電鍍基本原理

電鍍部教育訓(xùn)練之

電鍍基本原理

目的:

通過對(duì)電鍍原理以及相關(guān)知識(shí)的介紹,使從事生產(chǎn)的操作員對(duì)電鍍有一定的了解.

教學(xué)大綱

電鍍原理

脫脂工序

酸洗工序

鍍鎳工序

鍍錫工序

鍍銅及銅合金工序

鍍金、銀工序

帶料電鍍工序

后處理

鍍層測試

1.電解池

浸在電解質(zhì)溶液中的兩個(gè)電極,與外加直流電源接通

后,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),

這種裝置就叫做電解池.

電解液

陰極

陽極

陽極:

金屬原子失去電子,進(jìn)

行氧化反應(yīng);

陰極:

金屬陽離子得到電子,

進(jìn)行還原反應(yīng);

1、1：電鍍的含義電鍍：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。

比如，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。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子，補(bǔ)充到鍍液中。2.電鍍鍍層的基本要求

與基體金屬結(jié)合牢固,附著力好;

鍍層完整,結(jié)晶細(xì)致緊密,孔隙率小;

具有良好的物理,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,且分布均勻.

2.1、電鍍層的物理性分類

按鍍層的作用分，可分為①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。②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；鐵件鍍銅、鎳、鉻。

③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。④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、防反光的黑鎳、鉻等等。2.2鍍層的化學(xué)性分類

如果按鍍層金屬的電極電位與基體金屬的電極電位來分，可分為二種：陽極鍍層陰極鍍層

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（物理保護(hù)），當(dāng)鍍層受到損壞時(shí)又能起電化學(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，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，使鍍層的孔隙率盡量減少時(shí)才能有較好的防護(hù)作用。3.電鍍的結(jié)晶過程

液相傳質(zhì)步驟:沉積金屬離子自溶液本體運(yùn)動(dòng)到

電極表面附近;

前置轉(zhuǎn)化步驟:還原反應(yīng)前,沉積金屬離子在陰

極表面附近或表面上發(fā)生轉(zhuǎn)化;

電荷傳遞:在電極和離子之間進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)移;

表面擴(kuò)散或形核: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,或與其它粒

子相遇形成晶核;

形成結(jié)晶:金屬原子最后到達(dá)點(diǎn)陣中的固定位置,

晶體逐漸長大.MNM2+N2+M2+M2+M2+沉積過程示意圖

4.電鍍?nèi)芤褐兄饕煞值淖饔?/p>

主鹽:

提供在陰極沉積出所要求的鍍層金屬的鹽.

導(dǎo)電鹽:

提高溶液的電導(dǎo)率.

緩沖劑:

當(dāng)溶液遇到酸或堿時(shí),可以使PH值變化幅度縮小.

陽極去極化劑:

在電解時(shí),能使陽極電位變負(fù),促進(jìn)陽極活化.

絡(luò)合劑:

增大陰極極化,促進(jìn)陽極溶解.

添加劑:

改善溶液性能和鍍層質(zhì)量.

脫脂的作用

進(jìn)入機(jī)臺(tái)的料帶上會(huì)粘附一層油

污,主要為礦物油,動(dòng)物油和植物油.

而油污的存在會(huì)嚴(yán)重影響鍍層與基體

的結(jié)合力.

利用脫脂的方法可以有效地除去料

帶上粘附的油污,保證結(jié)合力.除油方法

有機(jī)溶劑除油

超音波除油

化學(xué)除油

電解除油

1.化學(xué)脫脂

利用熱堿溶液對(duì)油脂的皂化和乳化作用,以除去皂

化性油脂;利用表面活性劑的乳化作用,以除去非皂化性油脂.

主要成分:NaOH

堿液除油特點(diǎn):

除油液無毒

價(jià)格便宜

除油效果好

設(shè)備簡單

容易管理

皂化:

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.

乳化:

使料帶表面的油膜破裂,生成小油珠,分散在堿

液中,形成混合的乳濁液.

親水基

親油基

油滴2.電解脫脂

利用電解時(shí)電極的極化作用降低油--液界面的表面張力,同時(shí)產(chǎn)生的大量氣體將對(duì)油膜具有強(qiáng)烈的撕裂

作用,并對(duì)溶液產(chǎn)生攪拌作用,從而使油膜脫離料帶,轉(zhuǎn)

化為細(xì)小的油珠.

同時(shí),溶液自身的皂化,濕潤,滲透,分散等作用得

以進(jìn)一步發(fā)揮.

電解脫脂是脫脂的最終工序.

脫脂方式

酸洗活化

主要成分:硫酸

主要作用:除去料帶表面的氧化層;

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),必須更換.1.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

化學(xué)溶解作用,以達(dá)到除去料帶表面氧化皮,銹蝕物,

鈍態(tài)薄膜等目的.

酸溶液成分:硫酸

2.電化學(xué)浸蝕

對(duì)酸溶液加以電流進(jìn)行浸蝕.采用電化學(xué)浸蝕,速度快,溶液消耗小,使用壽命長.

現(xiàn)采用方法:陰極浸蝕.

陰極浸蝕優(yōu)點(diǎn):

基體幾乎不受腐蝕.不會(huì)改變基體的尺寸.

為什么要鍍鎳？

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PH值的作用。常見問題處理

為什么要鍍錫？

鍍錫層的可焊性好！

鍍錫，主要用靜簧、焊片的可焊性涂覆。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：①增加溶液的導(dǎo)電性。②降低亞錫離子的有效濃度，提高它的陰極極化作用，促使形成較細(xì)的鍍層。③防止錫的水解。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，故足夠量的硫酸可防止錫的水解。常見問題

為什么要鍍銅？

良好的導(dǎo)電性

可以改變磁路性能

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間稱為中間鍍層，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)品主要的鍍銅是用在汽車?yán)^電器的銜鐵和軛鐵上，如16F左右軛鐵、8566的銜鐵和鐵芯以及118F的鐵芯和銜鐵等。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。其中氰化亞銅為主鹽，但必須與1.2倍以上的氰化物發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，生成銅氰化鈉Na2[Cu（CN）3]也叫氰化銅鈉的絡(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生成氰化銅鈉。KOH則可以加速鍍層的沉積速度鍍金鍍銀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，適量的氰化物作為絡(luò)合劑的鍍液，其原理與鍍銅相似常見問題處理

鍍層測厚儀介紹一、鍍層厚度檢測方法的分類（分成兩大類）1、破壞性檢測法2、非破壞性檢測法破壞性檢測法中最典型、最常用、最權(quán)威的方法是“金相顯微法”，除此之外還包括點(diǎn)滴法、液流法、溶解法、電量法。金相顯微法的定義：是