電鍍 2.裝飾性電鍍 3.防腐裝飾性電鍍我們公司的產(chǎn)品幾乎全是防腐裝飾性電鍍我們公司的產(chǎn)品幾乎全是防腐裝飾性電鍍.B.按施鍍的工藝來(lái)分1.普通電鍍:單金屬電鍍、復(fù)合金屬電鍍即合金電鍍、三元或多元電鍍。2.真空電鍍：蒸發(fā)鍍、濺射鍍、離子鍍.3.化學(xué)電鍍4.脈沖電鍍:將電鍍槽與脈沖電源相連構(gòu)成的電鍍體系.特點(diǎn):a.可以得到致密的均勻鍍層. b.減少鍍層的孔隙率(即提高抗蝕率) c.降低鍍層的內(nèi)應(yīng)力,提高韌性 d.周期轉(zhuǎn)向脈沖電鍍五五.電鍍過程和步驟電鍍過程和步驟: 總的來(lái)說(shuō),分三大步驟. A.前處理目的是去除被鍍物體表

3、面的油污、雜質(zhì)、氧化層等使之達(dá)到電鍍級(jí)的表 面干凈程度 B.電鍍:電解液,直流電源,陰陽(yáng)極桿組成 1.電解液成分: a.主鹽 b導(dǎo)電鹽 c緩沖劑如鍍鎳中2BO3,焦磷酸鹽液中的磷酸一氫鈉(Na2HPO4）,檸檬 酸,氨三乙酸 d綜合劑 e.添加劑等（如光亮劑、潤(rùn)滑劑） 2.控制的參數(shù):電解液組分含量、電流密度PK、酸度PH、攪拌、時(shí)間 3.直流電流的波型 C鍍后處理:是對(duì)鍍層進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到改善鍍層的某些性質(zhì)，鍍層鈍化處理、染色處理、封閉處理、涂有機(jī)膜如鍍鋅后，黃、黑和草綠鈍化，鍍鎳-黑鎳。六六.電鍍中品質(zhì)異常特征及原因電鍍中品質(zhì)異常特征及原因 1.結(jié)合力差:鍍層脫皮、起泡，主要是鍍前處理不徹

4、底，油污、氧化膜，基體金屬不良，鈍化膜未除盡，才加強(qiáng)處理和活化。主要試驗(yàn)有銼刀試驗(yàn),彎曲試驗(yàn)等 2.麻點(diǎn),毛刺,粗糙:主要原因鍍液中含有極細(xì)微固體懸浮物,另外含有一些金屬雜質(zhì),一價(jià)金屬離子.電流過大.有機(jī)添加劑分解副產(chǎn)物較多,搭配不合理. 3.龜裂:剛鍍出來(lái)鍍層應(yīng)有裂紋,結(jié)合力差,成碎狀脫落,明顯說(shuō)鍍層脆性大,一般 由于光亮偏多,軟劑偏少引起,對(duì)鍍鉻來(lái)說(shuō)電流大,溫度高較易產(chǎn)生.基體表面有裂紋,氣孔,冷隔,對(duì)于鋅合金材料,尤為顯得突出,導(dǎo)致電鍍中很難改善,不良率較高. 4.鍍層脫皮分層:有現(xiàn)象,雙電鍍現(xiàn)象,鎳層內(nèi)應(yīng)力大.七七.影響鍍層品質(zhì)的因素影響鍍層品質(zhì)的因素 1.電沉積的影響 電沉積過程一般

5、同下列步驟: 金屬水化離子(或絡(luò)離子)由電解液內(nèi)向陰極表面?zhèn)鬟f過程,液相傳遞. 金屬水化離子(或絡(luò)離子)在陰極上得到電子過程電化學(xué)過程. 金屬離子在陰極還原成金屬-結(jié)晶成膜(電沉積). 這個(gè)過程中形成新晶核的速度很快,而晶核的成長(zhǎng)速度較慢,鍍層就趨于平滑細(xì)致.它與鍍液的性質(zhì)、溫度、電流密度、酸度，鍍液各成分的含量配比，都密切的關(guān)系，將影響電沉積過程。2.電鍍液對(duì)鍍層的影響 主鹽濃度影響:必須控制在比較合理的濃度范圍且與其它成份要保持一定的比例,以達(dá)到各組分和諧協(xié)調(diào)的最佳狀況. 附加鹽的影響:改善鍍液的導(dǎo)電性,擴(kuò)大陰極電流范圍,改善陽(yáng)極溶解穩(wěn)定PH,以達(dá)到改善鍍層質(zhì)量的作用. 添入劑的影響:是電

6、鍍中重要的添加物質(zhì),其用量很小,但作用很大,能顯著改變鍍層的品質(zhì)及外觀.a.光亮劑 b.濕潤(rùn)劑 c.整平劑 d.應(yīng)力消減劑 e.電流密度Pk f。溫度 g攪拌的影響 3.電源波形的影響 如上海某廠用純直流電源試鍍Fe-Zn合金時(shí)很快獲得全光亮鍍層,但在投入配制 大槽生產(chǎn),用之相全波整流器,總是達(dá)不到全光亮鍍層,反反復(fù)復(fù),后證明這種整流器波型不穩(wěn)定. 焦磷的鹽銅中情況不同,有一個(gè)廠試鍍中用單相全波整流器獲得全光亮鍍層,大槽中系統(tǒng)直流電源時(shí),卻一直得不到滿意的鍍層,后來(lái)在純直流電源上加間隙斷電器(通電8S,斷電5S)滿意的鍍層. 寧波自行車零件電鍍廠鍍一層銅時(shí)(打底銅時(shí))打不上,或局部打不上,鍍液

7、工藝參數(shù)都正常,后用視波器檢查電源波不對(duì),請(qǐng)廠家檢查整流器有一個(gè)零件壞了,更換后,電鍍馬上恢復(fù)正常.4.析氫對(duì)鍍層的影響 任何電鍍中都會(huì)存在一定量的氫離子,往往會(huì)與金屬離子同時(shí)析出,而使鍍層質(zhì)量變壞.主要表現(xiàn)為如下幾方面. 氫脆:析出的氫往往會(huì)進(jìn)入鍍層或基體,造成鍍層晶格扭曲,產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力,甚至?xí)瑰儗哟嗔鸦蛎撀? 起泡:析出的氫進(jìn)入基體細(xì)孔內(nèi),就會(huì)使鍍層產(chǎn)生鼓泡,平時(shí)看不出來(lái),但隨著周圍介質(zhì)溫度升高,氫對(duì)鍍層施加壓力,使鍍層鼓起,甚至連基體表皮也會(huì)帶撕出,有時(shí)經(jīng)常數(shù)量赤才顯現(xiàn)出來(lái). 針孔 析氫與溶液中含有機(jī)雜質(zhì),金屬雜質(zhì),表面張力等有關(guān).5.基體金屬對(duì)鍍層的影響: 鍍層的質(zhì)量好壞與基材金

8、屬的性質(zhì),組織狀況,表面狀況有密切關(guān)系,在有氣孔,裂紋的基材上,要鍍上質(zhì)量良好的鍍層是比較困難的,因?yàn)闈B力微氣孔,裂紋中溶液水洗難以除盡,會(huì)留在其內(nèi)部,存放一定時(shí)間會(huì)外溢.八八.目前公司產(chǎn)品的鍍種主要是目前公司產(chǎn)品的鍍種主要是:鍍銅（一層銅、二層銅、三層銅） a一層銅:氰化亞銅CuCN,氰化鈉NaCN，有的還加NaOH，KNaC4H4O3.4H2O（NaOH) 絡(luò)合型 三層銅：CuSO4.H2O、150220 g/L;H2SO4、5070 g/L；CL-10 80 mg/L 簡(jiǎn)單型 焦磷酸銅，焦磷酸鉀 絡(luò)合型鍍鎳基本組分是硫酸鎳(NiSO4.7H2O),氯化鎳(NiCl2.6H2O),硼酸(H

9、3BO3),瓦特鎳: NiSO4.7H2O, NiCl2.6H2O, H3BO3,PH35,T/C 4560,PK 12.5 A/dm2)各成分的作用各成分的作用:NiSO4.7H2O主鹽,在電解液中提供鎳離子,含量低覆蓋能力好,結(jié)晶細(xì)致,但電流效率低,允許含量范圍較寬100350g/L,常規(guī)在180250g/L; NiCl2.6H2O ,主要作用是促使陽(yáng)極(鎳板)正常溶解,并提供一定量的氯離子,氯離子稱為陽(yáng)極溶化劑,氯離子含量高,容易使鎳層產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,脆性大;硼酸,是緩沖劑,具有穩(wěn)定PH值作用,防止酸度波動(dòng),使結(jié)晶細(xì)致.PH,對(duì)鎳沉積過程和鍍層性能有很大影響,PH偏高有較好的覆蓋能力和較高的

10、陰極電流效率,但會(huì)有堿式鎳鹽的傾向,使鍍層粗糙,容易使H2停留在陰極表面上,而產(chǎn)生麻點(diǎn)和針孔.溫度：提高電解液的溫度，其好處是增加主鹽的溶解度和導(dǎo)電度，加速離子向陰極擴(kuò)散，可以減少鍍層的內(nèi)應(yīng)力、增加韌性，但溫度不宜過高，造成鍍液蒸發(fā)、鎳鹽水解，鐵雜質(zhì)水解，從而生成氫氧化物沉淀，導(dǎo)致針孔和毛刺。陰極電流密度PK（A/dm2）與T、PH，主鹽濃度有一定的關(guān)系要調(diào)整一致。攪拌：可以減少陰陽(yáng)兩極區(qū)濃差極化，提高PK的范圍和光亮度。鎳陽(yáng)極：用來(lái)提供Ni離子補(bǔ)充Ni離子的消耗，保持電解液Ni離子相對(duì)濃度和穩(wěn)定性，陽(yáng)極的總面積與陰極的總面積之比為1.52：1；鎳陽(yáng)極有含C鎳陽(yáng)極0.250.35%,含O鎳陽(yáng)極

11、0.251.0%,含S鎳陽(yáng)極0.010.15%.其中國(guó)外用的較多,按溶解性好壞,含S優(yōu)于含O優(yōu)于含C. a.半光鎳:在普通暗鎳鍍液中加入不含硫的光亮劑組成的電解液. b.光亮鍍鎳:在普通暗鎳鍍液中加入組合光亮劑就構(gòu)成了全光亮鍍液.光亮添加劑有兩類,第一類和第二類.第一類光亮劑(常稱為軟劑),一般用量為第二類用量的1.52倍,可使鍍層應(yīng)力降低,延展性提高,結(jié)晶細(xì)致且有一定的光亮,與第二類添加劑配合使用,可全光亮、整平性很好、脆性低的鍍層.第二類添加劑,可起到光亮、整平性好的鍍層,對(duì)雜質(zhì)敏感,應(yīng)力大過多,容易產(chǎn)生毛刺,針孔亮紋.所以工藝中,強(qiáng)調(diào)使用中注意二類添加劑配合恰當(dāng)性是很重要的.鎳封：在光亮

12、鍍鎳中加直徑在0.011um不溶性固體微粒，在適當(dāng)?shù)拇賱┳饔孟鹿腆w微粒與鎳離子共同沉積形成復(fù)合鍍層C高硫鎳：在普通鍍鎳液中加入含硫量為0.120.25%的添加劑的鍍液,一般作為中間層.雙層和多層半光鎳/全光鎳半光鎳/高硫鎳/全光鎳半光鎳/全光鎳/鎳封、再鍍鉻微孔鉻MC半光鎳/全光鎳/高應(yīng)力鎳、再鍍鉻微裂紋鉻MP雙層鎳和多層鎳中應(yīng)特加注意的問題就是各層之間的結(jié)合力的問題，影響它們鍍層間結(jié)合強(qiáng)度的因素是多方面的，主要有A、有機(jī)物吸附表面B、從這個(gè)槽提到另一個(gè)槽空間停留時(shí)間偏長(zhǎng)；C、鍍件產(chǎn)生雙性電極現(xiàn)象。 鍍鉻九九.鋅合金壓鑄件電鍍鋅合金壓鑄件電鍍1.鋅合金壓鑄的特點(diǎn)1、成本低廉、機(jī)械加工好、精度高

13、、尺寸公差小、有利結(jié)構(gòu)復(fù)雜工件的制造，生產(chǎn)效率高；2、壓鑄件表面有一層致密的表層,其厚度約0.050.1mm,表層下面是疏松多孔的結(jié)構(gòu).3、壓鑄件過程中由于冷卻溫度不均勻容易造成偏析現(xiàn)象,即在邊沿或局部地方產(chǎn)生富鋅或富鋁。4、壓鑄過程中的排氣、溫度、模具、注射速度等因素極易產(chǎn)生氣孔、針孔、微裂紋、冷隔條紋等缺陷。5、根據(jù)電鍍的經(jīng)驗(yàn),選用含鋁為4%的鋅合金,電鍍分格相對(duì)會(huì)高一些3#鋅,含銅量會(huì)較低,5#鋅含銅量稍高,應(yīng)該說(shuō)5#鋅比3#鋅電鍍合格率會(huì)高一些.2.鋅合金壓鑄件的常見品質(zhì)異常由于鋅合金壓鑄件的特點(diǎn)使其電鍍起來(lái)困難得多，良品率比一般銅鐵工件的電鍍小得多。鋅合金壓鑄件電鍍最多的品質(zhì)異常是起

14、泡現(xiàn)象，起泡有大有小，相對(duì)比較固定的部位如：把手的頭部的杯內(nèi)腔，或是大面的表面。鋅合金電鍍中特別要注意的是：加強(qiáng)前處理和預(yù)鍍。針孔、麻點(diǎn)、汽泡產(chǎn)生的原因分析1.陰極氫氣析出吸附在鍍件一面上產(chǎn)生針孔和毛刺2.鍍件表面本身的缺陷產(chǎn)生的針孔、毛刺（如氣孔、麻點(diǎn)、砂眼、點(diǎn)銹等）3.防針孔劑不足，或光亮偏多產(chǎn)生的針孔、毛刺4.鍍液中含金屬雜質(zhì)、有機(jī)雜質(zhì)超出允許的含量而造成針孔、毛刺5.鍍前不良處理不徹底造成起泡、針孔、毛刺。2.鋅合金電鍍中采取的措施鋅合金壓鑄件本身的缺陷經(jīng)過電鍍后表露出來(lái)的品質(zhì)異常如起泡、微裂紋、針孔等，在電鍍過程中是無(wú)法解決的。要提升鋅合金壓鑄件的電鍍良品率，改善品質(zhì)異常，則必須從設(shè)

15、計(jì)、模具制造壓鑄成型清光拋光電鍍等各部門通力配合，在這些部門中，電鍍是最后一道工序，起的作用是洗臉、化妝的作用。1.控制拋光量,不要將表面的致密層拋光,露出表面下的疏松結(jié)構(gòu).2.不能用強(qiáng)酸,強(qiáng)堿.3.鍍銅層要厚一些.4.保證鍍層無(wú)孔隙,因?yàn)殄兊碾娢惠^負(fù),與空氣接觸面大5.特別應(yīng)該指出的如果壓鑄工藝不合適,模具設(shè)計(jì)不合理,壓鑄件就會(huì)產(chǎn)生氣泡、氣孔、針孔、冷紋、疏松等不良,這些缺陷在電鍍是難以克服的.改善措施的方向1.建立一條樣品試度專線2.適當(dāng)調(diào)整目前鋅合金電鍍的鍍層結(jié)構(gòu)形式3.減少鍍層的孔隙率、針孔4.加強(qiáng)學(xué)習(xí)培訓(xùn)提高員工總體素質(zhì)5.加強(qiáng)傳,幫,帶,培養(yǎng)一班具有吃苦耐勞、進(jìn)取向上、善于學(xué)習(xí)、勇

16、于學(xué)習(xí)的人員，提高作業(yè)素質(zhì)和作業(yè)質(zhì)量。6.加強(qiáng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中各部門的有效的配合，管控好產(chǎn)品體質(zhì)結(jié)構(gòu)和表面質(zhì)量，為電鍍質(zhì)量創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)。十十.腐蝕腐蝕(鹽霧試驗(yàn)不合格鹽霧試驗(yàn)不合格)目前，公司產(chǎn)品很難闖的關(guān)就是腐蝕試驗(yàn)通不過，鍍層加厚還是過不了。1.腐蝕的類型化學(xué)腐蝕:無(wú)腐蝕電流發(fā)生,純屬化學(xué)作用.電化學(xué)腐蝕:在腐蝕進(jìn)行過程中腐蝕電流發(fā)生陽(yáng)極性鍍層/陰極性鍍層.按腐蝕的破壞形式來(lái)看，又可分為：A.均勻腐蝕B.斑點(diǎn)腐蝕C.膿脆腐蝕D.孔腐蝕E.晶間腐蝕F.穿透腐蝕陽(yáng)極性鍍層就是鍍層金屬的電極電位比基體金屬的電極電位更負(fù)的鍍層,這時(shí)如果產(chǎn)生首先是鍍層向模向平行腐蝕開來(lái),不浸入基體,進(jìn)而犧牲鍍層來(lái)保護(hù)

17、基體,是具有保護(hù)作用的鍍層,這種保護(hù)是電化學(xué)保護(hù).首先要有電位,電位關(guān)越大,保護(hù)性越強(qiáng).陰極性鍍層鍍層金屬的電極電位比基體金屬電極電位較正的鍍層,這類鍍層,這時(shí)如果產(chǎn)生腐蝕,基體變成陽(yáng)極,成氧化反應(yīng)即生銹腐蝕,是由基體向上腐蝕的,即是向外爛出來(lái),這是沒有電化學(xué)保護(hù)作用的,只有機(jī)械保護(hù),在這種情況下,除非鍍層致密性特別好,厚度足夠,無(wú)孔隙針孔下,才有較好的保護(hù)作用.從目前公司的鍍層結(jié)構(gòu)來(lái)看:A. Zn:-0.76/半光鎳Ni(-0.25)/全光Ni(0.25)/Cr(-0.74)B. Cu(0.337)/Ni(-0.25)/Cr(-0.74)改正方面:A.改變鍍層電位差B.分散腐蝕電流C.適當(dāng)加厚鍍層D.盡量減少鍍層孔隙或消除鍍層孔隙,使鍍層形成一層無(wú)孔的薄膜,但是這是一種理想狀態(tài),實(shí)際是不可能的.顯然:鋅合金鍍腐蝕關(guān)為什么難闖過是有根源的,銅合金電鍍腐蝕點(diǎn)為什么較容易闖過也是有根源的.十一十一.目前公司產(chǎn)品的鍍層結(jié)構(gòu)形式目前公司產(chǎn)品的鍍層結(jié)構(gòu)形式 1.工藝流程及鍍層要求 銅基體件: 一般流程: 鍍鎳(Ni)鍍鉻(Cr) 鍍鎳(Ni)拉絲PVD 鎳(Ni)鍍鉻