電鍍?cè)砑安涣嫉闹v解

1、電鍍?cè)砑安涣嫉闹v解電鍍基本原理電鍍是一種電化學(xué)過(guò)程，也是一種氧化還原過(guò)程.電鍍的基本過(guò)程是將零件浸在金屬鹽的溶液中作為陰極，金屬板作為陽(yáng)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(yáng)極為純鎳板，在陰陽(yáng)極分別發(fā)生如下反應(yīng)：陰極(鍍件)：Ni2+2eNi (主反應(yīng))2H+eH2 (副反應(yīng))陽(yáng)極(鎳板)：Ni -2eNi2+ (主反應(yīng))4OH-4e2H2O+O2+4e (副反應(yīng))不是所有的金屬離子都能從水溶液中沉積出來(lái)，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一定的規(guī)律，如

2、表1.1所示陽(yáng)極分為可溶性陽(yáng)極和不溶性陽(yáng)極，大多數(shù)陽(yáng)極為與鍍層相對(duì)應(yīng)的可溶性陽(yáng)極，如：鍍鋅為鋅陽(yáng)極，鍍銀為銀陽(yáng)極，鍍錫-鉛合金使用錫-鉛合金陽(yáng)極.但是少數(shù)電鍍由于陽(yáng)極溶解困難，使用不溶性陽(yáng)極，如酸性鍍金使用的是多為鉑或鈦陽(yáng)極.鍍液主鹽離子靠添加配制好的標(biāo)準(zhǔn)含金溶液來(lái)補(bǔ)充.鍍鉻陽(yáng)極使用純鉛，鉛-錫合金，鉛-銻合金等不溶性陽(yáng)極.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)水洗乾燥下掛檢驗(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(chēng)為前處理，其目的是修整工件表面，除掉工件表面的油脂，銹皮，氧化膜等，為

3、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(guān),結(jié)合力，據(jù)統(tǒng)計(jì)，60%的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.在電鍍技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)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，砂眼，氧化皮等各種宏觀(guān)缺陷，以提高零件的平

4、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(guān).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.2.2.2 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(chēng)為鉀鹽鍍鋅)，氨鹽鍍鋅，硫酸鹽鍍鋅等體系.每一體系都

5、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?xún)?yōu)于其它體系;電流效率高，沉積速度快;氫過(guò)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(lèi)鍍液不適應(yīng)需加輔助陽(yáng)極的深孔或管狀零件.2.2.2.2添加劑添加劑包括光澤劑,穩(wěn)定劑,柔軟劑,潤(rùn)濕劑，低區(qū)走位劑等.光澤劑又分為主光澤劑，載體光亮劑和輔助光澤劑等.對(duì)于同一主鹽體系，使用不同廠(chǎng)商制

6、作的添加劑，所得鍍層在質(zhì)量上有很大差別.總體而言歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)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(lèi)都遜色.主鹽與具體某一廠(chǎng)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.2.2.2.3 電鍍?cè)O(shè)備掛具：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?chē)釉O(shè)諸如鐵絲網(wǎng)之類(lèi)的分散電流裝置或縮短兩側(cè)陽(yáng)極板的長(zhǎng)度，使用如圖所示的橢圓形陽(yáng)極排布.攪拌裝置：促進(jìn)溶液流動(dòng)，使溶液狀態(tài)分布均勻，消除氣泡

7、在工件表面的停留.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(lèi)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-鈷，銅-錫等)合金電鍍 三元合金電鍍(常用的有銅-錫-鋅，鋅-鎳-鐵等)多元合金電鍍(基本處于研究階段)

8、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 Plating)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.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(yáng)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(常用的有熱浸鋅、錫、鋁、鉛)火焰噴涂氣噴涂爆炸噴涂熱噴涂 電弧噴涂電噴涂

9、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)電鍍由于工藝和技術(shù)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(wèn)題.電鍍不可避免帶來(lái)環(huán)境污染問(wèn)題，隨著其它污染小的新技術(shù)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(kāi)發(fā)污染小新工藝，同時(shí)開(kāi)發(fā)能獲取新功能鍍層的工藝，以拓展自身的生存空間.新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)段表面處理的工作內(nèi)容5

10、.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(guān)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(lèi)，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：除油活化(鹽酸)鍍銅鍍鎳預(yù)鍍銀鍍銀對(duì)鈦材：除油浸蝕(含氟化物的溶液)活化預(yù)鍍銀鍍銀5.2 尋找合適的供應(yīng)商(針對(duì)NWE現(xiàn)有狀況而言)基于NWE沒(méi)有自己的表面處理部門(mén)，尋找到合適供應(yīng)商對(duì)NWE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

11、核心.5.3 供應(yīng)商的管控和輔導(dǎo)(針對(duì)NWE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)技術(shù)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(chēng) 年總產(chǎn)值 硬件設(shè)施 加工產(chǎn)品來(lái)源 廠(chǎng)房及設(shè)備配置 使用工藝 人員構(gòu)成 管理規(guī)范宏升電鍍廠(chǎng)2千萬(wàn) 租用廠(chǎng)房，有專(zhuān)門(mén)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€(xiàn)和產(chǎn)品加工完成后輸送到下掛和檢驗(yàn)室為自動(dòng)線(xiàn) 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(mén)經(jīng)理主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)，對(duì)工藝和品質(zhì)管控參與不多未見(jiàn)到成文管理規(guī)范大陸中有氧化廠(chǎng) 租用廠(chǎng)房，無(wú)專(zhuān)門(mén)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)

12、的藥劑 有一來(lái)自航空工業(yè)的老專(zhuān)家負(fù)責(zé)技術(shù)指導(dǎo)，其余人員在技術(shù)方面皆不專(zhuān)業(yè) 無(wú)成文的管理規(guī)范大陸 恒基 3億 租用廠(chǎng)房，有專(zhuān)門(mén)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€(xiàn)和產(chǎn)品加工完成后輸送到下掛和檢驗(yàn)室為自動(dòng)線(xiàn) 大部分為香港產(chǎn)的藥劑 每個(gè)生產(chǎn)部門(mén)經(jīng)理皆為技術(shù)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6.2 常見(jiàn)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

13、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，射線(xiàn)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(hù)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

14、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)供應(yīng)商的尋找和管控的幾點(diǎn)建議供應(yīng)商引入競(jìng)爭(zhēng)，促使供應(yīng)商改良品質(zhì)，降低加工價(jià)格.尋找到合適供應(yīng)商對(duì)NWE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.購(gòu)進(jìn)常用儀器進(jìn)行品質(zhì)管控如膜厚測(cè)試儀.定期到廠(chǎng)家制程管控現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)察和了解廠(chǎng)家的制程，對(duì)不完善或不規(guī)范的地方提出建議，并同廠(chǎng)家一起商討改善對(duì)策.7. 鍍層缺陷的補(bǔ)救或重工不良現(xiàn)象 補(bǔ)救措施 備注臟浯 溶劑搽試，如酒精，丙酮等易揮發(fā)而不殘留的溶劑因臟浯而變質(zhì) 重工桔皮，發(fā)花，發(fā)霧，條紋，漏鍍，起泡，起皮，結(jié)合力不良等 重工較大面積的劃傷或搽傷

15、 返電或重工部分鍍種如鍍銅，鍍鉻理可打磨后返電補(bǔ)鍍，但是大部分鍍種需徹底重工，即先剝掉鍍層，然后再?gòu)牡谝坏拦ば蜷_(kāi)始進(jìn)行處理電鍍?cè)黼婂冎饕涣迹?.表面粗糙:指不平整,不光亮的表面,通常成粗白狀2.沾附異物:指端子表面附著之污物.3.密著性不良:指鍍層有剝落.起皮,起泡等現(xiàn)象.4.露銅:可清楚看見(jiàn)銅色或黃黑色于低電流處(凹槽處)5刮傷:指水平線(xiàn)條狀,一般在錫鉛鍍層比較容易發(fā)生.7壓傷：指不規(guī)則形狀之凹洞8白霧：指鍍層表面卡一層云霧狀，不光亮但平整9針孔：指成群、細(xì)小圓洞狀(似被鐘扎狀)10.錫鉛重熔：指鍍層表面有如山丘平原狀(似起泡，但密著性良好)，只有錫鉛鍍層會(huì)發(fā)生。11.端子熔融：指表面有受熱熔成凹洞狀，通常是在銅素材(鍍鎳前)或錫鉛電鍍時(shí)造