金屬表面處理技術(shù)論文

1、電鍍基礎及其前景班級：機制二班摘要：電鍍是利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其它金屬或合金的過程，是 利用電解作用使金屬或其它材料制件的表面附著一層金屬膜的工藝從而起到防止腐蝕，提 高耐磨性、導電性、反光性及增進美觀等作用。用簡單的一點話理解就是電鍍是表面處理 的一種。表面處理，顧名思義就是在產(chǎn)品的表面進行的處理。正文：當今世界，科技發(fā)展迅速，世界制造業(yè)與加工業(yè)蓬勃發(fā)展，電鍍技術(shù)不僅僅在 傳統(tǒng)工業(yè)中扮演重要角色；在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，如現(xiàn)代電子技術(shù)，微電子技術(shù)，通訊技術(shù)及 產(chǎn)品制造上發(fā)揮愈來愈大的作用。下面我將簡述電鍍的相關基礎知識及其前景。一、電鍍基礎知識簡述電鍍是一種表面加工工藝，它是利用電

2、化學的方法將金屬離子還原為金屬，并沉積在金 屬或非金屬制品的表面上,形成符合要求的平滑致密的金屬覆蓋層。其實質(zhì)是給各種制品穿 上一層金屬“外衣”，這層外衣就叫做電鍍層。從而起到防止腐蝕，提高耐磨性、導電性、 反光性及增進美觀等作用（摘自課本原文定義）。1、電鍍的電極電鍍時，鍍層金屬或其他不溶性材料做陽極，待鍍的金屬制品做陰極，鍍層金屬的 陽離子在金屬表面被還原形成鍍層。為排除其它陽離子的干擾，且使鍍層均勻、牢固， 需用含鍍層金屬陽離子的溶液做電鍍液，以保持鍍層金屬陽離子的濃度不變。電鍍的 目的是在基材上鍍上金屬鍍層，改變基材表面性質(zhì)或尺寸.電鍍能增強金屬的抗腐蝕性 （鍍層金屬多采用耐腐蝕的金屬

3、）、增加硬度、防止磨耗、提高導電性、潤滑性、耐熱性、 和表面美觀。2、電鍍的預處理金屬制品鍍前預處理工藝常用的分為以下幾類：（1）機械處理主要對于粗糙表面進行機械整平，清除表面一些明顯的缺陷。包 括磨光、機械拋光、滾光、噴砂等。（2）化學處理 包括除油與侵蝕，在適當?shù)娜芤褐?，利用零件表面與零件接觸時 所發(fā)上的各種化學反應，除去零件表面的油污、繡及氧化皮。電化學處理 采用通電的方法強化化學除油和浸蝕的過程，處理速度快，效 果好。超聲波處理，在超聲波場處理下進行的除油或清洗過程。主要用于形狀復雜 或?qū)Ρ砻嫣幚硪髽O高的零件。3、電鍍?nèi)芤弘婂內(nèi)芤旱慕M成對電鍍層的結(jié)構(gòu)有著很重要的影響。不同的鍍層金屬所

4、使用的電 鍍?nèi)芤旱慕M成可以是各種各樣的.但是都必須含有主鹽。根據(jù)主鹽性質(zhì)的不同，可將 電鍍?nèi)芤悍譃楹唵嘻}電鍍?nèi)芤汉徒j合物電鍍?nèi)芤簝纱箢?。除主鹽和絡合劑外，電鍍?nèi)?液中經(jīng)常還加有導電鹽、緩沖劑、陽極去極化劑以及添加劑等，它們各有不同的作用。主鹽能夠在陰極上沉積出所要求的鍍層金屬的鹽。主鹽濃度高，溶液的導電性和電流效率一股都較高，可使用較大的電流密度，加快了 沉積速度。在光亮電鍍時，鍍層的光亮度和整平性也較好。但是，主鹽濃度升高會使 陰極極化下降，出現(xiàn)鍍層結(jié)品較粗，鍍液的分散能力下降，而且鍍液的帶出損失較大， 成本較高，同時還增加了廢水處理的負擔。則采用的陰極電流密度較低.沉積速度較 慢，但其分散

5、能力和覆蓋能力均較濃溶液好。導電鹽能提高溶液的電導率，而對放電金屬離子不起絡合作用的物質(zhì)。這類物質(zhì)包括酸、堿 和鹽，由于它們的主要作用是用來提高溶液的導電性，習慣上通稱為導電鹽。如酸性 鍍銅溶液中的H2SO4，氯化物鍍鋅溶液中的KCL、NaCl及氤化物鍍銅溶液中的NaOH和 NaCO3 等。導電鹽的含量升高，槽電壓下降，鍍液的深鍍能力得到改善，在多數(shù)情況下，鍍液的 分散能力也有所提高。導電鹽的含量受到溶解度的限制.而且大量導電鹽的存在還會降低其他鹽類的溶解度。 對于含有較多表面活性劑的溶液，過多的導電鹽會降低它們的溶解度，使溶液在較低 的溫度下發(fā)生乳濁現(xiàn)象.嚴重的會影響鍍液的性能。所以導電鹽的

6、含量也應適當。絡合劑在溶液中能與余屬離子生成絡合離子的物質(zhì)稱為絡合劑。在絡合物鍍液中，最具重要意義的，并不是絡合劑的絕對含量，而是絡合劑與主鹽的 相對含量，通常用絡合劑的游離量來表示，即除絡合金屬離子以外多余的絡合劑。（4）緩沖劑用來穩(wěn)定溶液的PH值，特別是陰極表面附近的PH值。緩沖劑一般是用弱酸或弱酸的 酸式鹽，如鍍竦溶液中的比H3BO3，和焦磷酸鹽鍍液中的Na2HPO4等。（5）穩(wěn)定劑用來防止鍍液中主鹽水解或金屬離子的氧化，保持溶液的清澈穩(wěn)定。如酸性鍍錫和鍍 銅溶液中的硫酸，酸性鍍錫溶液中的抗氧化劑等。（6）陽極活化劑在電鍍過程中能夠消除或降低陽極極化的物質(zhì)，它可以促進陽極正常溶解，提高陽

7、極 電流密度。如鍍銀溶液中的氯化物，氤化鍍銅溶液中的酒石酸鹽等。（7）添加劑是指那些在鍍液中含量很低，但對鏈液和鍍層性能卻有著顯著影響的物質(zhì)。近年來添 加劑的發(fā)展速度很快.在電鍍生產(chǎn)中占的地位越來越重要，種類越來越多，而且越來 越多地使用復合添加劑來代替單一添加劑。二、電鍍的前景未來我國電鍍工業(yè)的發(fā)展趨勢基本可歸納為以下四點：1、飾性和高抗蝕性工藝技術(shù)將不斷發(fā)展.我國隨著汽車、電子、家用電器、航空、 航天工業(yè)、建筑工業(yè)及相應的裝飾工業(yè)的發(fā)展和人們對美化生活需求的提高，對電鍍 產(chǎn)品的裝飾性和抗蝕性的需求將有明顯的增加。2、某些傳統(tǒng)裝飾性電鍍可能被噴涂、物理氣相沉積等取代，功能性電鍍產(chǎn)品需求 則有

8、上升的趨勢。3、某些污染嚴重的電鍍工藝，可能被清潔的電鍍工業(yè)所取代。4、某些性能好、無污染的表面工程的高新技術(shù)將會進入我國市場。5、企業(yè)管理水平低，絕大部分電鍍企業(yè)仍沿襲粗放型經(jīng)營管理模式，適應市場變化 能力差。除部分合資企業(yè)和出口企業(yè)外，大部分企業(yè)沒有健全的工業(yè)管理體系，多數(shù)企業(yè) 缺乏鍍液分析和鍍層檢測儀器和技術(shù)力量。隨著產(chǎn)業(yè)升級加速，電鍍企業(yè)集中入園的趨勢 比較大，這部分水平低電鍍企業(yè)將面臨整改或合并。所以目前電鍍表面處理行業(yè)發(fā)展總體表現(xiàn)令人擔憂.據(jù)估計，本行業(yè)每年排放大量 的污染物，包括4億噸含重金屬廢水、50000噸固體廢物和3000萬立方米酸性氣體。 目前70-80 %的國有電鍍廠建

9、立了污染控制設施，然而大部分處理設施已經(jīng)過期而不能 正常運轉(zhuǎn)（城市中只有50%的設施能運轉(zhuǎn)，農(nóng)村地區(qū)更低，只有25%）.而大多數(shù)鄉(xiāng) 鎮(zhèn)電鍍企業(yè)則幾乎沒有采取任何污染控制措施.在過去幾十年中，我國對末端處理技術(shù) 進行了大量的研究和推廣工作，開發(fā)了許多實用的污染控制技術(shù).根據(jù)目前國內(nèi)電鍍行 業(yè)的情況，應推廣具有較好經(jīng)濟效益的化學處理法，同時推行以防為主、防治結(jié)合的 方針，改革工藝流程，開展清潔生產(chǎn)，在源頭和過程中減少污染物的產(chǎn)生 （參考網(wǎng)絡數(shù) 據(jù)）。當然因為我們的生活離不開電鍍，電鍍技術(shù)將永遠存在，而且目前電鍍發(fā)展的方向， 是環(huán)保型的電鍍，對環(huán)境的污染會由于技術(shù)的提升逐步減少，以科技推動道德。因此， 這