電鍍基礎(chǔ)知識(shí)

1、電鍍基本知識(shí)介紹1. 電鍍基本原理電鍍是一種電化學(xué)過程，也是一種氧化還原過程。電鍍的基本過程是將零件浸在金屬鹽的溶液中作為陰極，金屬板作為陽極，接直流電源后，在零件上沉積出所需的鍍 層。例如：鍍鎳時(shí)，陰極為待鍍零件，陽極為純鎳板，在陰陽極分別發(fā)生如下反應(yīng)：陰極（鍍件）：Ni2+2e Ni （主反應(yīng)）2H+e Hd （副反應(yīng)）陽極（鎳板）：Ni - 2e Ni2+ （主反應(yīng)）40H- - 4e 2HO+O4e （副反應(yīng)）不是所有的金屬離子都能從水溶液中沉積出來，如果陰極上氫離子還原為氫的副反應(yīng)占主要地位，則金屬離子難以在陰極上析出。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，金屬離子自水溶液中電沉積的可能性，可從元素周期表中得到

2、一定的規(guī)律，如表1.1所示陽極分為可溶性陽極和不溶性陽極，大多數(shù)陽極為與鍍層相對(duì)應(yīng)的可溶性陽極， 如：鍍鋅為鋅陽極，鍍銀為銀陽極，鍍錫-鉛合金使用錫-鉛合金陽極。但是少數(shù)電鍍由 于陽極溶解困難，使用不溶性陽極，如酸性鍍金使用的是多為鉑或鈦陽極。鍍液主鹽離子靠添加配制好的標(biāo)準(zhǔn)含金溶液來補(bǔ)充。 鍍鉻陽極使用純鉛，鉛-錫合金，鉛-銻合金等 不溶性陽極。2. 電鍍基本工藝及各工序的作用2. 1基本工序（磨光拋光）上掛脫脂除油水洗（電解拋光或化學(xué)拋光）酸洗活化（預(yù)鍍） 電鍍水洗（后處理）水洗干燥下掛檢驗(yàn)包裝2. 2各工序的作用2.2.1前處理：施鍍前的所有工序稱為前處理，其目的是修整工件表面，除掉工件表

3、 面的油脂，銹皮，氧化膜等，為后續(xù)鍍層的沉積提供所需的電鍍表面。前處理主要影響到外觀，結(jié)合力，據(jù)統(tǒng)計(jì)，60%勺電鍍不良品是由前處 理不良造成，所以前處理在電鍍工藝中占有相當(dāng)重要的地位。在電鍍技朮發(fā)達(dá)的國家，非常重視前處理工序，前處理工序占整個(gè)電鍍工藝的 一半或以上，因而能得到表面狀況很好的鍍層和極大地降低不良率。噴砂： 除去零件表面的銹蝕，焊渣，積碳，舊油漆層，和其它干燥的油污； 除去鑄件，鍛件或熱處理后零件表面的型砂和氧化皮；除去零件表面 的毛刺和和方向性磨痕；降低零件表明的粗糙度，以提高油漆和其它 涂層的附著力；使零件呈漫反射的消光狀態(tài)磨光： 除掉零件表明的毛刺，銹蝕，劃痕，焊縫，焊瘤，砂

4、眼，氧化皮等各 種宏觀缺陷，以提高零件的平整度和電鍍質(zhì)量。拋光： 拋光的目的是進(jìn)一步降低零件表面的粗糙度，獲得光亮的外觀。有機(jī)械拋光，化學(xué)拋光，電化學(xué)拋光等方式。脫脂除油：除掉工件表面油脂。有有機(jī)溶劑除油，化學(xué)除油，電化學(xué)除油，擦拭除油，滾筒除油等手段。酸洗：除掉工件表面銹和氧化膜。有化學(xué)酸洗和電化學(xué)酸洗。222電鍍?cè)诠ぜ砻娴玫剿桢儗樱请婂兗庸さ暮诵墓ば?，此工序工藝的?yōu)劣直接影響 到鍍層的各種性能。此工序中對(duì)鍍層有重要影響的因素主要有以下幾個(gè)方面：2.2.2.1 主鹽體系每一鍍種都會(huì)發(fā)展出多種主鹽體系及與之相配套的添加劑體系。如鍍鋅有氰化鍍鋅，鋅酸鹽鍍鋅，氯化物鍍鋅(或稱為鉀鹽鍍鋅)，氨

5、鹽鍍鋅，硫酸鹽鍍鋅等體系。每一體系都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，如氰化鍍鋅液分散能力和深度能力好，鍍層結(jié)晶 細(xì)致，與基體結(jié)合力好，耐蝕性好，工藝范圍寬，鍍液穩(wěn)定易操作對(duì)雜質(zhì)不太敏感等 優(yōu)點(diǎn)。但是劇毒，嚴(yán)重污染環(huán)境。氯化物鍍鋅液是不含絡(luò)合劑的單鹽鍍液，廢水極易處 理；鍍層的光亮性和整平性優(yōu)于其它體系；電流效率高，沉積速度快；氫過電位低的 鋼材如高碳鋼，鑄件，鍛件等容易施鍍。 但是由于氯離子的弱酸性對(duì)設(shè)備有一定的腐蝕 性，一方面會(huì)對(duì)設(shè)備造成一定的腐蝕，另一方面此類鍍液不適應(yīng)需加輔助陽極的深孔 或管狀零件。2.222添加劑添加劑包括光澤劑，穩(wěn)定劑，柔軟劑，潤濕劑，低區(qū)走位劑等。光澤劑又分為主 光澤劑，載體光亮劑

6、和輔助光澤劑等。 對(duì)于同一主鹽體系，使用不同廠商制作的添加劑 ，所得鍍層在質(zhì)量上有很大差別?？傮w而言歐美和日本等發(fā)達(dá)國家的添加劑最好，臺(tái)灣 次之，大陸產(chǎn)的相對(duì)而言比前兩類都遜色。主鹽與具體某一廠商的添加劑的聯(lián)合決定了使用的鍍液的整體性能。優(yōu)秀的添加 劑能彌補(bǔ)主鹽某些性能的不足。如優(yōu)秀的氯化物鍍鋅添加劑與氯化物主鹽配合得到的鍍 液深鍍能力比許多氰化鍍鋅鍍液的深度能力好。2.223 電鍍?cè)O(shè)備(1) 掛具：方形掛具與方形鍍槽配合使用，圓形掛具與圓形鍍槽配合使用。圓形鍍槽和掛具更有利于保證電流分布均勻，方形掛具則需在掛具周圍加 設(shè)諸如鐵絲網(wǎng)之類的分散電流裝置或縮短兩側(cè)陽極板的長度，使用如圖(2) 攪拌

7、裝置：促進(jìn)溶液流動(dòng)，使溶液狀態(tài)分布均勻，消除氣泡在工件表面的 停留。(3)電源:直流，穩(wěn)定性好，波紋系數(shù)小。2.2.3后處理電鍍后對(duì)鍍層進(jìn)行各種處理以增強(qiáng)鍍層的各種性能，如耐蝕性，抗變色能力，可焊性等。 脫水處理：水中添加脫水劑，如鍍亮鎳后處理鈍化處理：提高鍍層耐蝕性，如鍍鋅防變色處理：水中添加防變色藥劑，如鍍銀，鍍錫，鍍仿金等 提高可焊性處理：如鍍錫因此后處理工藝的優(yōu)劣直接影響到鍍層這些功能的好壞。3. 電鍍的分類 3.1按鍍層組成分單金屬電鍍（應(yīng)用較廣的鍍層有鋅、鎘、銅、鉻、錫、鎳、金、銀等 ）二元合金電鍍（常用的有錫-鉛合金，鋅-鎳，鋅-鉆，銅-錫 等）合金電鍍?nèi)辖痣婂儯ǔＳ玫挠秀~-

8、錫-鋅，鋅-鎳-鐵等）多元合金電鍍（基本處于研究階段）復(fù)合電沉積（電鍍層中嵌入固體顆粒形成復(fù)合鍍層）3.2按獲取鍍層方式分掛鍍（Rack Plati ng） 常規(guī)電鍍滾鍍（Barrel Plating）電刷鍍脈沖電鍍電鑄 裝飾性電鍍，如鍍金，鍍銀，銅/鎳/裝飾鉻電鍍 防護(hù)性電鍍，如鍍鋅 耐磨性電鍍，如鍍硬鉻 功能性電鍍 提高可焊性電鍍，如鍍錫增強(qiáng)導(dǎo)電性，如鍍銀，鍍金4. 電鍍?cè)诒砻嫣幚砑夹g(shù)領(lǐng)域的地位4.1表面處理的方式和手段電鍍（電沉積）陽極氧化（鋁、鎂、鈦及它們的合金） 化學(xué)氧化（鋁及其合金，鋼鐵） 電化學(xué)及化學(xué)轉(zhuǎn)化鉻酸鹽處理（鋼鐵上的鋅、鉻鍍層，鋁，鎂, 銅）磷酸鹽處理（磷化）-熱浸鍍（常

9、用的有熱浸鋅、錫、鋁、鉛）一火焰噴涂氣噴涂爆炸噴涂熱噴涂|電弧噴涂電噴涂一等離子噴涂 高頻感應(yīng)噴涂橡膠涂層-非金屬涂覆塑料涂層油漆涂層滲鍍化學(xué)氣象沉積擴(kuò)散涂鍍 真空鍍膜包鍍達(dá)克羅（Dacromet ,浸入鋅鋁，鋅鉻漿液中，形成涂層，然后烘烤干燥 ）4.2電鍍的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)電鍍由于工藝和技朮成熟，在金屬精飾中按噸位計(jì)占加工的首位。電鍍的發(fā)展分三個(gè)時(shí)期，第一時(shí)期為改善光澤或耐蝕性，第二時(shí)期為因勞力不足而邁向勝利化、自動(dòng) 化，第三時(shí)期為減輕公害問題。電鍍不可避免帶來環(huán)境污染問題，隨著其它污染小的新 技朮的發(fā)展，電鍍使用范圍正面臨著逐漸被壓縮的威協(xié)。另一方面，電鍍本身也正在大力開發(fā)污染小新工藝，同時(shí)

10、開發(fā)能獲取新功能鍍層的工藝，以拓展自身的生存空間。5. 新產(chǎn)品開發(fā)段表面處理的工作內(nèi)容5.1根據(jù)產(chǎn)品的用途和功能確定合適的表面處理方式進(jìn)行表面處理前需弄清使用材料，材料金屬學(xué)狀態(tài)，材料的表面狀態(tài)，鍍層厚度，耐蝕性要求，外觀要求，每個(gè)電鍍面的等級(jí)，鍍層檢驗(yàn)規(guī)范等。以上內(nèi)容確定后才能確定合適表面處理方式和具體工藝。同為一種電鍍，由于材料的種類，表面狀態(tài)，金屬學(xué) 狀態(tài)不同，所采取的工藝會(huì)有很大的不同，如鈦材上鍍銀與普通鋼材鍍銀工藝上的區(qū) 別 對(duì)鋼材：除油一活化（鹽酸）-鍍銅一鍍鎳一預(yù)鍍銀一鍍銀 對(duì)鈦材：除油一浸蝕（含氟化物的溶液）-活化一預(yù)鍍銀一鍍銀 5.2尋找合適的供貨商（針對(duì)NW現(xiàn)有狀況而言）基

11、于NW沒有自己的表面處理部門，尋找到合適供貨商對(duì)NW產(chǎn)品的表面處理至關(guān)重要，是現(xiàn)階段所有表面處理工作重心和核心。5.3供貨商的管控和輔導(dǎo)（針對(duì)NW現(xiàn)有狀況而言）由委外加工單位組織，產(chǎn)工和品保派相關(guān)技朮工程師參與。6. 表面處理外協(xié)商的尋找和管控6. 1部分表面處理外協(xié)商介紹公司名稱年總產(chǎn)值硬件設(shè)施加工產(chǎn)品來源廠房及設(shè)備配置使用工人員構(gòu)成管理規(guī)范宏升電鍍廠2千萬租用廠房，有專門 的工藝管控室和品 質(zhì)管控室，電鍍加 工為手工進(jìn)行，上 掛后運(yùn)輸?shù)郊庸ぞ€ 和產(chǎn)品加工完成后 輸送到下掛和檢驗(yàn) 室為自動(dòng)線日本和 香港產(chǎn) 的藥劑總經(jīng)理有豐富的表 面處理經(jīng)驗(yàn)，各部 門經(jīng)理主要負(fù)責(zé)業(yè) 務(wù)，對(duì)工藝和品質(zhì) 管控參與

12、不多未見到成文管 理規(guī)范大陸中有氧化廠租用廠房，無專門 的工藝管控室和品 質(zhì)管控室，所有工 序皆為手工進(jìn)行大陸產(chǎn) 的藥劑有一來自航空工業(yè) 的老專家負(fù)責(zé)技朮 指導(dǎo)，其余人員在 技朮方面皆不專業(yè)無成文的管理 規(guī)范大陸恒基3億租用廠房，有專門 的工藝管控室和品 質(zhì)管控室，電鍍加 工為手工進(jìn)行，上 掛后運(yùn)輸?shù)郊庸ぞ€ 和產(chǎn)品加工完成后大部分 為香港 產(chǎn)的藥 劑每個(gè)生產(chǎn)部門經(jīng)理 皆為技朮工程師， 工藝管控也由有經(jīng) 驗(yàn)的工程師主導(dǎo)工 作有成文的管理規(guī)范香港和東南 亞輸送到下掛和檢驗(yàn)室為自動(dòng)線6. 2常見工藝和品質(zhì)管控手段管控手段管控內(nèi)容常用儀器工藝管控*化學(xué)分析鍍液主鹽濃度，酸堿度滴定管，滴定架，標(biāo)準(zhǔn)液，指

13、示劑*安時(shí)計(jì)，荷氏 槽添加劑安時(shí)計(jì)，荷氏槽電導(dǎo)率測(cè)試雜質(zhì)濃度電導(dǎo)率測(cè)試儀*pH值測(cè)試酸堿度pH值測(cè)試儀，pH試紙波美度測(cè)試鍍金，鍍鉻，酸性鍍銅主 鹽濃度波美度測(cè)試*溫度測(cè)試鍍液溫度溫度計(jì)品質(zhì)管控*厚度測(cè)試鍍層厚度X-RAY厚度測(cè)試儀，電解式測(cè)厚儀， 金相顯微鏡，渦流測(cè)厚儀，磁性測(cè)厚 儀，計(jì)時(shí)液流測(cè)厚儀，B射線反向散 射測(cè)厚儀耐蝕性測(cè)試鍍層耐蝕性鹽霧試驗(yàn)箱(中性鹽霧試驗(yàn)，醋酸鹽 霧試驗(yàn)，銅加速鹽霧試驗(yàn)等)，潮濕 試驗(yàn)箱，戶外暴曬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，電解腐蝕 試驗(yàn)儀，二氧化硫腐蝕實(shí)驗(yàn)箱，硫化 氫腐蝕試驗(yàn)箱，腐蝕膏。*結(jié)合力檢驗(yàn)鍍層與基體、鍍層與鍍層 之間的集合力刃口為30度銳角的硬質(zhì)劃刀，粗齒扁 銼，高溫烘箱。可焊性檢驗(yàn)鍍層可焊性松香異丙醇，焊料顯微硬度檢驗(yàn)鍍層硬度顯微硬度計(jì)脆性測(cè)試鍍層柔韌性杯突試驗(yàn)機(jī)，靜壓彎曲試驗(yàn)機(jī)，心軸氫脆性測(cè)試鍍層氫脆性持久強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)，蠕變?cè)囼?yàn)機(jī)，緩慢 彎曲試驗(yàn)機(jī)，應(yīng)力環(huán)6. 3對(duì)供貨商的尋找和管控的幾點(diǎn)建議(1) 供貨商引入競(jìng)爭，促使供貨商改良品質(zhì)，降低加工價(jià)格。尋找到合適供貨商對(duì)NW產(chǎn)品的表面處理至關(guān)重要，是現(xiàn)階段所有表面處理工作 重心和核心。(2) 購進(jìn)常用儀器進(jìn)行品質(zhì)管控如膜厚測(cè)試儀