電鍍基礎(chǔ)培訓(xùn)-Luxshare

電鍍基本知識(shí)培訓(xùn)汽車塑件研發(fā)部汽車塑件研發(fā)：MarvinGe2013.4.3前言

本培訓(xùn)主要從電鍍基本原理和設(shè)備構(gòu)造著手，通過對(duì)電鍍?cè)砗驮O(shè)備構(gòu)造的簡單講解，使大家對(duì)電鍍相關(guān)知識(shí)有初步的了解。對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)及流程進(jìn)行說明，同時(shí)將各部品的結(jié)構(gòu)、及工作原理進(jìn)行講解，并指出可能影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要結(jié)構(gòu)及動(dòng)作部分。為學(xué)員更好地理解并控制重要品質(zhì)項(xiàng)目提供幫助。由于時(shí)間緊迫及水平有限，資料中的內(nèi)容可能有錯(cuò)漏之處，歡迎大家指正。

目錄電鍍分類電鍍?cè)砑盎A(chǔ)電鍍的基本五要素電鍍厚度鍍層檢驗(yàn)封孔劑電鍍計(jì)算掛具滾桶電鍍方式常規(guī)電鍍脈沖電鍍電刷鍍電鑄滾鍍連續(xù)電鍍掛鍍自動(dòng)掛鍍線滾鍍連續(xù)電鍍電鍍分類2、電鍍?cè)砑盎A(chǔ)2.1電鍍?cè)?.2法拉第定律2.3鍍層分析2.4電鍍流程分析2.1、電鍍?cè)斫柚饨缰绷麟姷淖饔?，在溶液中進(jìn)行電解反應(yīng)，使導(dǎo)電體的表面沉積一金屬或合金層的方法，稱為電鍍。

☆圖例：陰極主要反應(yīng):

Cu2++2e-→Cu

陽極主要反應(yīng):

Cu→Cu2++2e-

陰極副反應(yīng):2H3O++2e-→H2+2H2O

陽極副反應(yīng):6H2O→O2+4H3O++4e-

2.2、法拉第定理法拉第定律是描述電極上通過的電量與電極反應(yīng)物重量之間的關(guān)系,又稱為電解定律.電解定律是自然界中最嚴(yán)格的定律之一.它不受溫度、壓力、電解質(zhì)溶液濃度、溶劑的性質(zhì)、電解質(zhì)材料和形狀等因素的影響?！畹谝欢桑弘娊鈺r(shí),電極上析出(或溶解)物質(zhì)的質(zhì)量與電解液中所通過的電量成正比.m=KIt=KQm-析出物質(zhì)量(g)K-比例常數(shù)(電化當(dāng)量)(g/A·h)I-電流強(qiáng)度(A)t-通電時(shí)間(h)Q-通過電量(A·h)☆第二定律：電極上每析出(或溶解)1mol的任何物質(zhì)所需的電量為n*96500C或n*26.8A·h1電量為96500C,它是一個(gè)常數(shù)，一般稱為法拉第常數(shù)■鍍層厚度d的計(jì)算公式(d：um)d=(K×Dk×t×ηk×100)/(60×ρ)■電鍍時(shí)間t計(jì)算公式（t：min）t=(60×ρ×d)/(K×Dk×ηk×100)ρ-電鍍層金屬密度(g/cm3)DK-陰極電流密度(A/dm2)ηk-陰極電流效率(％)☆舉例：已知鍍鎳液電流效率ηk為95%，DK為15A/d㎡，電鍍1分鐘后所得鍍層厚度是多少?解：查得鎳的K為1.095,ρ為8.9根據(jù)公式d=(K×Dk×t×ηk×100)/(60×ρ)

=(1.095×15×1×0.95×100)/(60×8.9)=2.922(um)☆常用數(shù)據(jù)：序號(hào)金屬密度g/cm2熔點(diǎn)℃沸點(diǎn)℃比熱容20℃J/g℃線膨脹系數(shù)20℃×10-6/℃熱傳導(dǎo)20℃時(shí)W/cm℃電阻系數(shù)μΩ/cm1銅8.96108325950.384316.423.86441.633錫7.323222700.2261230.657311.34金19.31062.729490.129014.42.96092.215銀10.996020000.233618.94.07791.586鈀12.0155539800.245811.60.674110.88鎳8.9145229000.468913.70.586220序號(hào)金屬符號(hào)原子價(jià)比重原子量當(dāng)量電化學(xué)當(dāng)量mg/庫侖克/安培小時(shí)1金Au119.3197.2197.22.04367.3572金Au319.365.765.70.6812.4523銀Ag110.5107.88107.881.1184.0254銅Cu18.9363.5463.540.6582.3725銅Cu28.9363.5463.540.3291.1867錫Sn27.33118.70118.700.6152.2148錫Sn47.33118.70118.700.3071.107序號(hào)金屬鍍層名稱金屬鍍層重量

mg/cm2g/dm21銅鍍層0.890.0892金鍍層1.940.1943鎳鍍層0.890.0894鎳鍍層0.730.0735鈀鍍層1.200.1202.3、鍍層的分類：使用目的功能性鍍層耐磨和減磨性鍍層抗高溫氧化鍍層修復(fù)性鍍層熱處理用鍍層磁性鍍層導(dǎo)電性鍍層其他可焊性鍍層防護(hù)-裝飾性鍍層保護(hù)基體金屬,賦予美麗外觀.提高制品表面硬度,增加其抗磨能力(Sn-Pb)磁環(huán)`磁盤`磁膜(Ni-Fe`Co-Ni)保護(hù)制品在熱處理時(shí)不改變性能(Cu`Sn)修復(fù)損壞部位(Fe`Cu`Cr)改善焊接性能(Sn)改善光學(xué)性能鍍層等(Cr,黑鉻)防止制品在高溫下被氧化腐蝕(Pt-rh)提高表面導(dǎo)電性能(Au-Co)鍍層結(jié)構(gòu)簡單鍍層復(fù)合鍍層組合鍍層單一金屬鍍層(Zn`Cr)幾層相同或不同金屬疊加而成的鍍層(暗Ni-半光Ni-光NiNi-AuNi-Cu)固體微粒均勻地分散在金屬中而形成的鍍層(Ni-SiCCu-Al3O2)☆對(duì)鍍層的主要要求：1、鍍層與基體的結(jié)合必須牢固,附著力好2、鍍層完整,結(jié)晶細(xì)致緊密,孔隙率小3、具有良好的物理、化學(xué)及機(jī)械性能4、具有符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鍍層厚度,且鍍層分布要均勻☆影響電鍍質(zhì)量的因素：因素電源基件溶液電流密度添加劑、導(dǎo)電鹽、金屬離子濃度等直接影響鍍層的好壞電流密度影響鍍層的結(jié)晶效果電流波形電極電流波形對(duì)鍍層的結(jié)晶組織、光亮、鍍液的分散能力和覆蓋能力等都有影響.現(xiàn)在多使用脈沖電流電極的形狀、尺寸、位置影響鍍層的分布效果成分溫度攪拌適當(dāng)?shù)臏囟瓤梢蕴岣呷芤旱膶?dǎo)電性，促進(jìn)陽極溶解，提高陰極電流效率，減少針孔，降低鍍層內(nèi)應(yīng)力等加速溶液對(duì)流，降低陰極的濃差極化作用表面狀態(tài)形狀清潔、平整的基件表面鍍層效果越好影響電流分布，位置定位等上料脫脂酸洗活化預(yù)鍍電鍍水洗鈍化封孔干燥下料前處理電鍍后處理2.4、電鍍流程分析：前處理:電鍍前的所有工序統(tǒng)稱為前處理,目的是修整工件表面,去除工件表面的油脂,銹皮,氧化膜等,為后面鍍層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%的電鍍不良品由于前處理不良所造成.前處理的方式有:噴砂、磨光、拋光、熱浸脫脂、超音波脫脂、電脫脂、酸洗活化等。電鍍:在工件表面得到所需鍍層。整個(gè)流程的核心程序。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。如耐腐蝕性、抗變色能力、可焊性等。后處理的方式有：鈍化、中和、著色、防變色、封孔等3.電鍍的基本五要素1.陰極：被鍍物，指各種接插件端子。2.陽極：若是可溶性陽極，則為欲鍍金屬。若是不可溶性陽極，大部分為貴金屬（白金，氧化銥）.3.電鍍藥水：含有欲鍍金屬離子的電鍍藥水。4.電鍍槽：可承受，儲(chǔ)存電鍍藥水的槽體，一般考慮強(qiáng)度，耐蝕，耐溫等因素。5.整流器：提供直流電源的設(shè)備。4.電鍍厚度1.厚度表示法：u”微英寸，μm,微米,2.錫合金電鍍:

作為焊接用途,一般膜厚在100~200μ``最多.3.鎳電鍍

現(xiàn)在電子連接器皆以打底，故在５０μ``以上為

一般規(guī)格，較低的規(guī)格為３０μ``，(可能考慮

到折彎或者成本)4.金電鍍

為昂貴的電鍍加工,故一般電子業(yè)在選用規(guī)格時(shí),

考慮到其實(shí)用環(huán)境、使用對(duì)象,制造成本,若需通

過一般強(qiáng)腐蝕實(shí)驗(yàn)必須在50μ``以上.5.鍍層檢驗(yàn)1.外觀檢驗(yàn):目視法,放大鏡(4~10倍)2.膜厚測試:X-RAY熒光膜厚儀.3.密著實(shí)驗(yàn):折彎法,膠帶法或兩者并用.4.焊錫實(shí)驗(yàn):沾錫法,一般95%以上沾錫面積均勻平滑

即可.5.水蒸氣老化實(shí)驗(yàn):測試是否變色或腐蝕斑點(diǎn),及后

續(xù)的可焊性.6.抗變色實(shí)驗(yàn):使用烤箱烘烤法,是否變色或者脫皮.7.耐腐蝕實(shí)驗(yàn):鹽水噴霧實(shí)驗(yàn),硝酸實(shí)驗(yàn),二氧化硫?qū)嶒?yàn),硫化氫實(shí)驗(yàn)等.6.封孔劑7.電鍍計(jì)算

理論厚度的計(jì)算：由法拉第兩大定律導(dǎo)出下列公式：

理論厚度Z（μ``）==2.448CTM/ND（Z厚度，T時(shí)間，M原子量，N電荷數(shù)，D密度，C電流密度）金理論厚度==24.98CT（密度19.3，分子量196.9665，電荷數(shù)1）銅理論厚度==8.74CT（密度8.9，分子量63.546，電荷數(shù)2）銀理論厚度==25.15CT（密度10.5，分子量107.868，電荷數(shù)1）鈀理論厚度==10.85CT（密度12.00，分子量106.42，電荷數(shù)2）80/20鈀鎳?yán)碚摵穸?=10.42CT（密度11.38，分子量96.874，電荷數(shù)2）90/10錫鉛理論厚度==20.28CT（密度7.713，分子量127.8，電荷數(shù)2）今有一客戶委托電鍍加工一端子，數(shù)量總為5000K，其電鍍規(guī)格為鎳50μ``，金GF，錫鉛為100μ``。1.設(shè)定厚度為：鎳60μ``，金1.3μ``，錫鉛120μ``。2.假設(shè)效率各為：鎳90%，金20%，錫鉛80%。3.可使用電流密度范圍各為：鎳設(shè)定15ASD，金

0~10ASD，錫鉛2~30ASD。4.電鍍槽長各為：鎳6米，金2米，錫鉛6米。5.端子間距為2.54mm。6.單支電鍍面積各為：金15mm2，鎳54mm2，錫鉛29mm2。請(qǐng)問：1.產(chǎn)速為多少？

2.需要多少時(shí)間才能生產(chǎn)完畢？（不包含開關(guān)機(jī)時(shí)間）

3.鎳電流各為多少安培？

4.金，錫鉛電流密度及電流各為多少？解答：1.鎳效率=鎳設(shè)定膜厚/鎳?yán)碚撃ず?.9==60/Z

Z=67μ``（鎳?yán)?/p>

論膜厚）

鎳?yán)碚撃ず?=8.074CT

67==8.074×15×T

T==0.553分

（電鍍時(shí)間）

鎳電鍍時(shí)間=鎳電鍍槽長/產(chǎn)速

0.553=6/VV=10.85米

/分（產(chǎn)速）2.完成時(shí)間=總量×0.001×端子間距/產(chǎn)速t=5000000×0.001×2.54/10.85==1170.5分1170.5/60==19.5Hr（完成時(shí)間）3.鎳電鍍總面積==鎳電鍍槽長/端子間距×單支鎳電鍍面積

M=6×1000/2.54×54==127559mm2==12.7559dm2

鎳電流密度==鎳電流/鎳電鍍總面積

15==A/12.7559

A==191

安培4.金效率==金設(shè)定膜厚/金理論膜厚

0.2==1.3/Z

Z=6.5μ``（金理論膜厚）

金電鍍時(shí)間==金電鍍槽長/產(chǎn)速

T=2/10.85==0.1843分

金理論膜厚=24.98CT

6.5==24.98×C×0.1843

C=1.412ASD

（電流密度）

金電鍍總面積=金電鍍槽長/端子間距×單支金電鍍面積

M=2×1000/2.54×15==11811mm2==1.1811dm2

金電流密度==金電流/金電鍍總面積

1.412=A/1.1811

A=1.67安培

錫鉛效率=錫鉛設(shè)定膜厚/錫鉛理論膜厚0.8=120/Z

Z==150μ``（錫鉛理論膜厚）

錫鉛電鍍時(shí)間==錫鉛電鍍槽長/產(chǎn)速

T=