電鍍的定義和分類(lèi)

1-1．電鍍的定義隨著工業(yè)化生產(chǎn)的不斷細(xì)分，工藝材料的不斷涌現(xiàn)，在實(shí)際產(chǎn)品中得到應(yīng)用的設(shè)計(jì)效果也日月異，電鍍是我們?cè)谠O(shè)計(jì)中常常要涉及到的一種工藝，而電鍍效果是我們使用時(shí)間較長(zhǎng)，工藝也較為成熟的一種效果，對(duì)于這種工藝的應(yīng)用在我們的產(chǎn)品上已經(jīng)格外多，我們希設(shè)計(jì)上，也更合理的應(yīng)用在我們的設(shè)計(jì)上，可以為以后的工作帶來(lái)一些便利。通過(guò)這種工藝的處理我們通?？梢缘玫揭恍┙饘偕珴傻男Ч?，如高光，亞光等，搭配不同的效果構(gòu)成產(chǎn)品的效果的差異性，通過(guò)這樣的處理為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)增加一個(gè)亮點(diǎn)。1-1-1電鍍就是利用電解的方式使金屬或合金沉積在工件外表，以形成均勻、致密、結(jié)合力良好的金屬層的過(guò)程，就叫電鍍。簡(jiǎn)潔的理解，是物理和化學(xué)的變化或結(jié)合。電鍍工藝的應(yīng)用我們一般作以下幾個(gè)用途：a．防腐蝕c．抗磨損d．電性能：依據(jù)零件工作要求，供給導(dǎo)電或絕緣性能的鍍層e．工藝要求1-1-2．常見(jiàn)鍍膜方式的介紹藝過(guò)程，通過(guò)這樣的介紹給大家對(duì)這些工藝有一個(gè)感性的生疏?；瘜W(xué)鍍〔自催化鍍〕plating在經(jīng)活化處理的基體外表上，鍍液中金屬離子被催化復(fù)原形成金屬鍍層的過(guò)程。這是在我們的工藝過(guò)程中大多都要涉及到的一個(gè)工藝工程，通過(guò)這樣的過(guò)程才能進(jìn)展后期電鍍等處理，多作為塑件的前處理過(guò)程。電鍍electroplating利用電解在制件外表形成均勻、致密、結(jié)合良好的金屬或合金沉積層的過(guò)程，這種工藝過(guò)程比較煩雜，但是其具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如沉積的金屬類(lèi)型較多，可以得到的顏色多樣，相比類(lèi)同工藝較而言?xún)r(jià)格比較低廉。電鑄electroforming通過(guò)電解使金屬沉積在鑄模上制造或復(fù)制金屬制品〔能將鑄模和金屬沉積物分開(kāi)〕的過(guò)程。這種處理方式是我們?cè)谝笞罱K的制件有特別外表效果如清楚明顯的拋光與蝕紋分隔線或特別的銳角等狀況下使用，一般承受銅材質(zhì)作一個(gè)部件的外形后，通過(guò)電鍍的工藝手段將合金沉積在其外表上，通常沉積厚度到達(dá)幾十毫米，之后將形腔切開(kāi)，分別鑲拼到模具的形腔中，注射塑件，通過(guò)這樣處理的制件在棱角和幾個(gè)面的界限上會(huì)有特別的效果，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的都承受這樣的手段作設(shè)計(jì)。如以下圖所見(jiàn)的棱角清楚的按鍵板在制造上承受電鑄工藝的話，會(huì)到達(dá)良好的外觀效果。圖1-11真空鍍vacuumplating真空鍍主要包括真空蒸鍍、濺射鍍和離子鍍幾種類(lèi)型，它們都是承受在真空條件下，通過(guò)蒸外表鍍層，同時(shí)具有速度快附著力好的突出優(yōu)點(diǎn)，但是價(jià)格也較高，可以進(jìn)展操作的金屬類(lèi)型較少，一般用來(lái)作較高檔產(chǎn)品的功能性鍍層，例如作為內(nèi)部屏蔽層使用。1-2．電鍍的常見(jiàn)工藝過(guò)程1-2-1．電鍍工藝過(guò)程介紹就塑膠件而言，我們常見(jiàn)的塑膠包括熱塑性和熱固性的塑料均可以進(jìn)展電鍍，但需要作不同ABS材質(zhì)的塑件，有時(shí)也利用不同塑膠料對(duì)電鍍活化要求的不同先進(jìn)展雙色注塑，之后進(jìn)展電鍍處理，這樣由于一ABS材料電鍍的一般工藝過(guò)程對(duì)電鍍的流程作一些介紹通過(guò)這樣的過(guò)程后塑膠電鍍層一般主要由以下幾層構(gòu)成：如下圖，電鍍后常見(jiàn)的鍍層主要為銅、鎳、鉻三種金屬沉積層，在抱負(fù)條件下，各層常見(jiàn)的厚度如下圖，總體厚度為0.02mm左右，但在我們的實(shí)際生產(chǎn)中，由于基材的緣由和好的到達(dá)這樣的要求。1-2-2．電鍍層標(biāo)識(shí)方法在對(duì)鍍層的技術(shù)要求的標(biāo)識(shí)上可以參照下面的方法：1．金屬鍍層標(biāo)識(shí)時(shí)承受以下挨次表示：例如：PL/Ep·Cu10bNi15bCr0.310μm15μm0.3μm以上，下面表格是對(duì)上面標(biāo)識(shí)方法中一些效果的表達(dá)方式?；w材料FeCuAlZnMgPLCENM鍍覆方法符號(hào)EpApEtCt鍍覆層名稱(chēng)鍍覆層名稱(chēng)承受鍍層的化學(xué)元素符號(hào)表示。鍍覆層厚度鍍覆層厚度單位為μm，一般標(biāo)識(shí)鍍層厚度的下限，必要時(shí)，可以標(biāo)注鍍層厚度范圍。鍍覆層特征bsmstrcdi后處理符號(hào)PPhOClPt2-1．電鍍效果介紹2-1-1．高光電鍍高光電鍍的效果的實(shí)現(xiàn)通常要求模具外表良好拋光，注射出的塑件承受光鉻處理后得到的效果。2-1-2．亞光電鍍亞光電鍍的效果的實(shí)現(xiàn)通常要求模具外表良好拋光，注射出的塑件承受亞鉻處理后得到的效果。2-1-3果2-1-4處理后得到的效果。2-1-5效果，突出某些局部的特征。2-1-6特的設(shè)計(jì)風(fēng)格。2-1-7．彩色電鍍3-13-1-1．電鍍件設(shè)計(jì)的根本原理電鍍件在設(shè)計(jì)中有很多特別的設(shè)計(jì)要求可以提出，大致為以下幾點(diǎn)：基材最好承受ABS材料，ABS電鍍后覆膜的附著力較好，同時(shí)價(jià)格也比較低廉。塑件外表質(zhì)量肯定要格外好，電鍍無(wú)法掩蓋注射的一些缺陷，而且通常會(huì)使得這些缺陷更明顯。在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)有幾點(diǎn)也要關(guān)注外形要適合于電鍍處理：外表凸起最好掌握在0.1~0.15mm/cm，盡量沒(méi)有鋒利的邊緣。要承受適合的壁厚防止變形，最好在1.5mm以上4mm以下，假設(shè)需要作的很薄的話，要在相應(yīng)的位置作加強(qiáng)的構(gòu)造來(lái)保證電鍍的變形在可控的范圍內(nèi)。在設(shè)計(jì)中要考慮到電鍍工藝的需要，由于電鍍的工作條件一般在60度到70度的溫度范圍作關(guān)注，同時(shí)要有適宜的吊掛的位置，防止在吊掛時(shí)對(duì)有要求的外表帶來(lái)?yè)p害，如以下圖的設(shè)計(jì)，中間的方孔特地設(shè)計(jì)用來(lái)吊掛。另外最好不要在塑件中有金屬嵌件存在，由于兩者的膨脹系數(shù)不同，在溫度上升時(shí)，電鍍液體會(huì)滲到縫隙中，對(duì)塑件構(gòu)造造成肯定的影響。在塑件的加工時(shí)，要關(guān)注到幾個(gè)問(wèn)題，其一塑膠料在加工時(shí)要充分烘干，否則殘留的水分會(huì)模劑的使用會(huì)對(duì)電鍍膜的附著力產(chǎn)生影響3-2．電鍍件設(shè)計(jì)時(shí)的特別要求3-2-1．電鍍件鍍層厚度對(duì)協(xié)作尺寸的影響厚度依據(jù)抱負(fù)的條件會(huì)掌握在0.02mm左右，但是在實(shí)際的生產(chǎn)中，可能最多會(huì)有0.08mm的厚度，所以在有滑動(dòng)協(xié)作的位置上，單邊的間隙要掌握在0.3mm以上，才能到達(dá)滿(mǎn)足的效果，這是我們對(duì)電鍍件協(xié)作時(shí)需要作的關(guān)注。3-2-2．電鍍件變形的掌握由于電鍍流程中，幾道工序的工作溫度都在60℃～70℃，在這樣的工作條件下，吊掛的工件極構(gòu)造，電鍍的時(shí)候，一起進(jìn)展電鍍，電鍍后剪掉澆道得到最終的成品。3-2-3．局部電鍍要求的實(shí)現(xiàn)需求，我們通常承受以下三個(gè)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功用：1．假設(shè)可以分件，建議作成不同的部件，最終裝配成一個(gè)零件，在外形不簡(jiǎn)單并且組件有批量的條件下的狀況下，開(kāi)一套小的模具注射的費(fèi)用會(huì)形成比較明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，2．假設(shè)是在不影響外觀的局部要求不電鍍，通常可以承受加絕緣油墨后進(jìn)展電鍍的方法進(jìn)在這個(gè)時(shí)候就格外必要。在另外的狀況下也常用到，類(lèi)似于PDA這類(lèi)的輕松的制品，一般電路板這時(shí)多承受油墨的方式來(lái)進(jìn)展電鍍前對(duì)局部的處理。電鍍?cè)O(shè)計(jì)中需要局部噴涂絕緣油墨時(shí)，遇到如上圖的狀況下，要想得到如下圖的效果〔藍(lán)紫色表示電鍍的局部〕，實(shí)際是不行能實(shí)現(xiàn)的，由于電鍍時(shí)電鍍的局部要形成連通的回路才可以對(duì)各個(gè)局部形成良好的電鍍層，而如下圖，各個(gè)電鍍外表被分割成好多局部，無(wú)法實(shí)現(xiàn)均勻的電鍍效果。子良好的反響，才能實(shí)現(xiàn)良好的電鍍效果。3．另外一種方法就是承受類(lèi)似雙色注塑的工藝，一般假設(shè)有雙色注射機(jī)，可以將ABS和PC分不同的階段注射，制成塑件后進(jìn)展電鍍處理，在這樣的條件下，由于兩種塑料對(duì)電鍍液的不同附著力導(dǎo)致ABS的局部有電鍍的效果而PC的局部沒(méi)有電鍍的效果，到達(dá)要求，另外一種裝入另外一套模具中進(jìn)展二次注射得到最終的樣品。3-2-3我們?cè)谠O(shè)計(jì)中常常承受高光電鍍和蝕紋電鍍的效果共同作用在一個(gè)制品上得到特別的設(shè)計(jì)效果，化變色，影響設(shè)計(jì)的效果。3-2-4這里主要指假設(shè)作有顏色的電鍍效果時(shí)，要提交色差表，由于電鍍后的顏色無(wú)法做到均勻全都，不同的制件會(huì)有較大的差距，所以要供給可以承受的顏色差距值。4．電鍍工藝的本錢(qián)和根本檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)4-1．電鍍的本錢(qián)預(yù)估4-1-1．電鍍本錢(qián)的大致數(shù)據(jù)本主要是工藝流程帶來(lái)的本錢(qián)，下面就一些的工藝過(guò)程作一些說(shuō)明：以一個(gè)一般高光電鍍件作為標(biāo)準(zhǔn)；作亞光電鍍效果價(jià)格會(huì)貴30％左右；作簡(jiǎn)潔的外表局部絕緣效果價(jià)格會(huì)增加30%－50％；化學(xué)鍍是利用溶液中的氧化復(fù)原化學(xué)反響進(jìn)展金屬沉積的工藝，通常是指沒(méi)有外加電流作用下以復(fù)原劑將Ni-P合金非晶態(tài)鍍層，具有優(yōu)異的性能，可明顯的提高硬鍍、耐磨性和耐蝕性，可代替鍍硬鉻?；瘜W(xué)鍍的特點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)潔，無(wú)需電鍍電源，對(duì)于各種外形的工件可取得厚度均勻的鍍層，時(shí)效處理溫度低、變形小等。Ni-P合金的根本原理次亞磷酸根離子催化、氧化釋放出活性原子氫是沉積過(guò)程的第一步：H2PO2-+H2O→HPO32+H++2HxiNi2+和H2PO2-在機(jī)體外表上被吸附的氫原子復(fù)原而得到Ni-P合金沉積層：Ni2++2Hxi→Ni+2H+H2PO2-+Hxi→H2O+OH-+P同時(shí)吸附氫原子復(fù)合放出氫氣：2Hxi→H2↑由此導(dǎo)出的總反響式為：Ni2++H2PO2-+H2O→Ni+P+HPO32+H+H2↑Ni-P合金與電鍍不同之處在于：電鍍是利用電能將金屬陽(yáng)離子復(fù)原成金屬并沉積在陰極上，而化學(xué)鍍是在無(wú)直流電源條件下，用化學(xué)復(fù)原方法使鎳陽(yáng)離子復(fù)原成金屬鎳并沉積在催化金屬外表上。由于鐵、鎳等金屬及合金都具有催化作用，因此上述合金材料都可和沉積Ni-P合金，而且一旦開(kāi)頭后，由于鎳的自身催化作用，這種氧化復(fù)原反響就會(huì)在鍍件各處均勻的連續(xù)不斷的進(jìn)展下去，從而獲得肯定厚度的Ni-P合金鍍層。當(dāng)鍍層含磷較高，一般為8%~13.5%時(shí)，鍍層構(gòu)造為非晶態(tài)。這種構(gòu)造不Ni-P合金鍍層硬度較高，在沉積狀態(tài)下，鍍層硬度為500~600HV，400°C熱處理后為980~1100HV，所以它具有相當(dāng)于或優(yōu)于鍍硬鉻的耐磨性。Ni-P合金鍍層在工業(yè)中應(yīng)用廣泛，但在工程機(jī)械行業(yè)中應(yīng)用比較少，作者嘗試將化學(xué)鍍技術(shù)應(yīng)用于工程起重機(jī)的液壓缸活塞桿，以代替鍍硬鉻的耐磨性。工藝過(guò)程及試驗(yàn)方法化學(xué)鍍Ni-P工藝試件：35鋼板，厚度mm，20×40(mm)假設(shè)干?！疀_洗→活化→水沖洗→活化→化學(xué)鍍→熱水沖洗→皂化。工藝條件：NiSO47H2O 0.072~0.11mol/LNaH2PO2OH2O 0.28~0.33mol/L復(fù)合絡(luò)合劑 0.17~0.11mol/L緩沖劑 20~30g/L穩(wěn)定劑 適量添加劑 少許PH 6.5~8.0施鍍時(shí)鍍液溫度 90±5(°C)裝載量 1~2.5dm2/L(dm2為工件的外表積)沉積速度 18~30m/h測(cè)試方法鍍層厚度通過(guò)金相法和量具測(cè)定。鍍層成分利用TN-5502能譜儀對(duì)鍍層進(jìn)展能譜分析，以確定其主要成分及百分含量。鍍層硬度利用MICROMEF2μm，載荷100g(10-2N)30~50s。鍍層應(yīng)光滑、平坦、無(wú)油污。耐蝕性應(yīng)用快速硝酸法及孔隙率進(jìn)展測(cè)定。形貌及斷層以S-570掃描電鏡觀看測(cè)定。鍍層構(gòu)造分析D/NQ-Y13X射線衍射儀測(cè)定。摩擦磨損試驗(yàn)利用M-200型試驗(yàn)機(jī)測(cè)定。試驗(yàn)條件：20號(hào)機(jī)油，20滴/min50N，時(shí)間10min/次，對(duì)磨材料：GCr15φ47mm。結(jié)合力的檢驗(yàn)分為定性檢驗(yàn)和定量檢驗(yàn)，通常承受定性檢驗(yàn)。定性檢驗(yàn)為：試板經(jīng)化學(xué)鍍Ni-P合金后，分別承受劃痕法、彎曲法、銼刀銼及加熱300°C急冷法，然后用目視方法檢查鍍層。定量檢驗(yàn)承受剝離試驗(yàn)法：將T型試棒裝入有機(jī)玻璃套內(nèi)進(jìn)展化學(xué)鍍鎳〔1a〕，應(yīng)盡量鍍厚些，鍍后將試棒肩部削掉，留意保存鍍層。然后裝在專(zhuān)用夾具上，在拉力試驗(yàn)機(jī)上對(duì)鍍層做剝離試驗(yàn)〔如圖1b〕。依據(jù)被測(cè)鍍層與試棒的結(jié)合面積和剝離鍍層所需拉力計(jì)算鍍層結(jié)合力。p=F/S式中：P——鍍層結(jié)合強(qiáng)度(MPa)F——鍍層自機(jī)體剝離所需的力(N)S——鍍層與機(jī)體結(jié)合面積(mm2)試驗(yàn)結(jié)果(1)鍍層厚度通過(guò)金相法測(cè)定為0.036~0.054mm，為此施鍍1h30min，該結(jié)果與量具測(cè)定結(jié)果相全都。(2)鍍層成分經(jīng)能譜分析，其結(jié)果是：Ni85.15%，P13.83%SiFe。58.09HV585.3HV400°C1h，硬1072HV、1095.4HV、1095.4HV1087.6HV。耐蝕性按快速腐蝕硝酸法測(cè)試可達(dá)210s，孔隙率為0.02個(gè)孔/cm2，符合技術(shù)要求。形貌及斷層測(cè)試結(jié)果說(shuō)明，鍍層由微小顆粒促成，鍍層致密、均勻，無(wú)明顯孔隙，鍍層與機(jī)體治安結(jié)合良好。鍍層的組織構(gòu)造鍍層的X特征，可以確定該鍍層為非晶態(tài)構(gòu)造。表1 摩擦、磨損試驗(yàn)結(jié)果試件狀態(tài)載荷(N)時(shí)間(min)摩擦力矩(N·cm)摩痕(mm)摩擦系數(shù)鍍硬鉻50103.80.70.032Ni-P鍍態(tài)50104.51.10.038Ni-P熱處理50103.50.40.028結(jié)合力化學(xué)鍍Ni-P4種方法檢測(cè)，結(jié)果良好，未覺(jué)察有削落、起62kNφ20mm，經(jīng)計(jì)算鍍層197MPa，結(jié)合力優(yōu)于鍍硬鉻。Ni-P合金鍍層與鍍硬鉻相比具有硬度高、鍍層均勻、孔隙率低、結(jié)合力好、耐磨抗蝕力量好、污染輕、廢水易處理和本錢(qián)低等優(yōu)點(diǎn)，可以替代鍍硬鉻。應(yīng)用QY12H42根鍍硬鉻，