電鍍工崗位培訓課件

電鍍工崗位培訓教程

電鍍廠目錄第一講電鍍的基本原理及工藝過程第二講電鍍典型工步及其作用第三講電鍍基本參數及其計算方法第四講影響電鍍過程及結果的因素分析第五講電鍍銅錫合金第六講電鍍硬鉻第七講表面的整平處理第八講鍍鋅第九

講電鍍廢水處理工藝第十講量具與識圖常識第十一講電鍍設備的使用與維護第十二講電鍍安全常識與緊急救護第十三講國內外常見表面處理工藝簡介第十四講電鍍常見問題案例第一講電鍍的基本原理及工藝過程電鍍：就是利用電化學方法對金屬或非金屬制品進行表面加工的一種工藝電鍍的主要目的：

1、防止腐蝕；2、裝飾；3、提高表面硬度和耐磨性能；4、提高導電性能；5、提高磁性能；6、提高光的反射性能或吸收性能；7、防止局部滲碳、滲氫；8、恢復尺寸一、基本原理

電鍍過程的實現(xiàn)，必須有直流電源、電極、電解液等（如上圖所示）。電鍍時，將被鍍件和直流電源的負極相連（稱為陰極），陽極板（通常是被鍍件上所要鍍履的金屬）和直流電源的正極相連（稱為陽極），把它們一起放在盛有溶液（電解液）的鍍槽中，通電后，溶液中的金屬離子在陰極表面得到電子而析出，

成為金屬原子，通過大量原子的不停“堆積”而形成宏觀上的鍍層。

二、電鍍工藝流程

電鍍過程主要包括三大步驟：鍍前處理、電鍍、鍍后處理。

鍍層必須滿足四個基本要求：

1、鍍層結構應該是致密的、完整的、孔隙率低；

2、鍍層厚度應該是均勻的，具有符合相關標準規(guī)定的厚度；

3、鍍層與基體的結合應該是牢固的(即結合力必須好)；

4、具有良好的物理、化學及機械性能(如硬度、光潔度、耐腐蝕性能等)。第二講電鍍典型工步及其作用一、除油除油的必要性：零件表面的油污，會在零件表面形成油膜，油膜會影響鍍層與基體的結合，微量的油污都可能引起鍍層結合力不牢而導致起皮、鼓泡等現(xiàn)象。同時，油污往往是有機化合物，它的帶入，也會污染鍍液，影響鍍層結構或造成鍍層夾雜，最終形成針孔和麻點。因此，電鍍件必須進行除油處理，以保證鍍層質量。

除油的種類及特點：

1、種類：除油分為化學除油、電化學除油、超聲波除油2、特點：1）化學除油是利用堿性溶液對皂化性油脂的皂化作用和乳化劑對非皂化性油脂的乳化作用而除去零件表面油污的處理方法?；瘜W除油時間較長，多為手工操作。2）電化學除油是把黏附油污的金屬制品置于堿性溶液中，金屬零件做陽極或陰極，通以直流電進行除油的過程。其中陰極除油速度快，不腐蝕基體，缺點是易造成氫脆和形成海綿狀金屬在基體表面析出；陽極除油無氫脆，能除去金屬表面的氧化膜，缺點是易造成基體表面過腐蝕。我廠鍍銅錫合金、鍍鋅采用的都是陽極電化學除油，磷化采用化學除油。3）超聲波除油是將黏附油污的制品放在除油液中以一定頻率的超聲波輻射進行除油的過程。引入超聲波可以強化除油過程、縮短除油時間、提高工藝質量，還可以徹底清除細孔、盲孔中的油污。我公司新區(qū)電鍍車間采用超聲波與電化學結合的除油方式。二、清洗

清洗是因為工件在除油、酸洗、電鍍等工序過程中，會帶出相應的溶液，如不徹底清洗，勢必污染下道工序的溶液，從而給生產帶來不良影響。

除油后一般用熱水洗，這是因為熱水對堿液溶液度大，洗去性好，能有效地洗凈工件帶出的堿性除油劑；酸洗后一般用冷水洗，以防在高溫狀態(tài)下殘酸造成零件的過腐蝕；鍍后一般先用冷水洗掉鍍液，然后再熱水燙干，以免鍍層變色。

三、酸洗

酸洗也叫浸蝕或酸蝕，分強酸洗和弱酸洗。其中強酸洗主要用于除銹，弱酸洗一般是為了使基體金屬露出晶格(即鮮活的表面)，從而保證鍍層和基體金屬有良好的結合力。我廠鍍銅錫合金采用弱酸洗，鍍鋅、磷化采用強酸洗。四、中和

中和一般是在弱酸和弱堿中進行。其目的一是為了防止將上道工序的酸或堿帶入下道工序造成溶液污染，二是防止酸洗后在空氣中造成銹蝕，影響鍍層結合力。

五、鈍化

對于鍍鋅、銀、鎘及鍍銅和銅的合金，鍍后往往需要進行鈍化處理。其主要作用主要有兩個：一是顯著提高鍍層的耐腐蝕性能(如鍍鋅鈍化后耐蝕性比不鈍化的鍍鋅層提高5-7倍)，足見鈍化質量的重要性；二是改善外觀(如銅的各種彩色鈍化)。

六、干燥

干燥的目的主要是防止殘留在鍍層表面的水造成鍍層氧化和變色以及加快鈍化膜的老化。干燥常見的方式有烘干、甩干和熱水燙干，其中烘干主要用于有除氫要求的受力構件，甩干主要對小件適用，熱水燙干為最常見。鍍鋅鈍化后一般采用燙干工藝，它能加快鈍化膜的固化成形，以防在其后的搬動過程中，對剛形成的膠質態(tài)的柔軟膜層造成破壞。第三講電鍍基本參數及其計算方法一、電鍍常用參數的概念1、電源——是提供電能的設備或裝置。如電池、發(fā)電機、整流器。2、電壓——是電源兩端或電路中兩點之間存在的電位差。電源正極（+）的電位高于負極的電位，在外電路中電流從高電位點流向低電位點。電壓用U表示，其單位為伏特，簡稱伏，用V表示。3、電流——閉合電路中，在所加電壓的作用下，帶電電荷在導體中流動便形成了電流。電流常用I表示，其單位為安培，簡稱安，用A表示。4、電流密度——指在導體橫截面上單位面積所通過的電流，常用D表示，其單位是A/m2或A/dm2，電流與電流密度的換算式為D=I/S（其中S是指導體橫截面積）。通常陽極電流密度表示為DA，陰極電流密度表示為DK。5、電流效率——電鍍時，實際析出的物質的重量與理論計算應析出的重量之比，用符號η表示。其計算公式為η=m/I·t·k

其中K為電化當量（單位為g/A·h，即克/安培·小時）二、常用術語及其代號和單位

1、時間表示為t，單位為小時(h)，分鐘(min)，秒(s)。

2、溫度表示為T，單位為攝氏度(℃)。

3、厚度表示為δ，單位為毫米(mm)，微米(μm)、絲、

道，其換算關系為1mm=1000μm=100絲(道)。

4、面積表示為S，單位為平方分米(dm2)、平方米(m2)和

平方厘米(cm2)，其換算關系為1m2=100dm2=10000

cm2，電鍍生產中常用dm2作為面積的單位。

5、容積表示為v，單位為立方米(m3)，升(L)，毫升(mL),

其換算關系為1m3=1000L=1000000mL,即1L=1000mL.

6、濃度表示為C，單位為克/升(g/L)、千克/立方米

(kg/m3)，1kg/m3=1g/L。三、電鍍常用計算方法

1、方型薄板面積的計算：S=2a·b（即2倍的長乘以寬）

2、圓柱體圓柱面面積的計算：S=2πr·L（即截面圓的周

長乘以圓柱長度等）

3、圓形薄板面積的計算：S=2πr2

（其中r為圓的半徑）

4、應給電流的計算：I=Dk·S(即應給電流等于工藝電流密

度乘以欲鍍工件面積)

注：π為圓周率常數π≈3.14例1.現(xiàn)鍍銅1＃槽下活三根，其欲鍍面積分別為55dm2、65dm2和80dm2，工藝規(guī)定電流密度（陰極）為1.5A/dm2，問應給多大電流？解：I=Dk·S=1.5A/dm2×（55+65+80）dm2=300A例2.現(xiàn)鍍鉻槽下活總欲鍍面積為33dm2，某操作工給定的電流為3000A，工藝規(guī)定的Dk為15-30A/dm2，試判斷所給定電流是否恰當。解：由I=Dk·S

可得Dk=I/S=3000A÷33dm2=90.1A/dm2

明顯超出工藝范圍，違反工藝規(guī)定，不恰當。5、對配槽用藥量的計算例1：欲配滾鍍液1槽，其容積為1m3，工藝規(guī)定氧化鋅（ZnO）的含量為13g/L，問需ZnO多少？解：M=V·C=1m3×13g/L=1000L×13g/L=13000g=13kg

需氧化鋅13公斤。6、對應鍍層厚度的計算例：某活塞桿要求的完工尺寸為Ф45f9（-0.087-0.025），上道工序的來活尺寸為Ф45-0.280，拋銅拋削量為單面15μm，要求鍍鉻層厚度≥0.03，問鍍銅層的最大厚度為多少？鍍銅尺寸應干到多少？解：δ=[-0.025-(-0.280)-(0.03×2)-(0.015×2)]/2

=0.165÷2

≈0.083mm

=8.3道

D=φ45（-0.28+0.166）=φ45-0.114

即鍍銅層的最大厚度應為8.3道，鍍銅尺寸應干到

45減11.4道。第四講影響電鍍過程及結果

的因素分析

影響電鍍過程及結果的因素，既有溶液成份、極化過程等化學因素，又有溫度、陰陽極間距離、基體材料等物理因素，同時電流密度、電流波形等電性能也對其產生嚴重影響。此外，給電方式、表面處理情況等人為因素也決定著結果的好壞。因此說，電鍍過程是一個復雜的理、化、電交互作用過程，要取得良好的結果（優(yōu)良的鍍層質量），必須對如下諸因素有一個清楚的認識，并在生產實踐中靈活掌握和運用。

一、溫度（T）的影響電解液的溫度對電鍍過程的影響比較復雜，因為溫度的變化將使溶液的電導、離子活度、溶液粘度、金屬和氫的析出電位等發(fā)生變化。在其它條件不變的情況下，溫度升高將使鍍層結晶變粗。但是溫度升高也有其有利的一面：1、增大鹽類的溶解度，減少陽極鈍化；2、增加溶液的電導，可以改善電解液的分散能力；3、減少鍍層滲氫，防止出現(xiàn)氫脆；4、可以提高許用電流密度的上限，提高工作效率。

具體對鍍銅錫合金和鍍鉻而言，溫度的影響如下：鍍銅：溫度低時電流效率低且鍍層錫含量低，陽極不溶；溫度高時，鍍層錫含量高，銅溶解快，有Cu2+生成，造成溶液不穩(wěn)定、鍍層出毛刺。

鍍鉻：溫度高鍍層為乳白鉻，電流效率降低；溫度低鍍層為黑鉻或沒有鍍層，鍍層脆硬，耐蝕性低。

二、陰極電流密度（DK）的影響電流密度大，可以縮短施鍍時間，而且在一定范圍內，隨著電流密度的增大，陰極極化隨之增大，鍍層結晶細致，因此在允許的范圍內電流密度愈大愈好。

但是電流密度過大，鍍層會產生結瘤和枝狀結晶甚至被燒焦（所謂燒焦是指電流密度過大時，鍍件附近金屬離子很快減少，造成H2大量析出，導致該處的pH值上升，形成金屬堿式鹽類夾附在鍍層內而出現(xiàn)麻點、疏松和發(fā)黑等現(xiàn)象）。而當電流密度過低，超出下限時，由于陰極極化作用較小，鍍層結晶粗大，甚至沒有鍍層沉積或出現(xiàn)鍍層起泡等不合格鍍層。由此可見，嚴格控制電流密度（Dk）在工藝范圍內，在實際生產中具有重要意義。

三、陰陽極面積比陰陽極面積比SK：SA一般為1：1.5~2。SA過小，導致DA（陽極電流密度）過大，造成陽極鈍化，溶液中金屬離子迅速減少，并造成槽電壓升高，形成能源浪費；SA過大，則陽極過多的金屬離子進入溶液。這些都會導致溶液成份的過大波動，從而影響鍍層質量。在鍍銅錫合金和鍍鋅生產過程中，這是一項重要控制指標四、陰陽極間的距離陰陽極間距太大，溶液電阻大，電能消耗增加，沉積速度慢；陰陽極間距太小，電力線分布不勻，分散能力不好，造成鍍層厚薄不勻。五、溶液成份的影響生產實踐表明，電解液的性質（包括主鹽的種類和濃度、有機或無機添加劑等），對電鍍過程及結果有重要影響。在工程實踐及理論研究中，一般按電鍍液中主要離子（即欲鍍金屬離子）的存在形式把電鍍液分為簡單離子型和絡離子型兩大類。一般來說，簡單離子型電鍍液在離子放電時主要表現(xiàn)為濃差極化，鍍層結晶較粗、鍍液分散能力差；絡離子型電鍍液則主要表現(xiàn)為電化學極化，鍍層結晶較細、鍍液分散能力好。1.主鹽濃度的影響主鹽即電鍍層金屬的鹽,如鍍鋅中的氧化鋅(ZnO)、鍍鉻中的鉻酐（CrO3）、鍍銅錫合金中的氰化亞銅（CuCN）和錫酸鈉（Na2SnO3）。在一定的電鍍規(guī)范（溫度、電流密度）下，隨著主鹽濃度增加，鍍層會隨之變粗。單鹽電解液（如單鹽鍍鋅、鐵等）此現(xiàn)象較為明顯，絡鹽電解液（如鍍銅錫合金）由于陰極極化主要受電化學極化控制，故此現(xiàn)象不明顯。2.添加劑的影響在電鍍溶液中加入少量某種物質，能明顯地改善鍍層組織（如使鍍層整平、光亮、細致等），這種物質稱作添加劑。如我們鍍鋅采用的WBZ-Ⅲ和DPE-Ⅲ、鍍鉻采用的QL、CA2000等。添加劑的作用機理主要是通過在陰極表面進行特性吸附或對金屬離子進行選擇性吸附，進而阻礙金屬離子放電，以提高陰極極化作用，從而在宏觀上起到使結晶細致、鍍層整平、光亮的作用。六、施加電流方式的影響：1.電流波形的影響對于常用的電鍍整流器，根據交流電流的相數和整流電路的不同，可分為半波、全波。常見的有單相半波、單相全波、三相半波、三相全波，此外還有直流發(fā)電機的純直流波型及交直流疊加波形等。鍍鉻必須選用三相全波以上紋波系數小的電源，否則易出現(xiàn)鍍層長刺、發(fā)暗、花紋等現(xiàn)象，如鍍鉻電源缺相所出現(xiàn)的現(xiàn)象。

沖擊電鍍是指開始電鍍的瞬間，對工件施加比正常電流密度高出幾倍（一般為2~3倍）的電流密度，使其在極短的時間內全面鍍上一層鍍層，然后迅速恢復到正常電流密度的過程。它是保證工件在某種條件下獲得結合力良好且覆蓋完整的鍍層的重要措施，一般在銅及銅錫合金鍍鉻、鑄鐵鍍鉻、形狀復雜的工件電鍍、高絡合劑低金屬離子的電解液中電鍍時最常用的措施。七、陽極的影響：電鍍中常用的陽極有鑄造的、壓延的及電解的三種。鑄造陽極因結構疏松而比壓延陽極易溶解，壓延陽極具有溶解均勻及陽極泥少的特點，電解制造的陽極其溶解性能介于鑄造和壓延之間，其純度極高（如電解銅純度可達99.95%以上），但結構疏松，溶解過程中產生較多的陽極泥。我廠鍍鋅鋅板屬鑄造陽極，鍍銅錫合金電解銅屬于電解陽極，鍍鉻陽極杠屬壓延陽極。無論何種方法制造的陽極，都會含有少量雜質，溶入鍍液后給鍍層質量帶來不良影響，生成的陽極泥也使溶液渾濁、懸浮雜質。此外，由于某種原因（如陽極電流密度過大，停鍍時陽極長期浸泡在溶液中等）造成陽極鈍化（如鍍鉻陽極表面出現(xiàn)黃色氧化層、鍍銅錫合金電解銅及鍍鋅鋅板表面出現(xiàn)黑膜等），不僅會使電阻增大、槽壓升高，浪費大量電能，而且易造成溶液成份失穩(wěn)。鋅板在鍍液中還存在化學溶解，這就是長期停用后鍍液成份變化明顯的原因。因此，電鍍陽極在鍍槽長時間停用的情況下應吊出。八、析氫的影響：無論何種電解液中，在電鍍時，都有氫氣與金屬在陰極上共同析出，析氫嚴重時，將給鍍層帶來不良影響：

1、產生氫脆氫離子在陰極還原后，大部分變成氫氣析出，一部分氫以原子態(tài)滲入鍍層或基體，使金屬晶格曲扭，產生內應力，使鍍層和基體金屬變脆。氫脆能使基體金屬的機械強度降低，鍍層起泡脫落或崩塊。

2、使鍍層產生小鼓泡吸附在基體金屬內的氫在一定條件下（如鍍層環(huán)境溫度升高）變成氫氣，氫氣聚積對鍍層形成一定的壓力而造成鼓泡。這種現(xiàn)象一般在鍍后數天才出現(xiàn)，較易出現(xiàn)此現(xiàn)象的鍍層有鋅、銅錫合金、鎘、鉛鍍層等。

3、使鍍層產生針孔氫氣在鍍層（或基體）表面形成后，如不能順利逸出而滯留在表面，則金屬離子不能在該處放電沉積，最終在這些地方形成線狀坑或點狀穴，亦即常見的麻點或針孔。2023年2月2日27

造成氫氣泡滯留而形成麻點或針孔的主要原因有如下幾點：

⑴電鍍液中含有有機雜質，有機雜質吸附于陰極表面使其憎水性增強，氫氣泡易于滯留在陰極（工件）表面。⑵電鍍液中金屬雜質多，當陰極附近pH值升高時，生成氫氧化物或堿式鹽沉淀粘附在陰極表面，有利于氫氣泡的滯留。⑶陰極（工件）表面有油污或其它污垢未清除干凈，也易造成氫氣泡滯留。了解了造成麻點或針孔出現(xiàn)的原因，我們在生產實踐中應注意有針對性地加強前處理和溶液凈化，以防針孔或麻點的產生，提高鍍層質量。

既然析氫對電鍍有嚴重的不良影響，生產實踐中應采取相應的減少析氫的措施，而提高析氫的過電位是生產中最為有效的辦法，具體要注意如下幾點：⑴陰極（基體）材料對析氫過電位低的金屬，為減少析氫，入槽初鍍時應采用沖擊電鍍。研究表明，鈦、鉑、鈀、鉻等金屬上氫過電位較低；鉛、鋅、錫、鎘較高；而鐵、鎳、銅、銀介于兩者之間。⑵陰極（基體）表面狀態(tài)相同材料情況下，表面粗糙的噴砂件、過腐蝕零件氫過電位低，易析氫；鑄鐵件因結構疏松、微孔多也存在此現(xiàn)象。解決的辦法一方面可以適當提高鍍液溫度，另一方面初鍍時采用沖擊鍍，正常施鍍時也保持較高的電流密度。⑶電鍍溶液對含絡合物鍍液，一般來說絡合劑絡合能力越強，游離量越多，析氫越多。pH值對析氫也有較大影響，對酸性鍍液，隨pH值升高，氫的過電位增大；對于堿性鍍液，隨pH值升高，氫的過電位減小，氫氣更易析出。我廠鍍銅錫合金屬于堿性絡合型鍍液，絡合劑是NaCN和NaOH。其中NaCN是絡合能力極強的絡合劑，NaOH為強堿，由此可見嚴格控制它們的游離含量在生產實際中何其重要。九、基體金屬的影響：為了保證基體金屬得到良好的防護，鍍層與基體金屬的結合力必須良好，而結合力又取決于基體金屬的電化學性質和物理狀態(tài)。⑴基體金屬的電化學性質。當待鍍工件和溶液接觸時，如果溶液中存在比基體金屬電位負的金屬離子，則該離子將與基體金屬發(fā)生置換反應，并附著在基體金屬表面形成置換鍍層（也稱接觸鍍層）。這種置換鍍層與基體金屬結合力極不牢固，在其上沉積的鍍層也必然與基體沒有良好的結合力（如我廠鍍銅錫合金的酸洗工步往往會形成置換銅層，它嚴重影響銅錫合金層的結合力）。因此，在生產過程中必須嚴格執(zhí)行后續(xù)的電活化工步，確保置換銅層全部溶解，以保證鍍層結合力良好。⑵基體金屬的化學性質。有些金屬（如不銹鋼、鉻等）表面極易鈍化，生成一層不易用肉眼看出的薄層氧化膜。這類金屬電鍍時，必須經活化處理以除去表面氧化膜，否則很難得到結合力良好的鍍層（如復鍍鉻必須在溶液中浸泡或進行陽極活化）。⑶金屬材料化學成份及熱處理方式的影響。不同的基體材料，因其化學成份、晶相組織各異，在電鍍時表現(xiàn)出不同的理化特性，因此，生產中隨著材質的變化，要獲得良好的鍍層，在除油、活化、給電方式等環(huán)節(jié)都應有針對性地采取措施。

如高強度結構鋼、彈簧鋼除油應盡量避免使用陰極除油以減少氫脆；高碳鋼、鑄鐵在酸浸蝕后會在表面留下較多的炭及碳化物掛灰，鍍前必須清除干凈；鑄鐵由于疏松多孔，一般采用干法手工除油，酸浸蝕應采用硫酸或不浸蝕；鋼鐵件直接鍍鉻時，中低碳鋼應經1分鐘以下的陽極處理再正常施鍍，高碳鋼和鑄鐵應進行沖擊鍍，含鎳、鉻、錳的合金鋼應采用階梯給電，含鋁、硅的合金鋼鍍前應進行酸洗等等。此外，中、高碳鋼軋制成型工藝不同，有些工藝使鋼材含有較多的氫，在陳放不充分時，鍍后易形成類似于電鍍析氫所形成的小鼓泡（如常見的45鋼件鍍鉻后存放過程中出現(xiàn)小鼓泡），此類材料應在電鍍前進行除氫熱處理。十、電鍍鉻中的特異現(xiàn)象增大主鹽濃度、升高陰極電流密度、提高溫度，是電鍍提高電流效率的常用措施，但在鍍鉻中卻存在一些特異現(xiàn)象：

1、主鹽濃度升高，電流效率ηK降低；

2、陰極電流密度DK升高，電流效率ηK降低；

3、溫度T升高，電流效率ηK降低；

4、采用攪拌或陰極移動，電流效率ηK降低或鍍不上鍍層。2023年2月2日34第五講電鍍銅錫合金一、銅錫合金的性質二、電鍍銅錫合金工藝規(guī)范及流程三、電鍍溶液中各成分的作用四、電鍍溶液的配制五、影響鍍層質量的諸因素六、氰化物鍍銅錫合金常見故障及糾正方法2023年2月2日35一、銅錫合金的性質

銅錫合金俗稱青銅，依據錫含量的多少分為三類：含錫量6~15%為低錫青銅、15~40%為中錫青銅，40%以上為高錫青銅。我廠液壓支架鍍鉻件，工藝要求底層為低錫青銅。低錫青銅的外觀隨著錫含量的增加，由粉紅轉向金黃，鍍層的硬度和在空氣中的穩(wěn)定性也逐漸增強。銅錫合金的電位比鐵正，屬于陰極性鍍層，當錫含量在6%以上時，孔隙率就很低，在表面鍍鉻后有很好的耐腐蝕性。2023年2月2日36二、電鍍銅錫合金工藝規(guī)范及流程

電鍍銅錫合金工藝有氰化物鍍銅錫合金、焦磷酸鹽鍍銅錫合金、檸檬酸鹽鍍銅錫合金等幾類，每一類又分若干種，我廠采用的是高氰化物電鍍工藝，工藝規(guī)范及流程如下：鍍前檢查、上工裝化學除油電化學除油流動水洗弱腐蝕流動水洗電活化鍍銅錫合金冷水洗下工裝轉拋光2023年2月2日38三、電鍍溶液中各成分的作用1、主鹽2、游離氰化鈉3、游離氫氧化鈉2023年2月2日391、主鹽

電鍍溶液中銅是以氰化亞銅(CuCN)的形式加入，錫是以錫酸鈉(Na2SnO3)的形式加入，它們提供了金屬離子，其相對濃度變化會顯著影響合金鍍層的組成。如電鍍溶液中銅與錫的比值增加，則合金鍍層中含銅的百分數也增加；反之銅與錫的比值減小，則合金鍍層中含錫的百分數增加，但電鍍溶液中主鹽的相對濃度的變化與合金鍍層的變化并不成正比例。實驗表明，為獲得含錫量為10~15%的低錫青銅，電鍍溶液中銅與錫的比例應保持3~2:1。電鍍溶液中銅與錫的絕對濃度對鍍層組成影響不大，但對電流效率有影響，這是因為主鹽濃度的增加將使極化下降，金屬離子較易于放電，故電流效率也提高，而電鍍溶液的分散能力卻隨之降低。2023年2月2日402、游離氰化鈉

銅在電鍍溶液中主要以銅氰絡離子［Cu(CN)2］一的形式存在，當電鍍溶液中存在一定量的游離氰化鈉時，銅離子趨向穩(wěn)定，銅的沉積電位將變得更負，使其在陰極上放電更為困難，這就有利于錫的析出。當游離氰化鈉含量增高時，鍍層中銅含量降低；當游離氰化鈉含量過高時，陰極電流效率將下降。反之游離氰化鈉含量降低時，鍍層中銅含量增加。此外游離氰化鈉又是保證陽極正常溶解的重要因素，當其含量低時，陽極容易鈍化。游離氰化鈉的另一個作用是當電鍍溶液中存在有害的Cu2+離子時，能把Cu2+離子還原成Cu+離子，使電鍍溶液中不含有Cu2+離子。2023年2月2日413、游離氫氧化鈉

電鍍溶液中游離氫氧化鈉含量增加時，錫酸鈉趨于更加穩(wěn)定，錫的沉積電位變得更負，從而使鍍層中錫的百分含量降低。實踐表明，電鍍溶液中必須有適量的游離氫氧化鈉存在，才能保持錫酸鹽的穩(wěn)定。當氫氧化鈉含量過低時，錫酸鈉發(fā)生水解作用，產生偏錫酸，使電鍍溶液出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。在電鍍溶液中無論是游離氰化鈉還是游離氫氧化鈉，其含量都不能過高，因為這些絡合劑含量過高時，都將導致放電金屬鹽更加穩(wěn)定，金屬放電的電位向更負的方向移動，這就造成了氫氣的大量析出，不僅使陰極電流效率降低，而且還對鍍層的質量有影響，如針孔增多，嚴重時將造成鍍層粗糙、疏松。2023年2月2日42四、電鍍溶液的配制1.根據電鍍槽的容積按配方計算出所需的氰化亞銅、錫酸鈉，氰化鈉及氫氧化鈉的量；2.將氰化亞銅用水調成糊狀后，慢慢地加入40℃左右的氰化鈉（按配方中氰化亞銅的1.1倍的量）水溶液中，待溶解完畢后倒入電鍍槽中；3.把氫氧化鈉溶解于水后加熱到沸騰，然后在攪拌下加入錫酸鈉，待全部溶解，倒入電鍍槽中；4.在電鍍槽中加入已用水調成糊狀的游離的氰化鈉，待其完全溶解后，加水到規(guī)定容積，然后進行分析校正，電解數小時后，過濾電鍍溶液，即可進行試鍍；2023年2月2日43五、影響鍍層質量的諸因素1、溫度2、電流密度3、陽極4、雜質2023年2月2日441、溫度

溫度對合金鍍層的成分、質量和電流效率都有較大的影響。溫度升高，金屬析出時的陰極極化下降，電流效率卻有所提高，同時錫的陰極極化下降較多，故鍍層中錫含量就增多。但溫度過高時，銅陽極溶解加速，不僅有一價銅離子，而且還有有害的二價銅離子生成。但二價銅離子很快被氰化物還原，這樣既消耗了電鍍溶液中的游離氰化鈉，使電鍍溶液不穩(wěn)定，又在反應中生成劇毒的氰氣，危害操作者的健康。溫度過低時，電鍍溶液的電流效率及鍍層中錫的含量都下降，且鍍層的光澤較差，陽極工作也不正常。故生產中一般采用的溫度為50~60℃2023年2月2日452、電流密度

電流密度對合金鍍層的質量和成分都有影響。對低錫青銅電鍍，陰極電流密度為1~3安/分米2較合適，電流密度在一定范圍內，對鍍層成分的影響不很明顯。當它超過一定范圍時，提高電流密度，鍍層中錫的含量將有所下降，且電鍍溶液的電流效率也顯著降低，所以在沒有適當的其它工藝參數條件的配合下，采用太高的電流密度是不適宜的。此外，電流密度還必須考慮到陽極在電鍍溶液中的溶解狀況。電極反應表明，在較低的陽極電流密度的條件下，使用銅錫合金板陽極時，錫以二價錫的形式進入電鍍溶液。由于二價錫比四價錫容易在陰極上放電，故將使鍍層產生毛刺，甚至是海綿狀的沉積層。為了避免產生這種情況，采用較高的電流密度是必要的。因為在較高的電流密度下，陽極表面能形成半鈍化膜，使極化增加，這才出現(xiàn)我們所希望的陽極錫主要以四價離子的形式進入電鍍溶液的條件。在使用單一電解銅板陽極時，電流密度過高將造成陽極鈍化，易造成溶液成分失調。2023年2月2日463、陽極（1）可溶性銅錫合金陽極。它是由銅和錫按一定比例熔煉而成。它的組成要求與鍍層的組成相接近，低錫青銅一般采用含10~15%錫的銅錫合金作陽極，這種合金陽極比較經濟，操作方便，應用較廣泛。（2）可溶性單金屬聯(lián)合陽極。它是由銅和錫兩種陽極板，按工藝要求的比例掛入電鍍槽中。若采用一套電解控制系統(tǒng)，操作比較簡單，但不易準確地控制兩種金屬電極上通過的電流，難于保證兩種陽極按工藝要求的比例溶解。若采用二套電流控制系統(tǒng)，使電流按要求分別通過兩種陽極，雖然使設備和操作都復雜化，但可以保證兩種陽極按工藝要求的比例溶解。在電鍍高錫青銅時就采用這種陽極。（3）可溶性單金屬陽極。它是用一種合金組分的金屬（如銅）作陽極，另一種合金組分以它的金屬鹽（如錫酸鈉）定期添加入電鍍槽中。采用這種形式的陽極，需要不斷地調整電鍍溶液，合金成分也難以穩(wěn)定，且錫酸鈉價格較貴，在經濟上也是不合算的。盡管如此，由于不易發(fā)生Sn2+失控，造成鍍層質量不穩(wěn)定的現(xiàn)象，我廠依然采用此工藝。2023年2月2日474、雜質（1）碳酸鹽。電鍍溶液中的碳酸鹽，是由電鍍溶液中的氰化物和堿不斷地與周圍空氣中的二氧化碳或氧氣發(fā)生化學作用而生成的。

反應的結果，使電鍍溶液中氰化物和堿的含量下降，電鍍溶液不穩(wěn)定，且電鍍溶液中生成的碳酸鹽，由于其溶解度較小，當含量高時，將嚴重影響鍍層的質量，使鍍層粗糙或產生毛刺。生產中一般采用致冷結晶和過濾的方法，以除去電鍍溶液中的碳酸鹽。2023年2月2日48（2）二價錫離子。主要是在陽極溶解時產生的，特別是在陽極工作不正常時產生較多，它能與氫氧化鈉形成亞錫酸鈉，在電鍍液中游離氫氧化鈉濃度較低時，極易水解，形成亞錫酸沉淀，反應方程式為

Na2SnO2+2H2O=2NaOH+H2SnO2↓

生成的亞錫酸使電鍍溶液混濁，而二價錫離子在陰極放電時，鍍層發(fā)灰或產生毛刺，一般可加30%的雙氧水0.2~0.4毫升/升，經充分攪拌，可將二價錫氧化成四價錫。（3）鉛雜質。電鍍溶液中的鉛雜質是由陽極不純而帶入的，它會造成鍍層發(fā)脆。生產中采用加入0.01~0.10克/升的硫化鈉，使它產生硫化鉛沉淀，經靜置后再過濾去除。（4）有機雜質。電鍍溶液中的有機雜質會造成鍍層起泡，一般采用加入1~2克/活性炭，充分攪拌，靜止后過濾的方法去除。2023年2月2日49六、氰化物鍍銅錫合金常見故障及糾正方法故障現(xiàn)象故障現(xiàn)象產生原因及糾正方法鍍層中含錫低，色澤偏紅⑴錫含量低，補充錫酸鈉；⑵氫氧化鈉含量過高，適當提高錫酸鈉濃度；⑶銅含量過高，適當提高氰化鈉或錫的含量；⑷游離氰化鈉含量過低或電流密度過低。鍍層暗而粗糙⑴溶液渾濁，過濾；⑵游離氰化鈉過低；⑶錫酸鈉含量低；⑷陽極面積過大。鍍層有毛刺⑴溶液中有二價錫，加雙氧水處理；⑵電流密度過高，降低電流；⑶銅含量過高，適當補充氰化鈉，用不銹鋼陽極代替部分合金陽極；⑷溶液渾濁，過濾。鍍層變形后，鍍層發(fā)生脫落⑴溶液中有鉛雜質，添加0.01-0.10g/L硫化鈉處理；⑵鍍件前處理不良。溶液均鍍能力差⑴溶液過濃；⑵氫氧化鈉濃度過低；⑶溫度過高。鍍層有條紋⑴溶液中有金屬雜質，電解處理；⑵游離氰化鈉過高，適當提高銅含量。沉積速度慢溶液中碳酸鈉含量高，用冷卻法或用氫氧化鋇沉積法使溶液中的碳酸鈉結晶析出。2023年2月2日50第六講電鍍硬鉻一、鍍鉻層的性質及其應用二、鍍硬質耐磨鉻的操作特點三、給電方式

1.一般碳鋼件

2.鑄鐵件

3.合金鋼件

4.鉻上鍍鉻/復鍍鉻

5.銅錫合金上鍍鉻四、影響鍍鉻層質量的諸因素（一）溶液成分的影響（二）操作條件的影響五、標準鍍鉻液鍍硬質耐磨鉻常見故障及糾正方法2023年2月2日51一、鍍鉻層的性質及其應用

鉻是一種微帶藍色的銀白金屬，密度為7.1克/立方厘米，熔點1800~1900℃，鍍鉻層由于具有硬度高（400～1300HV）、耐磨性好、耐熱性好等優(yōu)點，在工業(yè)中得到廣泛的應用。在工業(yè)應用上，按其用途一般分為防護-裝飾性鉻、硬鉻、乳白鉻、黑鉻、松孔鉻等，我廠支架產品一般要求表面鍍硬鉻。2023年2月2日52鍍鉻工藝流程鍍前檢查裝掛流動水洗鍍鉻回收冷水洗下掛具轉拋光2023年2月2日53二、鍍硬質耐磨鉻的操作特點（1）由于鍍硬質耐磨鉻溶液的分散能力較低，所以對于形狀復雜的金屬工件，電鍍時必須采用比正常的電流大一倍的沖擊電流或采用輔助陽極（如象形陽極）及保護陰極，使金屬表面能均勻地鍍上鉻層。（2）由于硬質耐磨鉻層一般都比較厚且鉻層的延展性不好，生產中常采用工件鍍前預熱（預熱可在鍍鉻槽中進行，也可在鍍鉻槽外熱水中預熱）的方法，以避免基體金屬在電鍍過程中受熱膨脹而產生“暴皮”現(xiàn)象。同理，在鍍鉻過程中，溶液的溫度變化范圍，最好控制在±2℃以內。2023年2月2日54（3）由于鍍硬質耐磨鉻的電流密度很大，電壓也很高，故導電部件要求有足夠的橫截面并接觸良好，以保證陰極的電流密度，且使導電部件的電壓降最小（避免發(fā)熱現(xiàn)象）。一般以120~150安/厘米2

的導電截面積進行計算，在導電部件間盡量采用焊接連接，掛具與陰極杠的連接應避免點接觸。（4）由于鍍硬質耐磨鉻時，電流效率低，氫在陰極上大量析出，故對于易吸附氫的鋼鐵工件鍍鉻，在鍍后要用180~200℃的溫度去氫3小時，以避免工件產生氫脆。（5）若工件含有不需鍍鉻的小孔，應采用鉛或塑料將孔堵塞，以避免小孔周圍表面沒有鉻沉積或沉積很薄。2023年2月2日55（6）鑄鐵工件鍍鉻時，不能采用化學或電化學除油及浸蝕，以防止酸、堿液滲入鑄鐵孔隙或形成游離石墨的裸露，導致鍍不上鍍層。同樣原因，在鍍前不能采用陽極刻蝕的方法。（7）鍍鉻溶液中含有強氧化性的鉻酸，故鍍鉻過程中不宜中途斷電，以防止斷電時鉻層表面形成鈍化膜，從而影響新老沉積層之間的結合力。2023年2月2日56三、給電方式

對于不同材料的基體金屬，應采用不同的給電方法，以獲得結合力良好的鍍層。1.一般碳鋼件只要采用陽極刻蝕處理后就能鍍鉻。2.鑄鐵件由于鑄鐵件含有大量的碳，鍍鉻時，氫在碳上析出的過電位比在鐵上析出的過電位要小，氫氣僅在碳上析出；另外，鑄鐵表面多縮孔和氣孔，其真實電流密度比表觀電流密度要小得多。所以，在電鍍開始時，必須采用沖擊電鍍，以增大陰極極化，以獲得滿足要求的鍍層。2023年2月2日573.合金鋼件合金鋼件（含鎳、鉻等）的表面極易在短時間內形成一層薄而致密的氧化膜，在鍍鉻前必須除去，才能保證基體與鍍層之間的結合力良好。生產實踐中一般采用階梯給電的方式予以解決。階梯給電是采用初始電流密度為5安/分米2

，在10~15分鐘內逐步升高電流密度，最終達到正常工藝要求。

4.鉻上鍍鉻/復鍍鉻復鍍鉻前必須先除去原來鉻層表面上的鈍化膜，才能使新鍍上的鉻層與原來的鉻層有良好的結合力。若這層鈍化膜較薄時（如在鍍鉻過程中的短時間斷電），只需采用階梯式給電即可；若這層鈍化膜較厚時（如在電鍍過程中長時間斷電或帶有鉻層的復鍍鉻件），需先進行陽極刻蝕，再轉為陰極階梯式給電。

5.銅錫合金上鍍鉻采用大電流沖擊，然后轉至正常電流。四、影響鍍鉻層質量的諸因素

（一）溶液成分的影響

1.鉻酐濃度

2.硫酸濃度

3.Cr3+含量（二）操作條件的影響

1.電流密度和溫度

2.雜質2023年2月2日58（一）溶液成分的影響1.鉻酐濃度

鍍鉻溶液中鉻酐的常見范圍一般在150~450克/升之間，在此范圍內，鉻酐濃度提高時，溶液的導電率相應提高，均鍍能力也隨著提高，而陰極電流效率卻下降。下面對鍍鉻溶液不同鉻酐含量的性能和適用范圍作一比較。（1）低濃度鍍鉻（鉻酐150克/升）。溶液的電流效率高（15~16%），分散能力差，鍍層硬度高但有網紋，且光亮區(qū)域較窄；工件帶出溶液的損失較少，適用于鍍硬鉻。2023年2月2日59（2）高濃度鍍鉻（鉻酐350克/升）。溶液的電流效率低（8~12%），分散能力好；鍍層較軟但網紋較少，且光亮區(qū)域較寬；工件帶出溶液的損失較多，適用范圍于防護-裝飾鍍鉻。（3）中等濃度鍍鉻（鉻酐250克/升）。又稱標準鍍鉻溶液，溶液的電流效率為13~15%，均鍍能力介于低濃度和高濃度鍍鉻溶液之間，但其光亮區(qū)域比兩者都好，適于鍍硬鉻和鍍防護-裝飾鉻。我廠工藝采用的就是中等濃度鍍鉻。2023年2月2日602.硫酸濃度討論鍍鉻溶液的性能時，了解SO42-

的絕對含量是沒有太大意義的，必須知道鉻酐的量與硫酸根之比（CrO3：SO42-

），這個比值叫硫酸根比。在普通鍍鉻溶液中，硫酸根比的范圍控制在80~120：1。當比值在100：1時，電解液的電流效率最高，故生產中控制溶液中的CrO3

：SO42-=100：1是很有必要的。當CrO3：SO42-﹤100：1時，雖能提高鍍層的光亮程度，但溶液的均鍍能力降低。當CrO3：SO42-=50：1時，溶液的均鍍能力迅速惡化，沉積速度緩慢，且工件的凹陷部位難以沉積上鉻層，并使鍍層產生發(fā)花等現(xiàn)象，同時六價鉻還原成三價鉻的過程增多。這是因為在這個比值時，硫酸根含量偏高，在陰極薄膜上吸附增多，使薄膜的溶解速度大于其生成速度，致使陰極上基體金屬的暴露面積增大，電流密度也就較小，氫的析出和鉻的沉積發(fā)生困難，甚至在金屬工件的某些部位沒有鉻沉積。生產中觀察到的陰極氣泡冒出較少就可判斷為溶液中硫酸根比太低。當硫酸過多時，可以在溶液中加入計算量的碳酸鋇（BaCO3

）或氫氧化鋇，使過多的硫酸根生成硫酸鋇沉淀而去除。鍍鉻溶液分析知道H2SO4含量比配方規(guī)定多了2.2g/L，請問需要多少碳酸鋇去除？解：H2SO4+BaCO3BaSO4+H2CO3

98197.362.2X98*X=197.36*2.2

x=197.36*2.2/98=4.4(g/L）所以需要加入4.4g/L的BaCO3去除多出的硫酸。CrO3

：SO42-

＞100：1而不到200：1時，溶液的分散能力也較差，鍍層的沉積速度和光澤都有所降低。當CrO3

：SO42-=200：1時，電鍍液中硫酸根的含量偏低，這時陰極上的成膜速度大于其溶解速度，鉻在陰極上成膜困難，而氫氣析出加劇。生產中可以看到陰極附近冒出氣泡增多。同時，由于溶液分散能力惡化，電流密度過分地集中在小面積的暴露基體金屬部位，以致造成鍍層粗糙和燒焦，有時還會出現(xiàn)黑色條紋和棕色斑點，或產生鍍層剝落等現(xiàn)象。3.Cr3+含量

Cr3+是成膜的主要成分，它是由新配制的鍍鉻溶液在大陰極和小陽極的條件下電解產生的，它的含量對鍍鉻質量的影響很大。正常Cr3+的含量應為2~4克/升。當Cr3+偏低時，生成的膜不連續(xù)，溶液的分散能力較差，沉積速度緩慢，與SO42-含量偏高時出現(xiàn)的現(xiàn)象一樣；當Cr3+過高時，生成的膜太致密，鍍層的光亮程度差，光亮范圍變窄，得到的鍍層發(fā)灰色、粗糙，與SO42-含量偏低時出現(xiàn)的現(xiàn)象一樣。Cr3+含量過高，這在生產中經常會發(fā)生。這是因為陰極和陽極面積的比例不當引起的。為了保持溶液中Cr3+含量的穩(wěn)定，陽極面積與陰極面積之比應保持2：1。另外，長時間的鍍大面積工件，也會引起Cr3+過高。當溶液中三價鉻離子偏高，對鍍層質量產生影響時，可在陰極上掛上鐵棒，在陽極面積與陰極面積之比為30：1，陽極電流密度為1.8~2安/分米2，溫度為50~60℃的條件下進行電解處理至三價鉻離子含量恢復正常為止。（二）操作條件的影響1.電流密度和溫度鍍鉻的電流密度及溶液的溫度對鍍鉻溶液的性能（分散能力、陰極電流效率）及鍍層性質（如光澤、硬度、網紋等）影響很大，必須嚴格控制。提高電流密度和降低溶液的溫度都是有利于電流效率的提高，因此應采用較高的電流密度和較低的溶液溫度為好。一般來說，電鍍鉻時的陰極電流密度必須與溶液的溫度相匹配，才能保證鍍層有較好的外觀質量和硬度。溫度和電流密度對鍍層外觀的影響如圖所示。

從圖中可以看出，要想獲得具有某種性質的鉻層，就不能隨便地改變電流密度與溫度的匹配關系。圖中兩條曲線把鍍層分成三個區(qū)域。在低溫度和高電流密度時，鍍層為暗灰色（Ⅲ區(qū)），這種鍍層的特征是硬而脆，且有網狀裂紋；在低溫度和低電流密度時無鍍層（Ⅳ區(qū)）；在高溫度和低電流密度時，鍍層為乳白鉻（Ⅱ區(qū)），這種鍍層特征是硬度低、塑性好，且沒有網紋；在中等溫度和中等電流密度時，鍍層的光亮度較好（Ⅰ區(qū)），這種鍍層硬度較高，且有網狀裂紋及結晶較細致，一般鍍硬鉻及防護裝飾性鍍鉻多采用此工藝條件（30~50A/dm2、45~60℃）。

在同一溶液中，只要控制一定的電流密度和溫度，就可得到如硬鉻、防護-裝飾性鉻、乳白鉻等不同特征的鉻層。但為了得到光亮度高的鉻鍍層，必須在規(guī)定的工藝范圍之內提高電流密度的同時也提高溶液的溫度。相反，電流密度低時溫度也要相應降低。2.雜質（1）金屬雜質。鍍鉻時，由于操作不當和在鍍件深凹處鐵質發(fā)生溶解及鋼鐵件落入槽底等原因，會造成鍍鉻溶液中鐵、銅、鋅、鉛、鎳等金屬離子的累積，當其中任何一種金屬達到一定含量時，都將給鍍鉻工藝帶來危害（如鍍層的光亮區(qū)域變窄，溶液的分散能力下降且導電性能降低等）。當溶液中鐵的含量超過15克/升，或銅的含量超過5克/升，或鋅的含量3克/升時，溶液必須進行處理。（2）氯離子。氯離子來源于用自來水配制或調整溶液，或金屬工件經鹽酸浸蝕后帶入。氯離子含量達到0.3~0.5克/升時，會使溶液的電流效率和覆蓋能力降低，鍍層發(fā)灰、發(fā)花、起針孔，抗蝕能力降低。鍍鉻溶液中去除氯離子的方法都較麻煩，有采用在加熱（60℃）的情況下電解，使氯離子在陽極上氧化成氯氣逸出；也有采用加入碳酸銀，使其生成氯化銀沉淀的方法除去。故生產中必須防止氯離子帶入溶液中。如帶深孔的退鍍件，鍍鉻前必須把工件深孔中的鹽酸用水充分洗凈后才能入槽。五、標準鍍鉻液鍍硬質耐磨鉻常見故障及糾正方法序號發(fā)現(xiàn)缺陷形成原因消除方法1鍍層與底層金屬結合不牢，脫皮a.鍍前處理不良；b.中途斷電或預熱不好；c.電流密度或溫度變化太大。a.加強鍍前處理。b.充分預熱，電鍍時中途不準斷電。c.嚴格控制電流密度和溫度。2零部件部分未鍍上鉻層a.零件形狀復雜；b.電流密度太低；c.鍍鉻時零部件上聚集有氣袋。a.加用輔助陽極。b.調整電流密度。c.正確裝掛零件。3垂直掛具零件下面發(fā)灰零件下部離槽底太近≥100mm為宜4零件的尖角或邊緣有鉻瘤和破裂尖角或邊緣處電流密度過大加輔助陰極5銅零件全部鍍不上鉻零件腐蝕過強可用鎳作底層6鍍層發(fā)灰無光澤硫酸含量不足；三價鉻含量過高；鐵雜質含量高；鉻酐含量低；陽極電流密度高；溶液溫度低。增加硫酸含量。2、增加陽極面積電解處理。3、用蒸餾水沖淡溶液及增加鉻酐和硫酸。4、調解溶液。5、調整電流密度。6、提高溫度。六、乳白鉻+硬鉻工藝乳白鉻鍍層韌性好、孔隙率低，顏色乳白，光澤性差，，硬度較硬鉻鍍層及光亮鍍層都低，但其耐蝕性較高，因此為了獲得既耐磨又耐蝕的表面，目前常采用雙層鉻鍍層，即在工件表面先鍍乳白鉻，然后再鍍硬鉻，這種配合綜合了乳白鉻鍍層及硬鉻鍍層的有點，集團公司東區(qū)電鍍生產線采用的就是乳白鉻+硬鉻工藝，其電鍍工藝參數如下表：溫度電流密度乳白鉻70-7515-25硬鉻55-6035-45

第七講表面的整平處理一、概述表面的整平處理是對基體或鍍層的粗糙表面進行機械或化學整平，一般包括磨光、拋光、滾光、噴砂、化學拋光及電化學拋光等等。根據基體材料的性質、基體材料表面被污染的狀態(tài)及形狀的不同，可以選用不同的處理方法。就我分廠而言，鍍鉻件的基體及鍍層表面處理主要是采用磨光和拋光處理，帶氧化皮的淬火銷軸鍍鋅前采用滾光或噴砂處理。磨光和拋光最顯著的區(qū)別在于：拋光必須使用拋光膏而磨光不用。此外，磨光會磨削掉大量的金屬，而拋光不存在顯著的金屬損耗。因此，嚴格地說，我廠“拋光”只有拋鉻屬于拋光，拋鐵、拋銅錫合金應屬于磨光。二、磨光輪磨光1、磨光的作用磨光是除去基體材料（或中間層）表面的毛刺、砂眼、焊疤、劃痕、腐蝕痕、氧化皮和各種宏觀缺陷，以提高基體材料表面平整度的一種機械處理方法，一般是在粘有磨料的磨輪上進行的。金屬表面上的氣孔、腐蝕痕、劃痕、砂眼等缺陷的存在，不僅不能使金屬表面獲得平整光滑的鍍層，而且這些低處易存留鍍前處理和電鍍過程中的各種酸堿電解液，使鍍層產生斑點或泛點和起泡，或粘附塵粒和金屬粉末，使鍍層產生毛刺和結瘤，或因這些結合不牢的毛刺和結瘤脫落而產生凹坑。因此對粗糙表面進行磨光，是保證鍍層質量的重要措施之一。3、磨輪及磨料常用的磨料有人造剛玉、金剛砂、碳化硅、硅藻土、石英砂等。磨料根據其顆粒尺寸分為磨粒、磨粉、微粉和超微粉4組。通常根據金屬制品的材質、材料表面原始狀態(tài)和加工后表面的質量要求來選擇磨料的種類和粒度。磨光后零件表面粗糙度Ra值可達0.4μm。磨輪粘砂的質量，對生產效率、使用壽命以及生產的質量影響很大。其關鍵是配制膠水和粘結的操作。膠水的濃度根據金剛砂的號數而定，砂粒越粗，使用的膠水濃度越高；砂粒越細，使用的膠水濃度越低；例如，粘結100~180號砂用的牛皮膠，其濃度為30%左右。配制膠水時，將稱量好的牛皮膠用所需的涼水泡脹，然后再用水浴加熱。磨輪粘砂的操作過程如下：①加熱膠水（不超過100℃），并且在60~80℃下，預熱金剛砂及磨輪；②刷第一層膠水，等干后再刷第二層膠水，并滾粘砂粒，要粘均勻并壓緊；③在60℃左右進行干燥，也可以在室溫下干燥24h。電鍍前的表面整平處理通常使用120＃~280＃磨料，依次加大磨料的號碼，由粗到細分幾道工序進行研磨。如果基體材料表面原始狀態(tài)很粗糙，則應先用比120＃更粗的磨料進行粗磨。另外，磨輪旋轉的圓周速度也直接影響被加工表面的平整程度。一般來說，圓周速度越高，磨光的精度越低。因此，精磨所用的磨輪轉速應低于粗磨所用的轉速。三、機械拋光機械拋光利用的是拋光輪與拋光膏的精細磨料，對零件進行輕微的切削和研磨作用，除去基體材料表面的細微不平，達到提高表面光潔度的目的。它是在涂有拋光膏的拋光輪上進行的。機械拋光與磨光不同，它沒有明顯的金屬屑被切下來。機械拋光可以用于鍍前基體材料表面預處理，也可以用于鍍后鍍層的精加工。1、拋光的原理一般認為，高速旋轉的拋光輪與金屬制品表面摩擦所產生的高溫，可以使金屬表面的塑性提高，在拋光力的作用下，金屬表面產生塑性變形，突起的部分被壓入并流動，填平了金屬制品表面的細微不平。另外，拋光時產生的高溫，使金屬制品表面和拋光膏及周圍的空氣介質發(fā)生化學反應，迅速形成一層極薄的氧化膜或其他化合物膜層，這種膜層不斷被拋去，又不斷形成平整光滑而且有光澤的表面。這樣反復進行拋光，最終就可以獲得光澤、平整的拋光表面。

2、拋光的作用拋光的作用主要有如下幾點：①可以提高制品的光潔度，使制品獲得裝飾性外觀；②可以提高制品的耐蝕性；③進一步除去制品表面的細微不平。3、拋光膏及圓周速度

拋光膏是由細微顆粒的磨料、各種油脂及輔助材料制成的。拋光中常使用的拋光膏有氧化鉻（綠色）、氧化鐵（紅色）、氧化鋁（白色）等幾種。綠色拋光膏中的主要磨料是硬而銳利的氧化鉻綠色細微粉末，適用于鉻、不銹鋼、硬質合金鋼等硬質材料的拋光（我廠鍍鉻件的拋光即采用綠膏）；紅色拋光膏中的主要磨料是具有中等硬度的氧化鐵和長石細粉末，適用于鋼鐵制品等中等硬度材料的拋光；白色拋光膏中的主要磨料呈圓形，適用于鎳、鋁、銅及其合金等軟質金屬的拋光及要求低粗糙度表面的精拋光。拋光時應根據被拋光材料的性質及拋光表面的質量要求選用合適的拋光膏。拋光完后，粘附在零件上的拋光膏，可以用汽油洗去。機械拋光時的轉速，以圓周速度（線速度）來進行控制。一般來說，硬質的金屬材料，使用較高的圓周速度；較軟的金屬材料，使用較低的圓周速度。拋光輪最大的圓周速度一般不應該超過35m/s。4、拋光的質量要求⑴拋光后的工件表面光潔度Ra不應低于0.4μm，鍍后拋光的工件應接近鏡面光澤，允許工件邊緣及孔眼周圍有不明顯的變形。⑵不允許拋光后露金屬底層或中間層及漏拋部分鍍區(qū)。⑶不允許拋光后的工件有磕碰傷及較重劃痕。⑷燒焦邊角粗糙面，拋光后不應有殘留物。⑸不允許圓軸類工件拋光后有波紋及落砂痕。注意：工件在鍍后的拋光不能過量，以免使鍍層太薄而達不到防蝕效果。第八講鍍鋅一、概述鋅易溶于酸，也能溶于堿（如斷電時鋅板表面仍放出大量氣泡，此即在堿液中鋅板發(fā)生了化學溶解），故屬于兩性金屬。鋅在干燥的空氣中幾乎不發(fā)生變化；在潮濕的空氣中，鋅表面會生成白色的堿式碳酸鋅膜（即常見的鍍鋅層泛白或“長胡子”）。在含二氧化硫、硫化氫以及海洋性氣氛中，鋅的耐蝕性較差，尤其是在高溫高濕含有機酸的氣氛中，鋅層極易被腐蝕。

鋅的標準電極電位為―0.76伏，就基體為鋼鐵的工件而言，為陽極性鍍層，對基體有較好的電化學保護作用，故其防護性的優(yōu)劣與鍍層厚度的關系很大。鍍鋅層鈍化后，生成一層光亮美觀的彩色膜，能將鍍層的耐蝕性提高5~7倍。由此可見，生產實際中嚴格控制鈍化層的質量，對提高鍍層質量有極其重要的現(xiàn)實意義。鍍鋅工藝一般分無氰工藝和有氰工藝兩類。含氰工藝由于對環(huán)境污染嚴重，在一般的民品生產中已被淘汰，我廠目前采用的是無氰鍍鋅中的堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝。二.堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝流程化學除油上掛具冷水洗陽極除油冷水洗酸洗冷水洗鍍鋅冷水洗一次鈍化二次鈍化冷水洗燙干卸掛具

堿性鋅酸鹽鍍鋅具有成分簡單，使用方便；鍍層細致光亮，鈍化膜不易變色；鍍液對設備腐蝕性小，廢水處理簡單等優(yōu)點。但是也存在鍍液電流效率較低（70~85%）等缺點，特別是鍍層超過一定厚度時脆性增加，超過3絲以上極易出現(xiàn)脆性開裂和起皮鼓泡等質量問題，這一點在實際生產中應特別引起注意。

堿性鋅酸鹽鍍鋅必須加入添加劑，否則鍍出的是黑色、疏松的海綿狀鋅層，我廠添加劑目前采用的是武漢風帆公司的DPE-Ⅲ和WBZ-Ⅲ。其中DPE-Ⅲ屬于晶粒細化劑（又稱極化型添加劑），主要是增大陰極極化，使鍍層結晶細致，單獨使用此類添加劑電流密度范圍較窄，鍍層不夠光亮。因此必須同時使用第二類添加劑——光亮劑。WBZ-Ⅲ即屬于光亮劑，它主要是改善鍍層的光亮性，同時對鍍層應力、晶粒大小也有重要影響。如前所述，添加劑都有其優(yōu)缺點，生產實際中必須注意添加劑的補加方法和用量控制，一個基本的原則就是少加勤加。三、鈍化處理為提高鍍鋅層的耐蝕性，增加其裝飾性，必須進行鉻酸鹽鈍化處理，使鋅層表面生成一層穩(wěn)定性高、組織致密的鈍化膜。鈍化膜的組成大致為：Cr2O3·Cr（OH）CrO4·Cr2CrO4·ZnCrO4·Zn2（OH）2CrO4·Zn（CrO2）2·ΧH2O

三價鉻化合物是膜的主要成分，它不溶于水，具有較高的穩(wěn)定性，強度高，是構成膜層的“骨架”，使鍍層受到良好的保護。三價鉻化合物一般呈綠色，它在膜中呈藍白色。六價鉻化合物通過夾雜、吸附或化學鍵力的作用，分布于膜的內部起填充空隙的作用。六價鉻化合物能溶于水，在潮濕的介質中，它能逐漸從膜中滲出，溶于膜表面凝結的水中形成鉻酸，具有使鍍層再鈍化的性能。當鈍化膜受輕度損傷時，可溶性的六價鉻化合物會使該處再鈍化，抑制受傷部位鋅鍍層的腐蝕。

六價鉻化合物一般是黃色或橙色，它與三價鉻化合物一起，形成彩虹色。隨著鈍化膜厚度的減薄，膜的色彩變化由紅褐色→玫瑰紅色→金黃色→橄欖綠色→綠色→紫紅色→淺黃色→青白色。目前國內采用的鈍化處理工藝有彩色鈍化、白色鈍化、黑色鈍化、五酸草綠色鈍化等，我公司采用的是三酸二次彩色鈍化。1.三酸二次鈍化工藝規(guī)范：藥品名稱分子式一次鈍化含量范圍（g/L)二次鈍化含量范圍（g/L)鉻酐CrO3150-18040-70硫酸H2SO46-82-4硝酸HNO37-95-7還原劑適量適量2.鈍化溶液的調整和維護1）新配的鈍化液缺乏Cr3+，須加入鋅粉或硫酸亞鐵，使Cr6+部分還原為Cr3+

。鋅粉加入量一般為2~3g/L，硫酸亞鐵加入量為4~5g/L。2）鈍化時成膜慢，膜較薄，可補加鉻酐或少量硫酸。因為鉻酐的含量影響成膜速度，而硫酸是成膜的主要介質條件。如果沒有硫酸存在，則不管鉻酸濃度如何變化，都不會得到鈍化膜。實際生產中很少補加硫酸，因為硫酸含量過高，膜層疏松，易掉膜。3）鈍化膜光亮度差，可補加硝酸。硝酸主要起化學拋光作用，但硝酸濃度太高，酸度就相應增大，加速膜的溶解，膜層變薄，結合力差，易掉膜。4）溶液中可加入高錳酸鉀或冰醋酸，以提高鈍化膜的結合力和耐磨性。5）必須嚴格控制pH值，特別是低鉻鈍化液。鈍化過程pH值會升高，可用鉻酐、硝酸或硫酸調整。6）鈍化時必須使溶液充分攪拌，膜層色澤才能均勻一致。7）控制鈍化時間，掌握膜層的厚度，以便獲得美麗鮮艷的鈍化膜。五、鍍鋅常見故障的種類、產生的原因及消除方法一）堿性鋅酸鹽鍍鋅常見故障及糾正方法發(fā)現(xiàn)的缺陷形成原因消除方法鍍層粗糙⑴鋅的含量太高；⑵堿的濃度太高；⑶鍍液雜質多。⑴換輔助陽極。⑵降低NaOH。⑶除雜，過濾。沉積速度慢及部分鍍不上⑴鍍前處理不好；⑵鋅含量不足；⑶電流過小；⑷堿的濃度低；⑸導電不良。⑴加強鍍前處理。⑵補充鋅或增掛鋅陽極。⑶增大電流密度。⑷補充NaOH。⑸檢查導電情況。分散能力低⑴鋅濃度過高；⑵堿的濃度過低；⑶添加劑太少；⑷鍍液溫度太高。⑴換輔助陽極。⑵補充NaOH。⑶補充添加劑。⑷降低溫度。鍍層發(fā)脆起泡⑴鍍前處理不好；⑵添加劑過高；⑶重金屬過多；⑷鍍液溫度太低；⑴加強鍍前處理。⑵用活性炭處理。⑶消除重金屬。⑷提高溫度。鍍層發(fā)暗呈海綿狀或燒焦⑴有過量的重金屬雜質;⑵電流密度高。⑴去除是金屬雜質.⑵除低降低電流密度.在槽壁和陽極上有白色疏松的沉淀物，陽極溶解不良電解液中碳酸鹽積累所致。用冷卻法去除二）鍍鋅鈍化常見故障及糾正方法序號發(fā)現(xiàn)缺陷形成原因消除方法1鈍化膜過薄，厚度不定硫酸量大加入適量鉻酐和硝酸2鈍化膜發(fā)白硫酸、鉻酐均多加入適量鉻酐和硝酸3鈍化膜松軟不平硫酸量高加入BaCO3中和或沖淡4鈍化膜呈紫紅色近黑色鉻酐、硝酸少加入適量鉻酐如仍不亮可加適量硝酸5薄膜發(fā)暗無光澤硝酸量太小增加硝酸6鈍化層有白點或另件接縫處發(fā)白電解液未洗凈加強酸洗第九講電鍍廢水處理工藝概述電鍍過程中產生的有害廢水、廢氣和廢渣簡稱“三廢”。電鍍“三廢”中含有的高毒害物較多，對環(huán)境造成嚴重污染，破壞自然，影響生態(tài)平衡。就我廠而言，電鍍產生的廢水主要有酸堿廢水、含鉻（Cr6+

）廢水、含氰（CN-）以及銅（Cu2+

）等其它金屬鹽的廢水。廢氣主要有酸堿廢氣、鍍鉻時的鉻酸霧及氰化物鍍銅錫合金時產生的劇毒HCN氣體、氮氧化合物、NH3及拋光時產生的粉塵。這些既對人體產生危害，又對金屬設備產生嚴重的腐蝕。目前，結合國家法律法規(guī)和我廠實際，我廠廢水處理的主要對象是含鉻、含氰廢水。就Cr6+

、CN-而言，Cr6+規(guī)定的排放標準為≤0.2mg/L，CN-規(guī)定的排放標準為≤0.3mg/L。有害物的理化特征1、Cr6+在我廠主要以CrO3的形式存在，為紫紅色片狀晶體，劇毒，有強氧化性，在酸性溶液中以游離態(tài)存在，在堿性溶液中以CrO42-形式存在，在酸性條件下易還原為毒性較小的Cr3+，。2、CN-在我廠主要以NaCN和CuCN形式存在，劇毒，溶于水后和CN-形成絡合物，易氧化，在溶液中易發(fā)生以下反應：

CN-+H+→HCN↑HCN+O2+H2△光CO2↑+NH3↑在堿性條件下，CN-易被漂白粉、次氯酸鈉氧化成CO2和N2：2NaCN+5NaClO+H2O=2CO2↑+N2↑+2NaOH+5NaCl我廠廢水處理基本原理和方法

1.含氰廢水含氰廢水的處理采用以次氯酸鈉為原料的堿性氯化法處理。其原理是：在PH值為9~12的堿性條件下，利用含氰廢水處理機計量投入次氯酸鈉，利用活性氯對廢水中的氰化物發(fā)生氧化作用生成毒性較小的氰酸鹽（氰酸鹽的毒性僅為氰化鈉的千分之一），氰酸鹽再進一步氧化成二氧化碳和氮氣?？偡磻缦拢?NaCN+5NaClO+H2O=2CO2↑+N2↑+2NaOH+5NaCl

通過以上處理，劇毒的CN-變成無毒無害的二氧化碳和氮氣溢出，處理后的水流入外面小沉淀池，調解PH值8-9，經壓濾機固液分離，經膜設備進一步過濾，達標排放。2.含Cr6+綜合廢水綜合廢水中的有毒有害物質主要是Cr6+、Cr3+、Zn2+等金屬離子，我廠采用旋流還原廢水處理設備進行處理。其基本原理是：在酸性條件下，Cr6+在水溶液中以CrO42-形式存在，通過廢水處理機自動加藥（亞硫酸氫鈉藥、硫酸），在旋流反應管中經多次碰撞反應，最終使Cr6+金屬離子形成Cr3+，并經調解PH值8-9，使Cr3+、Zn2+等金屬離子形成Cr(OH)3、Zn(OH)2沉淀，沉淀物經板框壓濾機濾除，經超濾膜進一步去除，從而達到去除有害金屬離子的目的。其主要反應方程式如下：5H++Cr2O72-+3HSO3-—→2Cr3++3SO42-+4H2OCr3++3OH-→Cr(OH)3↓Zn2++2OH-→Zn(OH)2↓Mn++nOH-→M(OH)n↓次氯發(fā)生器氯化鋇達標排放平流槽次氯儲槽氫氧化鈉含氰廢水均化池次氯酸鈉水泥反應池緩沖反應池廢水處理機均化池含鉻廢水收集池沉淀池壓濾機亞硫酸氫鈉/硫酸氫氧化鈉膜設備濃縮液回流氫氧化鈉電鍍廢水處理工藝流程圖調節(jié)PH=9-12碘化鉀淀粉試紙變蘭調節(jié)PH=2-5調節(jié)PH=8-9廢水顏色由黃變綠含氰廢水處理步驟

(1)開機：①開除氰輔助裝置總電源；②開次氯發(fā)生器閥門或次氯儲器閥門，調流量計閥門到適當流量；③開廢水泵，調流量計閥門到適當流量；④開啟計量泵調解PH值9-12。⑤用碘化鉀淀粉試紙檢測從多級反應槽流出的廢水，試紙變蘭即為合格，破氰基本完成，廢水可排入外面小沉淀池中進一步處理銅、錫等金屬離子。否則，須重新調整廢水及次氯酸鈉流量，直到試紙變蘭。（2）關機：①先關廢水泵，使流量回到0狀態(tài)，將閥門關閉；②再關次氯發(fā)生器閥門和次氯儲器閥門。③關閉計量泵④最后關破氰輔助裝置總電源。含鉻廢水處理步驟（1）開機順序：①開綜合廢水處理機總電源；②開亞硫酸氫鈉泵，調流量計閥門到適當流量；③開硫酸泵，調流量計閥門到適當流量；④開廢水泵，調流量計閥門到適當流量。⑤用PH試紙檢測廢水機出來的廢水PH值，PH值控制在2-5范圍，觀察廢水機出來的廢水顏色，必須由黃變蘭綠，用試鉻靈檢測流到緩沖槽另外一端的廢水，顏色不允許變紅，否則，需重新調整各閥門流量直至檢測合格。（2）關機①關廢水泵，使流量計流量回到0位置，關閉閥門；②關亞硫酸氫鈉泵，使流量計流量回到0位置，關閉閥門；③關硫酸泵，使流量計流量回到0位置，關閉閥門；④關閉綜合廢水處理機總電源。廢水處理參數控制1.除氰裝置平流槽流出的含氰廢水，用碘化鉀淀粉試紙檢測變蘭，除氰充分，合格。2.從主機流出到緩沖槽中的廢水，pH值應控制在2~5。3.從主機流出到緩沖槽中的廢水，顏色由黃變蘭綠。4.從主機流出到緩沖槽中的廢水，流到緩沖槽另外一端的廢水用試鉻靈檢測，顏色不能變紅。5.從水泥反應池到外沉淀池的廢水pH值應控制在8~9。6.從過濾機流入中和槽的水，pH值控制在7~9為好。7.從過濾機流入中和槽的水，膜排水口出來的水用試鉻靈檢測，顏色不能變紅。8.外面小沉淀池中當含堿量高時，用酸把pH值控制在8~9。處理廢水藥劑的配制及作用1.亞硫酸氫鈉溶液的配制：濃度：50克/升，配滿一槽（1000升），加亞硫酸氫鈉50公斤（2袋）。配制方法：先把亞硫酸氫鈉溶解槽加自來水到3/4體積，加藥攪拌溶解，再加自來水到滿槽。作用：還原六價鉻，使六價鉻離子變?yōu)槿齼r鉻離子。2、氫氧化鈉溶液的配制濃度：50克/升，配滿一槽（1000升），加氫氧化鈉50公斤（2袋）。配制方法：先把氫氧化鈉溶解槽加自來水到1/2體積，然后把氫氧化鈉逐漸倒入鐵槽中，開自來水沖著溶解，最后加自來水到滿槽。作用：調解pH值，一方面使鋅、三價鉻變成氫氧化物沉淀，以達到濾除的目的，另外達到次氯與氰化物反應的條件。3、稀硫酸溶液的配制濃度：1.84克/升，配滿一槽（1000升），加濃硫酸藥1.84公斤（2瓶）配制方法：先把酸加藥槽加自來水3/4體積，然后在攪拌下慢慢倒入濃硫酸，最后加自來水滿槽。作用：調解pH值，達到亞硫酸氫鈉使六價鉻還原到三價鉻的反應條件。九廢水處理注意事項1.我廠廢水處理機屬半自動，操作除氰輔助裝置、綜合廢水處理機時，先用手動調試，待穩(wěn)定后再轉為自動（前面介紹的操作方法都是按手動），防止流量計沖擊造成損壞。2.廢水處理設備有多臺泵，當運轉時，室內必須有人看管。3.處理間冬季無取暖設備且長時間不用時，要打開處理機下部管路活接，放掉廢水，以防凍壞部件。4.濾布長期使用后，變污、變舊，應先用自來水刷洗，然后再用20%工業(yè)鹽酸浸泡，再用自來水沖洗干凈備用。5.室內必須保持整潔、衛(wèi)生。6.每天做好污水處理記錄。7.試鉻靈應用棕色試劑瓶避光存放，存放時間不應超過一個月。8、西面9號池的水位離廢水車間地面的距離不能小于2米。9、含氰廢水機關掉后，次氯儲器的閥門及次氯發(fā)生器閥門必須關掉，避免次氯外流，造成廢水