電鍍,電鑄,電泳,濺鍍,陽極處理

--------電鍍,電鑄,電泳,濺鍍,陽極處理的區(qū)分制造產品的功能電鍍之一。電鑄據稱電鑄始于1８38年。當時，蘇聯的Jａcoｌi臘,通過石墨使其外表具有導電性，然后外表鍍銅,鍍后脫模，以此制成銅的復制品。日本昭和初年，京都市工業(yè)爭論所和大板造幣司等單位就已積極開展了在石膏母型上鑄銅，在絕緣體上電鍍等方面的爭論，并制作了許多精巧的金屬工藝品。但是,以石膏或臘等作為母型模進展電鑄時，不僅制造技藝要求高、操作麻煩,而且母型易破損,難以制出精巧的復制品,所以電鑄的應用范圍格外有限。后來，由于塑料母型材料的問世以及電鍍水平的提高 ,電鑄技術也得到很大進展，并廣泛應用于制造那些承受其它方法不能制造的或加工有困難的急需產品。特別是最近幾年，由于電鑄用于制造宇航或原子能的某些零件，它已作為一種尖端加工技術而為人們所矚目。 (此外通過電鍍使金屬與金屬相結合的所謂“電結合技術”也進展了爭論。這種電結合的金屬不會因熱而轉變金屬材質的機械性能和物理性。利用金屬的電解沉積原理來準確復制某些簡單或特別外形工件的特種電鍍的特別應用。電鑄是俄國學者Б.С.雅可比于18３7年制造的。最初主要用于復制金屬藝術品和印刷版，19造唱片壓模，以后應用范圍逐步擴大。圖為電鑄的根本原理。把預先按所需外形制成的原模作為陰極，用電鑄材料作為陽極,一同放入與陽極材料一樣的金屬鹽溶液中，通以直流電。在電解作用下，原模外表漸漸沉積出金屬電鑄層 ,到達所需的厚度后從溶液中取出，將電鑄層與原模分別，便獲得與原模外形相對應的金屬復制件。電鑄的金屬通常有銅、鎳和鐵3種,有時也用金、銀、鉑鎳－鈷、鈷－鎢等合金，但以鎳的電鑄應用最廣。電鑄層厚度一般為 0．02~6毫米,也有厚達25毫米的。電鑄件與原模的尺寸誤差僅幾微米。電鑄的主要用途是準確復制微細、簡單和某些難于用其他方法加工的特別外形模具及工件等，例如制作紙幣和郵票的印刷版、唱片壓模、鉛字字模、玩具滾塑模、模型模具、金屬藝術品復制件、反射鏡、外表粗糙度樣原模的材料有石膏、蠟、塑料、低熔點合金、不銹鋼和鋁等。原模一般承受澆注、切削或雕刻等方法制作，對于周密細小的網孔或簡單圖案 ,可承受照相制版技術。非金屬材料的原模須經導電化處理，方法有涂敷導電承受照相制版技術。非金屬材料的原模須經導電化處理，方法有涂敷導電粉、化學鍍膜和真空鍍膜等。對于金屬材料的原模,先在外表上形成氧化膜或涂以石墨粉，以便于剝離電鑄層。12液的恒溫、攪拌、循環(huán)和過濾等裝置組成。電鑄溶液承受含有電鑄金屬離子的硫酸鹽、氨基磺酸鹽、氟硼酸鹽和氯化物等的水溶液。電鑄的主要缺.02~0.05電鑄溶液，并適當提高溶液溫度和加強攪拌等措施,可以提高電流密度，縮短電鑄時間,從而可以提高電鑄效率。這種方法在鎳的電鑄中已獲得應用。電鑄工藝電鑄工藝屬現代技術，其原理與電鍍一樣。在鑄液中，陰模為鑄件，表件上，到達肯定厚度即可取出。然后打磨焊接，進展外表處理秀麗的電鑄首飾。,即成為一件電鑄的產品適用行業(yè)范圍電鑄過的產品適應于很多行業(yè):手機、數碼、家電、電腦、汽車、五金、玩具、高檔禮品等。電鑄過的產品一般不會退色 ,相當適用于：手機按鍵、數碼按鍵、攝像頭裝飾、電腦導光板、汽車車燈、道路反光板、 DVD、音響、玩具、模型等。電泳涂裝(eleｃtro-coaｔing)是利用外加電場使懸浮于電泳液中的顏原理制造于是2０世紀3０年月末,但開發(fā)這一技術并獲得工業(yè)應用是在19６3最具有實際意義的施工工藝。具有水溶性、無毒、易于自動化掌握等特點,快速在汽車、建材、五金、家電等行業(yè)得到廣泛的應用。? 電泳涂裝是把工件和對應的電極放入水溶性涂料中,接上電源后,依靠電電化學反響過程,其中至少包括電泳、電沉積、電滲、電解四個過程。電泳涂裝〔〕；按電源可分為直流電泳和溝通電泳；按工藝方法又有泳。? 沉積槽；7-循環(huán)泵? 電泳涂裝與其他涂裝方法相比較,具有下述特點:?90%~95％；(３)涂膜厚度均勻,附著力強,涂裝質量好,工件各個部位如內層、凹陷、焊縫等?(4)生產效率高,施工可實現自動化連續(xù)生產,大大提高勞動效率；?的治理簡單，施工條件嚴格，并需進展廢水處理;易掌握。?一、電泳涂裝的設備?? 電泳涂裝的設備是由電泳槽、攪拌裝置、涂料過濾溫度調整裝置、涂料治理裝置、直流電源裝置、電泳涂裝后的水洗裝置、超濾裝置、烘烤裝置、備用罐等組成。電泳槽槽體的大小及外形需依據工件大小、外形和施工工藝確定。在保證肯定的極間距離條件下,應盡可能設計小些。槽內裝有過濾裝置及溫度調整裝4～６次,當循環(huán)泵開動時,槽內漆液液面應均勻翻動。涂料治理裝置的作用在于補充調整涂料成分,H電泳電源的選擇,一般承受直流電源。整流設備可承受硅整流器或可控硅。電流的大小與涂料的性質、溫度、工作面積、通電方式等有關，一般為３0~５0A／m段,應依據涂料的品種和工件的狀況制訂。??二、影響電泳涂裝的主要工藝參數??1、電壓?很大；電壓越高，電泳漆膜越厚，對于難以涂裝的部位可相應提高涂裝力量,縮短施工時間。但電壓過高,會引起漆膜外表粗糙，烘干后易產生“橘皮”現象。6０~１0０V，70～85V。?２、電泳時間?電泳時間應依據所用的電壓，在保證涂層質量的條件下，越短越好。一般工件電泳時間為13至4可適當提高電壓和延長時間。3??、涂料溫度沉積量少,成膜慢，涂膜薄而致密。施工過程中，由于電沉積時局部電能轉化成某些方面１5～3０℃。4??、涂料的固體分和顏基比? 市售的電泳涂料的固體分一般為５0%左右，施工時，需用蒸餾水將涂料10%～15%。固體含量太低，漆膜的遮蓋力不好,顏料易沉淀,涂料的穩(wěn)定性差。固體分過高，粘度提高，會造成漆膜粗糙疏松,附著力差。一般顏4涂料的顏料量會漸漸下降，必需隨時添加顏料分高的涂料來調整。沉積的涂膜會再溶解,漆膜變薄，電泳后沖洗會脫膜。PH值過低,工件外表光不全都漆液的穩(wěn)定性不好,已溶解的樹脂會析出,漆膜外表粗糙附著力降低。一般要求施工過程中,PH值掌握在7.5~８.5之間在施工工程中,由于連續(xù)進展電泳，陽離子的銨化合物在涂料中積蓄，導致PＨ值的上升?？沙惺苎a加低ＰＨ值的原液，更換陰極罩蒸餾水，用離子交換樹脂除去銨離子,承受陽極罩等方法降低PH值。假設PH值過低時，可參加乙醇銨來調整、涂料電被涂物件從前一道工序帶入電泳槽的雜質離子等引起涂料電阻值的下降,從而導致漆膜消滅粗糙不均和針孔等弊病。在涂裝施工中,需對涂料進展凈化處理。為了得到高質量涂膜,可承受陰極罩設備，以除去銨及鈣、鎂等雜質正離子。?7、工件與陰極間距離?距離近,沉積效率高。但距離過近,會使漆膜太厚而產生流掛、橘皮等弊２0cｍ泳涂裝的方法及技巧(1〕一般金屬外表的電泳涂裝,其工藝流程為:?? →上線→除油→水洗→除銹→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→鈍化→電泳涂裝→槽上清洗→超濾水洗→烘干→下線。?(2)被涂物的底材及前處理對電泳涂膜有極大影響。鑄件一般承受噴砂或噴丸進展80＃~120＃砂紙去除外表殘留的鋼丸等雜物。鋼鐵外表承受除油和除銹處理，對外表要求過高時,進展磷化和鈍化外表處理。黑色金屬工件在陽極電泳前必需進展磷化處理,否則漆膜的耐腐蝕性能均勻。?(3〕在過濾系統(tǒng)中，一般承受一級過濾，過濾器為網袋式構造,孔徑為2５～75μm。電泳涂料通過立式泵輸送到過濾器進展過濾。從綜合更換周期和漆膜質量50μm了過濾袋的堵塞問題。??〔4〕電泳涂裝的循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)量的大小，直接影響著槽液的穩(wěn)定性和漆膜的質量。加大循環(huán)量，槽液的沉淀和氣泡削減;但槽液老化6~８次/h狀況，逐步調高電源的工作電壓,以補償陽極隔膜的電壓降。?(6〕超濾系統(tǒng)掌握工件帶入的雜質離子的濃度,保證涂裝質量。在此系統(tǒng)的運行的樹脂和顏料附著在超濾膜上，無法徹底清洗,將嚴峻影響超濾膜的透水率和使30～４0一次,以保證超濾浸洗和沖洗所需的超濾水。3按如下頻率測量槽液的參數：? 電泳液、超濾液及超濾清洗液、陰(陽〕極液、循環(huán)洗液、去離子清洗液的PＨ值、固體含量和電導率 顏基比、有機溶劑含量、試驗室小槽試驗 每周2次。?〔８〕對漆膜質量的治理,應常常檢查涂膜的均一性和膜厚,外觀不應有針孔、檢驗周期按生產廠家的檢驗標準，一般每個批次都需檢測。電鍍的涵義電鍍是應用電解原理在某些金屬外表鍍上一薄層其他金屬或〔2?電鍍的目的主要是使金屬增加抗腐蝕力量、增加美觀和外表硬度。3、電鍍的原理?子的電解質配成電鍍液；把待鍍金屬制品浸入電鍍液中與直流電源的負極相連，掩蓋在需要電鍍的金屬制品上。?更加重了金屬的腐蝕程度。為此,金屬外表處理工藝－-電鍍鉻技術應用格外廣180工藝通過陽極溶解、陰極吸附的技術原理,可在各種易氧化生銹的金屬工件外表傳統(tǒng)電鍍處理工藝的缺點也越來越明顯，其缺點主要表現為以下幾個方面:投資過大。電鍍槽的制備技術標準高，要求嚴，令一般投資者望而卻步。?? 過程中需直流電,能源消耗極大。? ３、生產本錢高。所使用的鉻酐價格昂貴，且有很大的毒害性，故而限制其應用范圍。? 4、生產過程中產生的含鉻廢水,排放滲入地下后不能分解，嚴峻污染地下水源。還會產生毒害氣體排放,污染環(huán)境和空氣危害人們的身心安康和生態(tài)環(huán)境,惡化了寬闊城鎮(zhèn)居民的居住質量。陽極化處理以鋁或鋁合金制品為陽極置于電解質溶液中，利用電解作用,使其外表形成氧是水電解的原理。當電流通過時,將發(fā)生以下的反響:在陰極上，按以下反響H2:2H++2e→H2在陽極上,4OH–４e→2H2O＋O2,析出的氧不僅是分子態(tài)的氧〔O2),還包括原子氧(O)，以及離子氧(O-2),通常在反響中以分子氧表示。作為陽極的鋁被其上析出的氧所氧化，形成無水的１2O3膜:４A1 +3O2 =２A1２O３+33５1J應指出,生成的氧并不是全部與鋁作用,一局部以氣態(tài)的形式析出。陽極氧化的種類陽極氧化早就在工業(yè)上得到廣泛應用冠以不同名稱的方法繁多,歸納起來有以下幾種分類方法: 按電流型式分有:直流電陽極氧化;溝通電陽極氧化以及可縮短到達要求厚度的生產時間膜層既厚又均勻致密,且抗蝕性顯著提高的脈沖電流陽極氧化。按電解液分有:硫酸、草酸、鉻酸、混合酸和以磺基有機酸為主溶液的自然著色陽極氧化。按膜層性質分有:一般膜、硬質膜(厚膜)、瓷質膜、光亮修飾層、半導體作用的阻擋層等陽極氧化直流電硫酸陽極氧化法的應用最為普遍,這是由于它具有適用于鋁及大局部鋁合金的陽極氧化處理;膜層較厚、硬而耐磨、封孔后可獲得更好的抗蝕性;膜層無色透亮、吸附力量強極易著色；處理電壓較低,耗電少;處理過程不必轉變電壓周期，有利于連續(xù)生產和實踐操作自動化;硫酸對人身的危害較鉻酸小，貨源廣，價格低等優(yōu)點。近十年來，我國的建筑業(yè)逐步使用鋁門窗及其它裝飾鋁材, 它們的外表處理生產線都是承受這種方法。陽極氧化膜構造、性質與應用1)陽極氧化膜的構造陽極氧化膜由兩層組成,多孔的厚的外層是在具有介電性質的致密的內層上成長起來的,后者稱為阻擋層(亦稱活性層)?！玻?阻擋層阻擋層是由無水的Ａ1２Ｏ３所組成,薄而致密,具有高的硬度和阻擋電流通過的作用(２)多孔的外層氧化膜多孔的外層主要是由非晶型及少量的r－A1２O3．H2O還含有電解液的陰離子。氧化膜的絶大局部優(yōu)良特性，如抗蝕、耐磨、吸附、絕緣等性能都是由多孔外層的厚度及孔隙率所打算的,然而這兩者卻與陽極氧化條件親熱相關,因此可通過轉變陽極化條件來獲得滿足不同使用要求的膜層。膜厚是陽極氧化制品一個很主要的性能指針,、絕緣及化學著色力量。在常規(guī)的陽極氧化過程中, 膜層隨著時間的增加而增厚。在逹到最大厚度之后,則隨著處理時因此，氧化的時間一般掌握在逹最大膜厚時間之內。2)陽極氧化膜的性質與應用陽極氧化膜具有較高的硬度和耐磨性、極強的附著力量、較強的吸附力量、良好的抗蝕性和電絕緣性及高的熱絕緣性。由于這些特異的性能, 使之在各方面都獲得了廣泛的應用以鋁或鋁合金制品為陽極置于電解質溶液中,利用膜的過程,稱為鋁及鋁合金的陽極氧化處理。鋁陽極氧化的原理實質上就是水電解的原理。當電流通過時,將發(fā)生以下的反響:在陰極上，按以下反響放出H２:2Ｈ++2e→H2在陽極上，4OH–4e-2H2O＋O2,析出的氧不僅是分子態(tài)的氧(O2)，還包括原子〔O),以及離子氧(O－2),通常在反響中以分子氧表示。作為陽極的鋁被其上析出的氧所氧化，形成無水的A1２O3膜：４A１+３O２=2A１2O3+３3５1J應指出,生成的氧并不是全部與鋁作用，一局部以氣態(tài)的形式析出。 陽極氧化的種類陽極氧化早就在工業(yè)上得到廣泛應用。冠以不同名稱的方法繁多,歸納起來有以下幾種分類方法：按電流型式分有：直流電陽極氧化;溝通電陽極氧化；以及可縮短到達要求厚度的生產時間膜層既厚又均勻致密,且抗蝕性顯著提高的脈沖電流陽極氧化。按電解液分有:硫酸、草酸、鉻酸、混合酸和以磺基有機酸為層性質分有:一般膜硬質膜(厚膜)瓷質膜、光亮修飾層、半導體作用的阻擋層等陽極氧化。直流電硫酸陽極氧化法的應用最為普遍，這是由于它具有適用于鋁及大局部鋁合金的陽極氧化處理;膜層較厚、硬而耐磨、封孔后可獲得更好的抗蝕性;膜層無色透亮、吸附力量強極易著陽極氧化膜的構造陽極氧化后者稱為阻擋層(亦稱活性層)。(1)A12O3濺鍍,通常指的是磁控濺鍍,屬于高速低溫濺鍍法.該工藝要求真空度在1×１0－３Toｒｒ左右，即1.3×10-３Pa的真空狀態(tài)充入惰性氣體氬氣(Ar〕,并在塑膠基材〔陽極〕和金屬靶材〔陰極〕之間加上高壓直流電 ,由于輝光放電(glｏwdｉｓcharｇｅ)產生的電子激發(fā)惰性氣體，產生等離子體,等離子體將金屬靶材的原子轟出,沉積在塑膠基材上．原理以幾十電子伏特或更高動能的荷電粒子轟擊材料外表 ,使其濺射出進入氣相,可用來刻蝕和鍍膜。入射一個離子所濺射出的原子個數稱為濺射產額〔 Yield)產額越高濺射速度越快,以Ｃu，Au,Ag等最高,Ti,Mo,Tａ，W等最低。一般在0．1-10原子/離子。離子可以直流輝光放電〔ｇlowdisｃｈａrgｅ)產生，在10－1—10Pa真空度，在兩極間加高壓產生放電,正離子會轟擊負電之靶材而濺射也靶材，而鍍至被鍍物上。 正常輝光放電(ｇlowdischarge〕的電流密度與陰極物質與外形、氣體種類壓力等有關。濺鍍時應盡可能維持其穩(wěn)定。任何材料皆可濺射鍍膜，即使高熔點材料也簡潔濺鍍，但對非導體靶材須以射頻〔RF)〔pulse)速度較低。金屬濺鍍功率可達1０W/cm2,非金屬<５W/cm2二極濺鍍射：靶材為陰極,被鍍工件及工件架為陽極，氣體(氬氣Ar〕壓力約幾Pa或更高方可得較高鍍率。磁控濺射： 在陰極靶外表形成一正交電磁場,在此區(qū)電子密度高,進而提高離子密度,使得濺鍍率提高(一個數量級〕,濺射速度可達０.1—1um/mｉn膜層附著力較蒸鍍佳,是目前最有用的鍍膜技術之一。其它有偏壓濺射、反響濺射、離子束濺射等鍍膜技術濺鍍機設備與工藝〔磁控濺鍍)濺鍍機由真空室,排氣系統(tǒng),濺射源和掌握系統(tǒng)組成。濺射源又分為電源和濺射槍(sputteｒgun〕磁控濺射槍分為平面型和圓柱型,其中平面型分為矩型和圓型，靶材料利用率3０-４0%，圓柱型靶材料利用率>5０%濺射電源分為:直流(DＣ〕、射頻(RF)、脈沖(ｐulse)，直流:８０0-1００0V(Ｍax〕導體用，須可災弧。射頻:13.５6ＭHZ，非導體用。脈沖:泛用，最進展出 濺鍍時須掌握參數有濺射電流，電壓或功率，以及濺鍍壓力(5×10-11．0Pa),靶材的選擇與處理格外重要,純度要佳,質地均勻，沒有氣泡、缺陷,外表應平坦光滑。對于直接冷卻靶，須留意其在濺射后靶材變薄，有可能裂開特別是非金屬靶。一般靶材最薄處不行小于原靶厚之一半或５ｍ m。磁控濺鍍操作方式和一般蒸鍍相像，先將真空抽至 1×10-2Pa,再通入氬氣(Ar)離子轟擊靶材,在５×10-1—１.0Pa的壓力下進展濺鍍其間須留意電流、電壓及壓力。開頭時濺鍍假設有打火，可緩慢調升電壓 ,待穩(wěn)定放電后再關shuｔter.在這個過程中,離子化的惰性氣體(Aｒ〕清洗和暴露該塑膠基材外表上數個毛微小空，并通過該電子與自塑膠基材外表被清潔而產生一自由基 并維持真空狀態(tài)