電鍍學習手冊

目錄

第一章電鍍的定義.............................................3

第二章電鍍的基本知識.........................................3

第一^電鍍液...............................................3

第二第電鍍反質(zhì).............................................4

第三^電極與反應原理5

第四箭金屬的電沉枳過?程....................................5

第五箭影響電鍍質(zhì)量的因賽..................................6

第三章電鍍工藝7

第一第鍍前椅處理..........................................7

第二05鍍后處理.............................................7

第四章鍍鋅8

第一箭鋅酸鹽鍍鋅一..........................................9

第二^鼠化鍍鋅.............................................9

第三第鉞鹽鍍鋅9

第四箭氯化物鍍瓦..........................................9.

第五第硫酸鹽鍍鋅9

第六第鍍鋅常見故善及如正三茯..............................10

第七管15鍍鋅后除氫處理......................................10

第八第鋅鍍層的鈍化處理....................................11

第五章鍍銀____________________________________________________U

第一第普通鍍銀（暗鍍）.......................................11

第二05光亮銀...............................................12.

第三^高硫銀12

第四第銀封12

第五箭緞面第...............................................12

第六第高應力藜13

第七第鍍多層鎮(zhèn).............................................13

第八615氨基磺酸鹽鍍短......................................13

第九第檸檬酸鹽鍍鍥.........................................14

第六章鍍銘14

第一第鍍鋁層的種類.........................................14

第二第鍍銘的陽極..........................................15

第三^鍍銘工藝.............................................15

第七章其它電鍍................................................17

第八章鍍層性能測試18

第一前i電鍍層外觀檢驗.......................................18

第二箭結合力試驗...........................................18

第三第電鍍層厚度而測瓦.....................................1?

第四^孔隙率的測定19

第五第鍍層顯微硬度而測至...................................19

第六箭鍍層內(nèi)應力的測試.....................................1?

第七?5電鍍層脆性測試.......................................19

第八第氫脆性的測試.........................................20

第九05鍍層焊接性能而測以20

第九章電鍍層的選擇及標記21

第一箭對電鍍層的要求.......................................21.

第二前鍍層使用條件的棄獎...................................21.

第三第電鍍層的選擇.........................................21.

第四位i金屬鍍層的表示方式(GB-1238-76)..................................................25

第五^金屬鍍層的表示方式(JISH0404).....................................................25

第十章參考文獻2?

2

電鍍

第一章電鍍的定義

電鍍是指在含有欲鍍金屬的鹽類溶液中，以被鍍基體金屬為陰極，通過電

解作用，使鍍液中欲鍍金屬的陽離子在基體金屬表面沉積出來，形成鍍層的一

種表面加工方法。鍍層性能不同于基體金屬，具有新的特征。根據(jù)鍍層的功能分

為防護性鍍層，裝飾性鍍層及其它功能性鍍層。

第二章電鍍的基本知識

第一g5電鍍液

I.主鹽

主鹽是指鍍液中能在陰極上沉積出所要求鍍層金屬的鹽，用于提供

金屬離子。鍍液中主鹽濃度必須在一個適當?shù)姆秶鼷}濃度增加或減

少，在其它條件不變時，都會對電沉積過程及最后的鍍層組織有影響。

比如，主鹽濃度升高，電流效率提高，金屬沉積速度加快，鍍層晶粒較

粗，溶液分散能力下降。

2.絡合劑

有些情況下，若鍍液中主鹽的金屬離子為簡單離子時，則鍍層晶粒

粗大，因此，要采用絡合離子的鍍液。獲得絡合離子的方法是加入絡合

劑，即能絡合主鹽的金屬離子形成絡合物的物質(zhì)。絡合物是一種由簡單

化合物相互作用而形成的“分子化合物”。在含絡合物的鍍液中，影響電

鍍效果的主要是主鹽與絡合劑的相對含量，即絡合劑的游離量，而不是

絕對含量。

3.附加鹽

附加鹽是電鍍中除主要鹽外的某些堿金屬或堿土金屬鹽類，主要用

于提高電鍍液的導電性，對主鹽中的金屬離子不起絡合作用。有些附加

鹽還能改善鍍液的深鍍能力，分散能力，產(chǎn)生細致的鍍層。

4.緩沖劑

緩沖劑是指用來穩(wěn)定溶液酸堿度的物質(zhì)。這類物質(zhì)一般是由弱酸和

弱酸鹽或弱堿和弱堿鹽組成的，能使溶液遇到堿或酸時，溶液的pH值

變化幅度縮少。

5.陽極活化劑

鍍液中能促進陽極活化的物質(zhì)稱陽極活化劑。陽極活化劑的作用是

提高陽極開始鈍化的電流密度，從而保證陽極處于活化狀態(tài)而能正常地

溶解。陽極活化劑含量不足時陽極溶解不正常，主鹽的含量下降較快，

3

影響鍍液的穩(wěn)定。嚴重時，電鍍不能正常進行C

6.添加劑

添加劑是指不會明顯改變鍍層導電性，而能顯著改善鍍層性能的物

質(zhì)。根據(jù)在鍍液中所起的作用，添加劑可分為：光亮劑，整平劑，和抑

霧劑等。

第二節(jié)電鍍反應

1.電化學反應

下圖是電鍍裝置示意圖，被鍍的零件為陰極，與直流電源的負極相

連，金屬陽極與直流電源的正極聯(lián)結，陽極與陰均浸入鍍液中。當在陰

陽兩極間施加一定電位時，則在陰極發(fā)生如下反應：從鍍液內(nèi)部擴散到

電極和鍍液界面的金屬離子M"從陰極上獲得n個電子，還原成金屬M

另一方面，在陽極則發(fā)生與陰極完全相反的反應，即陽極界面上發(fā)生金

屬M的溶解，釋放n個電子生成金屬離子M1Ho

R

1-1

2.法拉第定律

電流通過鍍液時，電解質(zhì)溶液發(fā)生電解反應，陰極上不斷有金屬析

出，陽極金屬不斷溶解。因此，金屬的析出（或溶解）量必定與通過的電

荷有關。根據(jù)大量實驗結果，法拉第建立了析出（或溶解）的物質(zhì)與電荷

之間的關系的定律。

法拉第一定律：電極上析出（或溶解）物質(zhì)的重量與進行電解反應時所通

過的電荷成正比，即：m=kO=kIt（m為電極上析出或溶解物質(zhì)的質(zhì)量；

Q為通過的電荷時；K為比例常數(shù);I為電流；t為通電時間。

法拉第第二定律：在不同的電解液中，通過相同的電荷量時，在電極上

析出（或溶解）物的物質(zhì)的量相等，并且析出（或溶解）lmol的任何物質(zhì)所

需的電荷量都是里巫1日.這一常數(shù)稱為法拉第常數(shù)，用F表示。

K=M/F

4

3.電流效率

電鍍時，陰極上實際析出的物質(zhì)的質(zhì)量并不等于根據(jù)法拉定律得到

的計算結果，實際值總小于計算值，這是由于電極上的反應不只一個，

例如鍍銀時，在陰極上除發(fā)生這一主反應外，還會發(fā)生副反應。

4.電鍍液的分散能力

鍍?nèi)芤旱姆稚⒛芰κ侵鸽婂円核哂械氖菇饘賹雍穸染鶆蚍植嫉哪?/p>

力，也稱均鍍能力。電鍍液的分散能力越好，在不同陰極部位所沉積出

的金屬層厚度越均勻。

5.電鍍液的覆蓋能力

在電鍍生產(chǎn)中，常用到的另一個概念是覆蓋能力，亦稱深鍍能力，

它是指電鍍液所具有的使鍍件的深凹處沉積上金屬鍍層的能力。分散能

力和覆蓋能力不同，前者是說明金屬在陰極表面分布均勻程度的問題，

它的前提是在陰極表面都有鍍層；而后者是指金屬在陰極表面的深凹處

有無沉積層的問題.

第三節(jié)電極及反應機理

A.電極電位

當金屬電極浸入含有該金屬離子的溶液中時，存在如下的平衡，即

金屬失電子而溶解于溶液的反應和金屬離子得電子而析出金屬的逆反應

應同時存在：

Mn++ne-M

平衡電位與金屬的本性和溶液的溫度，濃度有關。為了精確比較物

質(zhì)本性對平衡電位的影響，人們規(guī)定當溶液溫度為25℃,金屬離子的

濃度為Imol/L時，測得的電位叫標準電極電位，標準電極電位負值較大

的金屬都易失掉電子被氧化，而標準電極電位正值較大的金屬都易得到

電子被還原。

B.極化

所謂極化就是指有電流通過電極時，電極電位偏離平衡電極電位的

現(xiàn)象。所以，又把電流■電位曲線稱為極化曲線。產(chǎn)生極化作用的原因主

要是電化學極化和濃差極化。

(1)電化學極化

由于陰極上電化學反應速度小于外電源供給電子的速度，從而

使電極電位向負的方向移動而引起的極化作用。

(2)濃差極化

由于鄰近電極表液層的濃度與溶液主體的濃度發(fā)生差異而產(chǎn)生

的極化稱濃差極化，這是由于溶液中離子擴散速度小于電子運動造

成的。

第四節(jié)金屬的電積過程

5

電鍍過程是鍍液中的金屬離子在外電場的作用下，經(jīng)電極反應還原成

金屬原子并在陰極上進行金屬沉積的過程。下圖(1-2)是電沉積過程示意圖，

完成電沉積過程必須經(jīng)過以下三個步驟：

液相傳質(zhì)：鍍液中的水化金屬離子或絡離子從溶液內(nèi)部向極界面遷移

，到達陰極的雙電層溶液一側。

電化學反應：水化金屬離子或絡離子通過雙電層，并去掉它周圍的水化

分子或配位體層，從陰極上得電子生成金屬原子。有三種方式：電遷移，

對流和擴散。

電結晶；金屬原子沿金屬表面擴散到結晶生長點，以金屬原子態(tài)排列

在晶格內(nèi)，形成鍍層。

電鍍時，以上三個步驟是同時進行的，但進行的速度不同，速度最慢

的一個被稱為整個沉積過程的控制性環(huán)節(jié)。不同步驟作為控制性環(huán)節(jié)，最后

的電沉積結果是不一樣的。

第五第影響電鍍質(zhì)量的因素

影響電鍍質(zhì)量的因素很多，包括鍍液的各種成分以及各種電鍍工藝參

數(shù)。下面就其中某些主要因素進行討論。

1.pH值的影響

鍍液中的pH值可以影響氫的放電電位，堿性夾雜物的沉淀，還可

以影響絡合物或水化物的組成以及添加劑的吸附程度。但是，對各種因

素的影響程度一般不可預見。最佳的pH值往往要通過試驗決定。在含

有絡合劑離子的鍍液中，pH值可能影響存在的的各種絡合物的平衡，

因而必須根據(jù)濃度來考慮。電鍍過程中，若pH值增大，則陰極效率比

陽極效率高，pH值減少則反之。通過加入緩沖劑可以將pH值穩(wěn)定在一

定范圍。

2.添加劑的影響

鍍液中的光亮劑，整平劑，潤濕劑等添加劑能明顯改善鍍層組織。

對此添加劑有無機和有機之分。無機添加劑起作用的原因是由于它們在

6

電解液中形成高分散度的氫氧化物或硫化物膠體，吸附作陰極表面阻礙

金屬析出，提高陰極極化作用。有機添加劑起作用的原因是這類添加劑

多為表面活性物質(zhì)，它們會吸附在陰極表面形成一層附膜，阻礙金屬析

出，因而提高陰極極化作用。另外，某些有機添加劑在電解液中形成膠

體，會與金屬離子絡合形成膠體■金屬離子型絡合物，阻礙金屬離子放

電而提高陰極極化作用。

3.電流密度的影響

任何電鍍都必須有一個能產(chǎn)生正常鍍層的電流密度范圍。當電流密

度過低時，陰極極化作用較小，鍍層枯晶粗大，甚至沒有鍍層。隨著電

流密度的增加，陰極極化作用隨著增加，鍍層晶粒越來越細。當電流密

度過高，超過極限電流密度時，鍍層質(zhì)量開始惡化，甚至出現(xiàn)海綿體，

枝晶狀，燒焦及發(fā)黑等。電流密度的變化的上限和下限是由電鍍液的本

性，濃度，溫度和攪拌等因素決定的。一般情況下，主鹽濃度增大，鍍

層溫度升高，以及有攪拌的條件下，可以允許采用較大的電流密度。

4.電流波形的影響

電流波形的影響是通過陰極電位和電流密度的變化來影響陰極沉積

過程的，它進而影響鍍層的組織結構，甚至成分，使鍍層性能和外觀發(fā)

生變化。實踐證明，三相全波整流和穩(wěn)壓直流相當，對鍍層組織幾乎沒

有什么影響，而其它波形則影響較大。

5.溫度的影響

鍍液溫度的升高能擴散加快，降低濃差極化，此外，升溫還能使離

子的脫水過程加快。離子和陰極表面活性增強，也降低了電化學極化，

導致結晶變粗。另一方面，溫度升高能增加鹽類的溶解度，從而增加導

電和分散能力：還可以提高電流密度上限，從而提高生產(chǎn)效率。

6.攪拌的影響

攪拌可降低陰極極化，使晶粒變粗，但可提高電流密度，從而提高

生產(chǎn)率。此外攪拌還可增強整平劑的效果。

第三章電鍍工藝

電鍍工藝過程一般包括電鍍前預處理，電鍍及鍍后處理三個階段。

第一節(jié)鍍前預處理

鍍前預處理的目的是為了得到干凈新鮮的金屬表面，為最后獲得

高質(zhì)量鍍層作準備。主要進行脫脂，去銹蝕，去灰塵等工作。步驟如下

第一步使表面粗糙度達到一定要求，可通過表面磨光，拋光等工

藝方法來實現(xiàn)。

第二步去油脂，可采用溶劑溶解以及化學，電化學等方法來實

現(xiàn)。

7

第三步除銹，可用機械，酸洗以及電化學方法除銹。

第四步活化處理，一般在弱酸中侵蝕一定時間進行鍍前活化處理

第二05鍍后處理

1.鈍化處理。

所謂鈍化處理是指在一定的溶液中進行化學處理，在鍍層上

形成一層堅實致密的，穩(wěn)定性高的薄膜的表面處理方法。鈍化使鍍

層耐蝕性大大提高并能增加表面光澤和抗污染能力。這種方法用途

很廣，鍍Zn,Cu等后,都可進行鈍化處理。

2.除氫處理。

有些金屬如鋅，在電沉積過程中，除自身沉積出來外，還會

析出一部分氫，這部分氫滲入鍍層中，使鍍件產(chǎn)生脆性，甚至斷

裂，稱為氫脆。為了消除氫脆，往往在電鍍后，使鑲件在一定的溫

度下熱處理數(shù)小時，稱為除氫處理。

第四章鍍鋅

/鋅鍍層的外觀呈青白色，標準電極電位為-0.76V,易溶于酸，溶于堿，是

曲型的兩性金屬。鋅在干燥空氣中幾乎不發(fā)生變化，鋅腐蝕的臨界濕度大于

70%,因此在潮濕大氣中能與二氧化碳和氧作用生成一層主要由堿式碳酸

鋅組成的薄膜，這層膜有一定的緩蝕作用，鋅與硫化氫等含硫化物起反應

生成硫化鋅；鋅易受氯離子浸蝕，故在海水中不穩(wěn)定。

/鋅在密閉或通風不良，空氣潮濕的條件下，與非金屬材料的揮發(fā)物（低分子

竣酸，醛，酚，氨等）接觸時，鋅易遭腐蝕，生成白色疏松的腐蝕產(chǎn)物，俗

稱“白霜”。鋅在高溫，高濕，密閉條件下，與膠木，油漆，木材釋放的揮發(fā)

物接觸，鋅有生長細絲狀單晶的傾向，俗稱“長毛”

/鋅的標準電位比鐵負，對鋼鐵而言是陽極性鍍層，可提供可靠的電化學保

護。在工業(yè)大氣，農(nóng)村大氣和海洋性大氣中使用的鋼鐵制品均可選擇鋅作保

護層，其防護壽命幾乎與鋅層厚度成正比關系。凡屬有工業(yè)廢氣污染的大氣

中，鋅鍍層的耐蝕優(yōu)于鎘鍍層，在海上或海水中見相反。

/鋅鍍層經(jīng)銘酸鹽鈍化之后，耐蝕性可提高6—8倍。故鍍鋅鈍化處理是必不

可少的的步驟。在鈍化膜上進行有機染色，可作低檔產(chǎn)品的防護---裝飾鍍

層。

/為降低鋅鍍層厚又能提高耐蝕能力，國內(nèi)外采如下兩種措施：一是提高鈍

化膜的質(zhì)量，如用藍色，綠色，軍綠色，黑色鈍化代替常規(guī)的彩虹色鈍化

膜，尤以軍綠化鈍化膜耐蝕性最好；二是以較薄的含鐵0.3%~~0.6%的

Zn-Fe合金，或含銀6%—10%的Zn-Ni合金代替純鋅鍍層，耐蝕性能提高

三倍以上，廣泛用于汽車鋼板上代替鍍鋅。

/鋅鍍層的使用溫度不得超過250。。在此溫度上鋅結晶組織變形，發(fā)脆，耐

8

蝕性下降。有耐蝕，耐熱要求的零件宜用Zn-Ni合金層。

/鍍鋅電解液可分為堿性和弱酸性兩大類，國內(nèi)外常用的有無氟鋅酸鹽鍍鋅

，氟化鍍鋅，鏤鹽鍍鋅，氟化物鍍鋅，硫酸鹽鍍鋅等。就國內(nèi)而言，無氟鋅

酸鹽鍍鋅仍是主流。近年來由于鍍鋅添加劑的性能的改進提高，徨化物鍍鋅

和低制光亮鍍鋅發(fā)展較快，而鐵鹽鍍鋅在繼續(xù)下降。

/選擇鍍液要根據(jù)鍍件材質(zhì)，形狀，外觀要求而定，如沖壓小件和復雜件，

特別是需要輔助陽極的深孔或管狀件宜選用堿性鍍液；件和對氫脆敏感的

零件宜用弱酸性鍍鋅液。當采用兩種性能不同的鍍液時，對生產(chǎn)十分有利。

第一節(jié)鋅酸鹽鍍鋅

L鋅酸鹽鍍液的特點：1,不用劇毒的新化物，廢水易處理；2,鍍層結

晶細密，光澤好，分散能力和深鍍能力接近新化鍍液，適合復雜形狀

的零件電鍍；3,鍍液穩(wěn)定，操作方便；4.對設備無腐蝕性；5，綜合

經(jīng)濟效益好。這種鍍液亦存在沉積速度慢，允許溫度范圍窄（高于40（）C

不好），厚度超過15um時有脆性，鑄鍛件較難電鍍以及工作時會產(chǎn)生

刺激性氣體逸出，必須要安裝通風裝置等缺點。

2鋅酸鹽鍍液之鍍液成分：A,氧化鋅（純度大于98%）;B,氫氧化鈉；

C,DE和DPE添加劑；D,光亮劑；E，水

3維護管理技Jlil：A,嚴格控制鋅，堿濃度和比值；B,主添加劑和光亮

劑都只能靠經(jīng)驗補加；C,注意溫度和電流密度的相互關系；D,極間

距離及電極排布；E,雜質(zhì)的危害及清除；F,可能產(chǎn)生的故障及糾正

方法

第二節(jié)氟化鍍鋅

1.氟化鍍鋅具有分散能力和深鍍能力好，結晶細密，與基體結合力好，

耐蝕性能好，工藝范圍寬，鍍液穩(wěn)定易操作，對雜質(zhì)不太敏感等優(yōu)點。

但是劇毒，嚴重污染境?，F(xiàn)在大部分應用無家鍍鋅，或低氨鍍鋅。

2.氟化鍍鋅的鍍液組成：A,氧化鋅；B,氟化鈉；C,氫氧化鈉；D,

制化鍍鋅光亮劑；

第三食方錢鹽鍍鋅

1.從氯化核?氨粉絡合劑鍍鋅電解液中沉積的鋅層，結晶細致，鍍層光澤

美觀，分散能力和深鍍能力好，適合于復雜零件的電鍍。該工藝曾在我

國普啟遍應用，但在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)該類鍍液存在鈍化膜易變色，鍍液腐

蝕性大，廢水中重金屬難處理，氨對魚類有毒等問題。從70年代后期

逐漸被鋅酸鹽鍍鋅所取代。為發(fā)揮弱酸鍍鋅的優(yōu)點。80年代起，無氨

氯化物鍍鋅在我國崛起，筱鹽鍍鋅應用時不斷下降。

第四05氯化物鍍鋅

1氯化物鍍鋅是八十年代初發(fā)展起來的光亮鍍鋅工藝。氯化物鍍液的特點

：A,是不含絡合劑的單鹽鍍液，廢水極易處理；B,鍍層的光亮性和

整平性優(yōu)于其鍍液體系；C,電流效率高，沉積速度快；D，氫過電位

9

低的鋼材如高碳鋼，鑄件，鍛件等容易施鍍。

2氯化物鍍鋅鍍液成分：A,氯化鋅；B,氯化鉀；C,硼酸；D,添加

劑(主光亮劑，載體光亮劑，輔助光亮劑)

第五^硫酸鹽鍍鋅

I硫酸鹽鍍鋅的分散能力比前述幾種鍍鋅溶液差些，且結晶較粗，為改

善鍍液性能，引入阿拉伯樹膠或天然桃膠，對細化結晶有效果，但貨

源不足。為此近來國內(nèi)外電鍍工作者開發(fā)了由芳香族醛或酮磺酸鹽，聚醒

化合物和芳香族磺酸鹽組合的光亮劑，使鍍液和鍍層性能獲得很大改

善，鍍層細致，光亮。由于這種鍍液成本低，電流效率高，可使用很高

的電流密度，沉積速度快，適合于電鍍外形簡單的線材，帶材，板材

和管材的內(nèi)壁。鍍液的pH值較低，有的還有氯化物，所以對設備有腐

蝕性。

2硫酸鹽鍍鋅鍍液組成：A.硫酸鋅是主鹽；B,硫酸鈉，氯化筱是導電

鹽；C,硫酸鋁，明磯和硼酸是緩沖劑；D,糊精為細化結晶，提高分

散能力；E,硫鋅

第六節(jié)鍍鋅常見故障及糾正方法(1-3)

鍍鋅常見故障及糾正方法

故障現(xiàn)象可能產(chǎn)生的原因糾正方法

電流密度過高降低電流密度

鍍層粗糙，灰暗溶pH值太高降低pH值

液混蝕緩沖劑不足按分析補加緩沖劑

光亮劑不足增加光亮劑

沉積速度慢鋅含量低增加鋅陽極

pH值低提高pH值

導電鹽不足增加導電鹽

電流密度低提高電流密度

鍍層有灰斑，低電電流密度低提高電流密度

流區(qū)更多光亮劑不足添加光亮劑

pH值太高降低pH值

金屬雜質(zhì)太多用鋅粉處理或低電流密度電解

鍍層易燒焦，電流鋅濃度低分析補充

密度提不高pH值太高降低pH值

導電鹽少分析補充

光亮劑不足添加光這劑

干燥后零件表面有“鍍后清洗不凈加強鍍后清洗

白霜”

1-3

10

第七節(jié)鍍鋅后除氫處理

1.鋼鐵零件鍍鋅過程中，除鋅的電沉積外，往往伴有隨有氫離子還原析

氫的副反應，氫還原后一部分變成氣體逸出，還有一部分以氫的原子

形態(tài)滲入到鍍層和基體金屬晶格的點陣中去，造成晶格歪扭，零件內(nèi)

應力增加，鍍層和基體變脆，人們稱之為氫脆，除氫采用加熱處理法將

氫從零件內(nèi)部趕出去。除氫效果與除氫溫度，保溫時間有關。溫度高，

時間長，除氫越徹底。但加熱溫度不能太高，超過250℃鋅結晶組織變

形，發(fā)脆，耐蝕性明顯下降。一般采用190—230℃,2—3限滲碳件和

錫焊件除氫溫度是140~~160℃,保溫3ho

第八節(jié)鋅鍍層的鈍化處理

1鋅的化學性質(zhì)活潑，在大氣中容易氧化變暗，最后產(chǎn)生白銹腐蝕。鍍鋅

經(jīng)過鋁酸鹽處理，以便在鋅上覆蓋一層化學轉化膜，使活潑的金屬處

于鈍態(tài)，這就叫格酸鹽鈍處理。膜厚0.5um能使鋅的耐蝕性提高6—8

倍，并賦予鋅以美麗的外觀和抗污染能力。

2鈍化膜從外觀可分白鈍化，淡藍色，彩虹色鈍化，金黃色，黑色鈍化

,軍綠色鈍化。這些鈍化膜耐蝕強弱的順序是軍綠色,黑色〉彩虹色>金

黃色〉淡藍色）白色。所以凡用于耐蝕目標機械零件鍍鋅都必須進行彩

虹色鈍化。

3鈍化液依濃度可分為高濃度，中濃度，低濃度三種。因鈍化中生產(chǎn)消耗

銘酸不足5%，而95%被零件帶出損失，造成嚴重的環(huán)境污染。采用低

濃度鈍化液可降低生產(chǎn)成本，減輕污染，鈍化膜質(zhì)量與高濃度銘酸鈍

化作用，故以低絡鈍化為主。

4組成倍酸鈍化液的三要素：一，主鹽及其濃度；二，活化劑及其濃度

；三，一定的氫離子濃度（pH值）

第五章鍍銀

饃是銀白色微黃的金屬，具有鐵磁性，密度8.9/g.cm-2,熔點為1453℃o金屬

銀易溶于稀硝酸，難溶于鹽酸和硫酸，在硝酸中處于鈍化狀態(tài)。在空氣中銀與氧

作用，表面迅速生成一極薄的鈍化膜，能抵抗大氣，堿和一些酸的腐蝕。銀與強

堿不發(fā)生作用。

鍥的標準電極電位為-0.25V,鍍鍥的應用很廣，可分為防護裝飾性和功能

性兩方面。

第一節(jié)普通鍍鍥（暗鑲）

1.普通電鍍乂稱暗像工藝，根據(jù)鍍液的性能和用途，普通鍍銀可以分為

低濃度的預液，普通鍍液，瓦特液和滾鍍液等。

>預鍍液：經(jīng)預鍍可保證層與銅鐵基體和隨后的鍍銅層結合力良好。

>普通液：該鍍液的導電性好，可在較低溫度下電鍍，節(jié)省能源，使用

11

比較方便。

>瓦特液：滿足小零件的電鍍，但鍍液必須要有良好的導電性和覆蓋能

力。

2.鍍液配制方法

>根據(jù)容積計算好所需要的化學藥品，分別用熱水溶解，混合在一

個容器中，加蒸儲水稀釋到需體積，靜置到所需體積，靜置澄清

,用虹汲法或過濾法把鍍液引入鍍槽，再加入已經(jīng)溶解的十二基

硫酸鈉溶液，攪拌均勻，取樣分析，經(jīng)調(diào)整試鍍合格后，即可生

產(chǎn)。

3.鍍鍥用陽極

>銀陽極材料的純度是電鍍中最重要的條件，銀的含量>99%,不純的

陽極導致鍍液污染，使鍍層的物理性能變壞C

>在鍍銀中比較適宜的鍥陽極有以下幾種：1.含碳鍥陽極，2.含氧銀陽

極,3.含硫鍥陽極。

第二節(jié)光亮銀

>鍍光亮銀有很多優(yōu)點，不僅可以省去繁重的拋光工序，改善操作條件

,節(jié)約電鍍和拋光材料，還能提高鍍層的硬度，便于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)

.但是光亮鍍卷層中含硫，內(nèi)應力和脆性較大，耐蝕性不如鍍暗銀層

.為了克服這些缺點，可采用多層鍍銀工藝，使鍍層的機械性能和耐

蝕性得到顯著的改善。

第三節(jié)高硫銀

>高硫銀一般含量為0.12—0.25%。這種銀具有比銅，銅錫合，暗銀，

光亮銀.半光亮鍥，格等都高的電化學活性。高硫鍥鍍層主要用于鋼

.鋅合金基體的防保-裝飾性組合鍍層的中間層，其原理是上層這銀

比下層半亮鑲含硫量高，因而使兩層間的電位差到100-140mV.這

樣使雙層銀由單層銀的縱向腐蝕轉變?yōu)闄M向腐蝕，構成對鋼鐵基體的

電化學保護作用。

第四節(jié)銀封

>鍥封是在一般光亮鍥液中加入直徑在0.01—lum之間的不溶性固體微

粒（SiO2等），在適當?shù)墓渤练e促進劑幫助下，使這些微粒與銀共沉積

而形成復合鍍鍍層。當在這種復合鍍饃層表上沉積輅層時，由于復合

鍍銀層表面上的固體微粒不導電，銘不能沉積在微粒表面上，因而在

整個鍍銘層上的形成大量微孔，即形成微孔倍層。表面存大的大量微

孔，可在很大程度上消除普通珞層中存的巨大內(nèi)應力，因而減少了鍍

層的應力腐蝕，尤為重要的是鋁層上的大量微孔，將輅層下面的銀層

大面積地暴露出來，在腐蝕介質(zhì)的作用下，格與銀組成腐蝕電池，鋁

層為陰極，微孔處暴露的饃層為陽極而遭腐蝕，從而改變了大陰極小

陽極的腐蝕模式，使得腐蝕電流兒乎被分散到整個鍍銀層上，從而防

12

止了產(chǎn)生大而深的直貫基體金屬的少量腐蝕溝紋和凹坑，并使鍍層的

腐蝕速度減小，且向橫向發(fā)展，因而保護了基體金屬.顯著的提高了

鍍層的耐腐蝕性能。

第五節(jié)緞面銀

>緞面銀乂叫緞狀銀。緞面銀與銀封工藝沒有本質(zhì)的區(qū)別。它具綢緞狀

的外觀，鍍絡后不會像光亮銀鍍層鍍珞那樣有閃光，因而人眼注視后

不會覺得疲勞，可以作為避免光線反射的防眩鍍層。這類鍍層在汽車

反光鏡，車輛內(nèi)部注視零件，醫(yī)療手Jit器械，機床零件，眼鏡鏡框等

表面己得到廣泛應用。

第六^高應力銀

>在特定的鍍銀液中加入適量的添加劑，能獲得應力較大的容易龜裂成

微裂紋的銀層，這種銀層，叫做高應力保。

>高應力銀是在光亮銀的表面上再鍍?層lum左右的銀層。由于高應力

銀的內(nèi)應力大，所以在它的表面按常規(guī)再鍍0.2—0.3um的普通格層

后，在鋁層與高應力鍥應力的相互作用處，高應力銀層即產(chǎn)生大量微

裂紋，并導致整層表面也形成均勻的微裂紋c與銀封一樣，銘層成為

微間斷銘，只是由高應力得到的是微間斷銘，在腐蝕介質(zhì)的作用下，

這些裂紋部位死成無數(shù)個微電池，使腐蝕電流分散在微裂紋處，從而

使整個鍍層的而蝕性能得到明顯的提高，見下圖1-4

一一一結一一

H裔應力保一

i|一光高鐮一

半光充鐐111—[

<一*星體一**

（箭頭的大小表示樹蝕電流的大?。?/p>

第七^鍍多層鍥

>鍍多層銀是在同，基體上，選用不同的鍍液成分及工藝條件，獲得二

層或三層的鍍銀層，目的是在不增加銀層厚度或減低鍥層的基礎上，

增加銀層的耐蝕能力。目前在生產(chǎn)上應用較多的多層銀/銘組合層休系

有

雙層銀半光亮鏢/光亮銀/銘

13

三層銀半光這銀/高硫銀/光亮銀/格

半光這銀/光亮銀/銀封/鋁（微孔洛）

半光這銀/光亮銀/高應力銀/銘（微裂紋銘）

第八@5氨基磺酸鹽鍍鑲

>氨基磺酸鹽鍍鑲的主要優(yōu)點是所得到的電鍍層應力低，鍍液沉積速度

快，但價格較貴，用于電鑄和印刷電路板鍍金前鍍銀。

第九^檸檬酸鹽鍍鍥

>檸檬酸鹽鍍銀工藝主要用于鋅壓鑄件的電鍍。主要的維護措施是：控制

硫酸銀與檸檬酸鹽之比在1：，溫度不可過高，以防止檸檬酸

鹽分解，嚴格控制，pH值，零件入槽進采用沖擊電流（2-3A/dn?）以

保證結合力良好。

第六章鍍銘

/銘是一種微帶天藍色的銀白色金屬。電極電位雖位很負，但它有很強的鈍化

性能，大氣中很快鈍化，顯示出具有貴金屬的性質(zhì)，所以鐵零件鍍鍋層是

陰極鍍層。格層在大氣中很穩(wěn)定，能長期保持其光澤，在堿、硝酸、硫化物

、碳酸鹽以及有機酸等腐蝕介質(zhì)中非常穩(wěn)定，但可溶于鹽酸等氫鹵酸和熱

的濃硫酸中。

,鋁層硬度高，耐磨性好，反光能力強，有較好的耐熱性。在500℃以下光

澤和硬度均無明顯變化；溫度大于50<）℃開始氧化變色；大于700℃才開

始變軟。

,由于鍍鋁層的優(yōu)良性能，廣泛用作防護一裝飾鍍層體系的外表層和機能鍍

層。

/鍍倍的特點：I，鍍整用含氧酸作主鹽，格和氧親卻力強，電析困難，導流

效率低；2.錯為變價金屬，又有含氧酸根，故陰極還原過程很復雜；3,

鍍銘雖然極化值很大，但極化度很小，故鍍液的分散能力和覆蓋能力還差

,往往要采用輔助陽極和保護陰極；4,鍍珞需用大電流密度，而電流效率

很低，大量析出氫氣，導致鍍液奧姆電壓降大，故鍍銘的電壓要比較高；5

，鍍倍不能用格陽極，通常采用純鉛、鉛錫合金、鉛睇合金等不溶性陽極。

/鍍銘過程的特異現(xiàn)象：1，隨主鹽鋁酊濃度升高而電流效率下降；2，隨電

流密度升高而電流效率提高；3,隨鍍液溫度提高而電流效率降低；4，隨

鍍液攪拌加強而電流效率降低，甚至不能鍍銘。

第一節(jié)鍍格層的種類

>裝飾性鍍銘是鍍格工藝中應用最多的。裝飾鍍銘的特點是：1.要求鍍

層光亮；2,鍍液的覆蓋能力要好，零件的主要表面上應覆蓋上銘；3

，鍍層厚度薄。防護?裝飾鍍格廣泛用于汽車、自行車、日用五金制品

，家用電器、儀器儀表、機械、船舶艙內(nèi)的外露零件等。經(jīng)拋光的銘層

14

有很高的反射系數(shù)，可作反光鏡。

>硬路:在一下條竿下沉積的銘鍍層具有很高硬度和耐磨損性能，硬銘

的維氏硬度達到900~~1200kg/mm2,銘是常用鍍層中硬度最高的鍍層，

可提高零件的耐磨性，延長使用壽命。

>乳白銘鍍層：在較高溫度(65—75℃)和較低電流密度下(20±5A/dn?)

獲得的乳白色的元光澤的格稱為乳白珞。鍍層韌性好?，硬度較低，孔隙

少，裂紋小，色澤柔和，消旋光性能好，常生于量具，分度盤，儀器

面板等鍍銘。

>松孔鍍銘：通常在硬銘之后，用化學或電化學將銘層的粗裂紋進一步

擴寬加深，以便吸藏更多的潤滑油脂，提高其耐磨性，這就叫松孔銘。

松孔鍍倍層應用于受重壓的滑動摩擦件及耐熱、抗蝕、耐磨的零件，

如內(nèi)燃機汽缸內(nèi)腔、活塞環(huán)等。

>黑鋁：在不含硫酸根而含有催化劑的鍍銘中，可鍍?nèi)〖兒谏你憣?。?/p>

氧化鋁為主成分，故耐蝕性和消旋光性能優(yōu)良，應用于航空、光學儀

器、太陽能吸收板及日用品之防護-裝飾。

第二節(jié)鍍倍的陽極

>與一般電鍍不同，鍍銘用鉛和鉛合金等不溶性陽極，這就是鍍銘過程

的特殊性決定的。1.鍍銘中若采用銘作陽極，陽極電流效率接近100%

，高陰極電流效率僅8%—13%.鋁的濃度會不斷升高；2,鍍銘是六

價銘直接還原的，而銘陽極溶解的銘成不同價態(tài)，而且以三價銘為主

,會導致三價銘迅速增加，六價格不斷降，造成故障；3.金屬銘很脆

,難以成型和機加工。

第三節(jié)鍍鍋工藝

國內(nèi)常規(guī)鍍鋁工藝規(guī)范(見下表1-5)

15

7型

肉而鈍鈉液四

含軟\絡

酸

\低濃度中冰爐：機

W.

2

121怖

工藝規(guī)（懷潛>腋

8080ISO3202501?<>350

格所（Cr（。）.*!>'250

?】20?,~180?360-300-250?400

0.15<).81.5；1.8

2.51.251.5-2

?。651-(1??3?6—2.5

氟硅酸CHzSiFQ1?1?546

0.6

瓶電1酸鉀（KBin>20

?。.9

睡帔例（SrSCQ(■

氮氧化鈉

52

（NaOll>

嬲敝CH3BO3》8?1。

%化鍥（MgO4?5

內(nèi)怪破的3?5

瓶化納（ZaF）21

?VIO.5?2

裝溫度/I’55±23I48-5348?5615-5550?6(：35-6(：2C-4弓

河

路I>KA?dm30~4030?4015-3015?3525?4c30-453O~4520?小)

溫度/《‘58-6258?6258-6255?6。55?6255?GC20?

/"A?<lm30-433。?230?《31O?<5。?O?(>C4O-6<30?50

溫度/C'>」11155-6053?6。55?6055?6235?6(

/A?<lrn40-6010-6030?4550-60SO-?C40—8C4C-8Q

8A度/C74~79707270-7270?72

/)AA?dm25—3025?3025?3c25?3(

國內(nèi)加添加劑的中低濃度鍍銘工藝1-5I.。

16

鍍液類中!組成和!：藝條件用途及新點

CR-843CR-843輅鹽240g/L1.乘用易控制的可溶性混合催

高速裝飾格Cr（）$:MX%2001化加

溫必（：38?522,陰極電流效.率高,沉速快；

電流密度，'A?dm215?303.光鳧也闈冤，覆蓋能力特佳；

4.轉缸時，只需調(diào)整破假比例

及加入CR-842催化劑

適用干一般裝飾性鍍輅；

此51光亮鍍CrO3225?279g/L1.

俗CS）