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电镀技术

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电镀技术

发布日期:2017-03-16 作者:江苏泰禾达机械有限公司 点击:

  电镀设备厂家(Electroplating)就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化(如锈蚀),提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。不少硬币的外层亦为电镀。 

1概念定义 

电镀时,镀层金属或其他不溶性材料做阳极,待镀的工件做阴极,镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰,且使镀层均匀、牢固,需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液,以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层,改变基材表面性质或尺寸。电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性和表面美观。 

2相关作用 

利用电解作用在机械制品上沉积出附着良好的、但性能和基体材料不同的金属覆层的技术。电镀层比热浸层均匀,一般都较薄,从几个微米到几十微米不等。通过电镀,可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层,还可以修复磨损和加工失误的工件。 

此外,依各种电镀需求还有不同的作用。举例如下: 

1.镀铜:打底用,增进电镀层附着能力,及抗蚀能力。(铜容易氧化,氧化后,铜绿不再导电,所以镀铜产品一定要做铜保护[1]) 

2.镀镍:打底用或做外观,增进抗蚀能力及耐磨能力,(其中化学镍为现代工艺中耐磨能力超过镀铬)。(注意,许多电子产品,比如DIN头,N头,已经不再使用镍打底,主要是由于镍有磁性,会影响到电性能里面的无源互调) 

3.镀金:改善导电接触阻抗,增进信号传输。(金最稳定,也最贵。) 

4.镀钯镍:改善导电接触阻抗,增进信号传输,耐磨性高于金。 

5.镀锡铅:增进焊接能力,快被其他替物取代(因含铅现大部分改为镀亮锡及雾锡)。 

6.镀银:改善导电接触阻抗,增进信号传输。(银性能最好,容易氧化,氧化后也导电) 

306.jpg

电镀是利用电解的原理将导电体铺上一层金属的方法。 

除了导电体以外,电镀亦可用于经过特殊处理的塑胶上。 

电镀的过程基本如下: 

把镀上去的金属接在阳极 

要被电镀的物件接在阴极 

阴阳极以镀上去的金属的正离子组成的电解质溶液相连 

通以直流电的电源后,阳极的金属会氧化(失去电子),溶液中的正离子则在阴极还原(得到电子)成原子并积聚在阴极表层。 

电镀后被电镀物件的美观性和电流大小有关系,电流越小,被电镀的物件便会越美观;反之则会出现一些不平整的形状。 

电镀的主要用途包括防止金属氧化(如锈蚀) 以及进行装饰。不少硬币的外层亦为电镀。 

电镀产生的污水(如失去效用的电解质)是水污染的重要来源。电镀工艺已经被广泛的使用在半导体及微电子部件引线框架的工艺。 

VCP:垂直连续电镀,电路板使用的新型机台,比传统悬吊式电镀品质更佳。 

最初,产品的幅宽饬。厘米以下,大部分曲厘米以下。在三十年代,某钢铁厂就具有电镀较宽带钢的专用生产作业线,使用不溶阳极,利用低品位矿石和碎矿补充电解液中的锌,采用过滤和净化循环,从而维持电镀液的成分。1939年,Weirtonsteel的镀锡作业线改用镀锌。在此采用了HubbleWeisberg电镀液,并添加了氨合氯化锌络盐。弹药箱因为生锈而损坏,为使其具有耐蚀性,将镀锡作业线改为带钢作业线。 

局部镀银 

铝件电镀液配方工艺流程: 

高温弱碱浸蚀→清洗→酸洗→清洗→浸锌→清洗→二次浸锌→清洗→预镀铜→清洗→氰化镀银→回收洗→清洗→浸亮→清洗→烘干。 

从工艺流程看,所选保护材料必须耐高温(80℃左右)、耐碱、耐酸,其次,保护材料在镀银后能易于剥离。 

市售的保护材料有可剥性橡胶、可剥性漆、一般粘性胶带及胶带等。分别试验这些保护材料的耐酸、碱腐蚀、耐高温(碱蚀溶液最高温度80℃左右)性能以及可剥离性。 

3材料要求 

镀层大多是单一金属或合金,如钛钯、锌、镉、金或黄铜、青铜等;也有弥散层,如镍-碳化硅、镍-氟化石墨等;还有覆合层,如钢上的铜-镍-铬层、钢上的银-铟层等。电镀的基体材料除铁基的铸铁、钢和不锈钢外,还有非铁金属,或ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料,但塑料电镀前,必须经过特殊的活化和敏化处理。 

4工作原理 

概述 

电镀需要一个向电镀槽供电的低压大电流电源以及由电镀液、待镀零件(阴极)和阳极构成的电解装置。其中电镀液成分视镀层不同而不同,但均含有提供金属离子的主盐,能络合主盐中金属离子形成络合物的络合剂,用于稳定溶液酸碱度的缓冲剂,阳极活化剂和特殊添加物(如光亮剂、晶粒细化剂、整平剂、润湿剂、应力消除剂和抑雾剂等)。电镀过程是镀液中的金属离子在外电场的作用下,经电极反应还原成金属原子,并在阴极上进行金属沉积的过程。因此,这是一个包括液相传质、电化学反应和电结晶等步骤的金属电沉积过程。 

电镀原理图 

在盛有电镀液的镀槽中,经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极,用镀覆金属制成阳极,两极分别与直流电源的负极和正极联接。电镀液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。通电后,电镀液中的金属离子,在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入电镀液,以保持被镀覆的金属离子的浓度。在有些情况下,如镀铬,是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极,它只起传递电子、导通电流的作用。电解液中的铬离子浓度,需依靠定期地向镀液中加入铬化合物来维持。电镀时,阳极材料的质量、电镀液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量,需要适时进行控制。 

首先电镀液有六个要素:主盐、附加盐、络合剂、缓冲剂、阳极活化剂和添加剂。 

  电镀原理包含四个方面:电镀液、电镀反应、电极与反应原理、金属的电沉积过程。 

  电镀反应中的电化学反应:下图是电镀装置示意图,被镀的零件为阴极,与直流电源的负极相连,金属阳极与直流电源的正极联结,阳极与阴均浸入镀液中。当在阴阳两极间施加一定电位时,则在阴极发生如下反应:从镀液内部扩散到电极和镀液界面的金属离子Mn+从阴极上获得n个电子,还原成金属M。另一方面,在阳极则发生与阴极完全相反的反应,即阳极界面上发生金属M的溶解,释放n个电子生成金属离子Mn+。 

电极及反应机理 

  A、电极电位 

  当金属电极浸入含有该金属离子的溶液中时,存在如下的平衡,即金属失电子而溶解于溶液的反应和金属离子得电子而析出金属的逆反应应同时存在:Mn++ne = M 

  平衡电位与金属的本性和溶液的温度,浓度有关。为了精确比较物质本性对平衡电位的影响,人们规定当溶液温度为250℃,金属离子的浓度为1mol/L时,测得的电位叫标准电极电位。标准电极电位负值较大的金属都易失掉电子被氧化,而标准电极电位正值较大的金属都易得到电子被还原。 

B、极化 

  所谓极化就是指有电流通过电极时,电极电位偏离平衡电极电位的现象。所以,又把电流-电位曲线称为极化曲线。产生极化作用的原因主要是电化学极化和浓差极化。 

  1、电化学极化 

  由于阴极上电化学反应速度小于外电源供给电子的速度,从而使电极电位向负的方向移动而引起的极化作用。 

  2、浓差极化 

  由于邻近电极表液层的浓度与溶液主体的浓度发生差异而产生的极化称浓差极化,这是由于溶液中离子扩散速度小于电子运动造成的。 

  电镀过程是镀液中的金属离子在外电场的作用下,经电极反应还原成金属原子并在阴极上进行金属沉积的过程。 

  电镀原理简单而言,就是在含有欲镀金属的盐类溶液中,以被镀基体金属为阴极,通过电解作用,使镀液中欲镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来,形成镀层。 

电镀的要素: 1.阴极:被镀物,指各种接插件端子。 2.阳极:若是可溶性阳极,则为欲镀金属。若是不可溶性阳极,大部分为贵金属(白金,氧化铱)。 3.电镀药水:含有欲镀金属离子的电镀药水。 4.电镀槽:可承受,储存电镀药水的槽体,一般考虑强度,耐蚀,耐温等因素。 5.整流器:提供直流电源的设备。 

(磨光→抛光)→上挂→脱脂除油→水洗→(电解抛光或化学抛光)→酸洗活化→(预浸)→电镀→水洗→(后处理)→水洗→干燥→下挂→检验包装 

电镀工作条件是指电镀时的操作变化因素,包括:电流密度、温度、搅拌和电源的波形等。 

阴极电流密度 

任何镀液都有一个获得良好镀层的电流密度范围,获得良好镀层的最小电流密度称电流密度下限,获得良好镀层的最大电流密度称电流密度上限。一般来说,当阴极电流密度过低时,阴极极化作用小,镀层的结晶晶粒较粗,在生产中很少使用过低的阴极电流密度。随着阴极电流密度的增大,阴极的极化作用也随之增大(极化数值的增加量取决于各种不同的电镀溶液),镀层结晶也随之变得细致紧密;但是阴极上的电流密度不能过大,不能超过允许的上限值(不同的电镀溶液在不同工艺条件下有着不同的阴极电流密度的上限值),超过允许的上限值以后,由于阴极附近严重缺乏金属离子的缘故,在阴极的尖端和凸出处会产生形状如树枝的金属镀层、或者在整个阴极表面上产生形状如海绵的疏松镀层。在生产中经常遇到的是在零件的尖角和边缘处容易发生“烧焦”现象,严重时会形成树枝状结晶或者是海绵状镀层。 

电镀溶液温度 

当其它条件(指电压不变,由于离子扩散速度加快,电流会增大)不变时,升高溶液的温度,通常会加快阴极反应速度和离子扩散速度,降低阴极极化作用,因而也会使镀层结晶变粗。但是不能认为升高溶液温度都是不利的,如果同其它工艺条件配合恰当,升高溶液温度也会取得良好效果。例如升高温度可以提高允许的阴极电流密度的上限值,阴极电流密度的增加会增大阴极极化作用,以弥补升温的不足,这样不但不会使镀层结晶变粗而且会加快沉积速度,提高生产效率。此外还可提高溶液的导电性、促进阳极溶解、提高阴极电流效率(镀铬除外)、减少针孔、降低镀层内应力等效果。 

搅拌 

搅拌会加速溶液的对流,使阴极附近消耗了的金属离子得到及时补充和降低阴极的浓差极化作用,因而在其它条件相同的情况下,搅拌会使镀层结晶变粗。 

采用搅拌的电镀液必须进行定期或连续过滤,以除去溶液中的各种固体杂质和渣滓,否则会降低镀层的结合力并使镀层粗糙、疏松、多孔。 

电源 

电镀生产中常用的电源是:高频开关直流电源,因其节能效果好、功率因数高、输出电源品质高、易于调制和体积小而广受欢迎!实践证明,电流的波形对镀层的结晶组织、光亮度、镀液的分散能力和覆盖能力、合金成分、添加剂的消耗等方面都有影响,故对电流波形的选择应予重视。除采用一般的直流电外,根据实际的需要还可采用周期换向电流及脉冲电流。 

5典型技术 

无氰碱性亮铜 

在铜合金上一步完成预镀与加厚,镀层厚度可达10μm以上,亮度如酸性亮铜镀层,若进行发黑处理可达漆黑效果,已在1万升槽正常运行两年。 

能完全取代传统氰化镀铜工艺和光亮镀铜工艺,适用于任何金属基材:纯铜丶铜合金丶铁丶不锈钢丶锌合金压铸件、铝丶铝合金工件等基材上,挂镀或滚镀均可。 

无氰光亮镀银 

普通型以硫代硫酸盐为主络合剂,高级型以不含硫的有机物为主络合剂。全光亮镀层厚度可达40μm以上,镀层表面电阻~41μΩ•㎝,硬度~HV101.4,热冲击298K(25℃)合格,非常接近氰化镀银的性能。 

无氰镀金 

无氰自催化化学镀金主盐采用Na3[Au(SO3)2],金层厚度可达1.5μm,已用在高密度柔性线路板和电子陶瓷上镀金。 

非甲醛镀铜 

非甲醛自催化化学镀铜用于线路板的通孔镀和非导体表面金属化。革除有毒甲醛代之以廉价无毒次磷酸盐,国内外尚无商业化产品。已基本完成实验室研究,沉积速度3~4μm/h,寿命达10循环(MTO)以上,镀层致密、光亮。但有待进一步完善和进行中试考验。 

纯钯电镀 

Ni会引发皮炎,欧盟早已拒绝含Ni饰品进口,钯是最佳的代Ni金属。本项目完成于1997年,包括二种工艺,一是薄钯电镀,厚度0.1~0.2μm,已用在白铜锡上作为防腐装饰性镀层和防银变色层;二是厚钯电镀,厚度达3μm无裂纹(国际水平),因钯昂贵,目前尚未进入国内市场。 

三价铬锌镀层蓝白和彩色钝化剂 

以三价铬盐代替致癌的六价铬盐。蓝白钝化色泽如镀铬层,通过中性盐雾实验24小时以上,一些特殊处理的可达到中性盐雾试验96小时以上,已经历了十年的市场考验。彩色钝化相较蓝白钝化,色泽鲜艳,其中性盐雾试验时间较蓝白钝化高出许多,可达到48至120小时。 

纯金电镀 

主盐为K[Au(CN)2],属微氰工艺。镀层金纯度99.99%,金丝(30μm)键合强度>5g,焊球(25μm)抗剪切强度>1.2Kg。努普硬度H<90,已用于高密度柔性线路板镀金。 

白钢电镀 

有Pd(60)Ni(40)和Pd(80)Ni(20)两种,已在电子产品中用作代金镀层和防银变色层。 

纳米镍 

应用纳米技术研发的环保型产品,能完全取代传统氰化镀铜预镀和传统化学镍,适用于铁件、不锈钢、铜、铜合金、铝、铝合金、锌、锌合金、钛等等,挂镀或滚镀均可。 

高速镀铬 

节省成本、高镀速、高耐磨、高抗腐蚀性能。不但可提高电流效率,更可增强耐磨和抗腐蚀性能。适用于任何镀硬铬处理,包括; 微裂纹铬, 乳白铬,也可用于光亮铬等。质量好、工艺稳定、生产效率高、节约能源、经济效益显著。 

其它技术 

贵金属金、银、钯回收技术;金刚石镶嵌镀技术;不锈钢电化学和化学精抛光技术;纺织品镀铜、镀镍技术;硬金(Au-Co,Au-Ni)电镀;钯钴合金电镀;枪黑色Sn—Ni 电镀;化学镀金;纯金浸镀;化学沉银;化学沉锡。 

6电镀方式 

电镀分为挂镀、滚镀、连续镀和刷镀等方式,主要与待镀件的尺寸和批量有关。挂镀适用于一般尺寸的制品,如汽车的保险杠,自行车的车把等。滚镀适用于小件,如紧固件、垫圈、销子等。连续镀适用于成批生产的线材和带材。刷镀适用于局部镀或修复。电镀液有酸性的、碱性的和加有铬合剂的酸性及中性溶液,无论采用何种镀覆方式,与待镀制品和镀液接触的镀槽、吊挂具等应具有一定程度的通用性。 

7镀层分类 

若按镀层的成分则可分为单一金属镀层、合金镀层和复合镀层三类。 

若按用途分类,可分为:①防护性镀层;②防护性装饰镀层;③装饰性镀层;④修复性镀层;⑤功能性镀层 

单金属电镀 

单金属电镀至今已有170多年历史,元素周期表上已有33种金属可从水溶液中电沉积制取。常用的有电镀锌、镍、铬、铜、锡、铁、钴、镉、铅、金、银等l0余种。在阴极上同时沉积出两种或两种以上的元素所形成的镀层为合金镀层。合金镀层具有单一金属镀层不具备的组织结构和性能,如非晶态Ni—P合金,相图上没有的各蕊sn合金,以及具有特殊装饰外观,特别高的抗蚀性和优良的焊接性、磁性的合金镀层等。 

复合镀 

复合镀是将固体微粒加入镀液中与金属或合金共沉积,形成一种金属基的表面复合材料的过程,以满足特殊的应用要求。根据镀层与基体金属之间的电化学性质分类,电镀层可分为阳极性镀层和阴极性镀层两大类。凡镀层金属相对于基体金属的电位为负时,形成腐蚀微电池时镀层为阳极,故称阳极性镀层,如钢铁件上的镀锌层;而镀层金属相对于基体金属的电位为正时,形成腐蚀微电池时镀层为阴极,故称阴极性镀层,如钢铁件上的镀镍层和镀锡层等。 

按用途分类可分为: 

①防护性镀层:如Zn、Ni、Cd、Sn和Cd-Sn等镀层,作为耐大气及各种腐蚀环境的防腐蚀镀层; 

②防护.装饰镀层:如Cu—Ni—Cr、Ni-Fe-Cr复合镀层等,既有装饰性,又有防护性; 

③装饰性镀层:如Au、Ag以及Cu.孙仿金镀层、黑铬、黑镍镀层等; 

④修复性镀层:如电镀Ni、Cr、Fe层进行修复一些造价颇高的易磨损件或加工超差件; 

⑤功能性镀层:如Ag、Au等导电镀层;Ni-Fe、Fe-Co、Ni-Co等导磁镀层;Cr、Pt-Ru等高温抗氧化镀层;Ag、Cr等反光镀层;黑铬、黑镍等防反光镀层;硬铬、Ni.SiC等耐磨镀层;Ni.VIEE、Ni.C(石墨)减磨镀层等;Pb、Cu、Sn、Ag等焊接性镀层;防渗碳镀Cu等。 

8电镀电源 

电源组成 

主电路主要包括主变压器、功率整流器件和一些检测、保护装置等。电镀电源中的主变压器是将交流电源电压降低为电镀工艺所需要的电压值。晶闸管整流器中使用的是工频(50Hz)变压器,高频开关电源中使用的是高频(10~50kHz)变压器。检测装置包括电压表、电流互感器等。保护装置主要是用于功率整流器件的过流保护。 

控制电路主要包括晶闸管或IGBT等的触发控制电路,电源的软启动电路,过流、过压保护电路,电源缺相保护电路等。 

电源特点 

1、节能效果好 

开关电源由于采用了高频变压器,转换效率大大提高,正常情况下较可控硅设备提高效率10%以上,负载率达70%以下时,较可控硅设备提高效率30%以上。 

2、输出稳定性高 

由于系统反应速度快(微秒级),对于网电及负载变化具有极强的适应性,输出精度可优于1%。开关电源的工作效率高、所以控制精度高,有利于提高产品质量。 

3、输出波形易于调制 

由于工作频率高,其输出波形调整相对处理成本较低,可以较方便的按照用户工艺要求改变输出波形。这样对于工作现场提高工效,改善加工产品质量有较强作用。 

4、体积小、重量轻 

体积与重量为可控硅电镀电源的1/5-1/10,便于规划、扩建、移动、维护和安装。 

9相关附录 

材料和设备术语 

1 阳极袋:用棉布或化纤织物制成的套在阳极上,以防止阳极泥渣进入溶液用的袋子。 

2 光亮剂:为获得光亮镀层在电解液中所使用的添加剂。 

3 阻化剂:能够减缓化学反应或电化学反应速度的物质。 

4表面活性剂:在添加量很低的情况下也能显著降低界面张力的物质。 

5 乳化剂:能降低互不相溶的液体间的界面张力,使之形成乳浊液的物质。 

6 络合剂:能与金属离子或含有金属离子的化合物结合而形成络合物的物质。 

7 绝缘层:涂于电极或挂具的某一部分,使该部位表面不导电的材料层。 

8 挂具(夹具):用来悬挂零件,以便于将零件放于槽中进行电镀或其他处理的工具。 

9 润湿剂:能降低制件与溶液间的界面张力,使制件表面容易被润湿的物质。 

10添加剂:在溶液中含有的能改进溶液电化学性能或改善镀层质量的少量添加物。 

11 缓冲剂:能够使溶液PH值在一定范围内维持基本恒定的物质。 

12 移动阴极:采用机械装置使被镀制件与极杠一起作周期性往复运动的阴极。 

测试和检验术语 

1 不连续水膜:通常用于表面被污染所引起的不均匀润湿性,使表面上的水膜变的不连续。 

2孔隙率:单位面积上针孔的个数。 

3 针孔:从镀层表面直至底层覆盖层或基体金属的微小孔道,它是由于阴极表面上 的某些点 的电沉积过程受到障碍,使该处不能沉积镀层,而周围的镀层却不断加厚所造成。 

4 变色:由于腐蚀而引起的金属或镀层表面色泽的变化(如发暗、失色等)。 

5 结合力:镀层与基体材料结合的强度。 

6 起皮:镀层成片状脱离基体材料的现象。 

7 剥离:某些原因(例如不均匀的热膨胀或收缩)引起的表面镀层的破碎或脱落。 

8 桔皮:类似于桔皮波纹状的表面处理层。 

9 海绵状镀层:在电镀过程中形成的与基体材料结合不牢固的疏松多孔的沉积物。 

10 烧焦镀层:在过高电流下形成的颜色黑暗、粗糙、松散等质量不佳的沉积物,其中常含有氧化物或其他杂质。 

11 麻点:在电镀或腐蚀中,与金属表面上形成的小坑或小孔。 

12 粗糙:在电镀过程中,由于种种原因造成的镀层粗糙不光滑的现象。 

13 镀层钎焊性:镀层表面被熔融焊料润湿的能力。 

10镀锌分类 

电镀锌:就是利用电解,在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。 

与其他金属相比,锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属,属低值防蚀电镀层。被广泛用于保护钢铁件,特别是防止大气腐蚀,并用于装饰。镀覆技术包括槽镀(或挂镀)、滚镀(适合小零件)、自动镀和连续镀(适合线材、带材)。 

国内按电镀溶液分类,可分为四大类: 

氰化物镀锌 

由于(CN)属剧毒,所以环境保护对电镀锌中使用氰化物提出了严格限制,不断促进减少氰化物和取代氰化物电镀锌镀液体系的发展,要求使用低氰(微氰)电镀液。采用此工艺电镀后,产品质量好,特别是彩镀,经钝化后色彩保持好。 

锌酸盐镀锌 

此工艺是由氰化物镀锌演化而来的。目前国内形成两大派系,分别为: a)武汉材保所的”DPE”系列;b) 广电所的”DE”系列 。都属于碱性添加剂的锌酸盐镀锌;PH值为12.5~13。采用此工艺,镀层晶格结构为柱状,耐腐蚀性好,适合彩色镀锌。 

氯化物镀锌 

此工艺在电镀行业应用比较广泛,所占比例高达40%。钝化后(兰白)可以锌代铬(与镀铬相媲美),特别是在外加水溶性清漆后,外行人是很难辩认出是镀锌还是镀铬的。此工艺适合于白色钝化(兰白,银白)。 

硫酸盐镀锌 

此工艺适合于连续镀(线材、带材、简单、粗大型零、部件)。成本低廉。 

11溶液泄漏 

原因分析 

(1)严防镀液加温过高。当镀液加温过高时,镀液会加速蒸发和分解,气雾中含有高浓度的溶质成分。这时会严重污染环境,尤其是酸、碱气雾,氰化物和铬雾对环境的影响和人体危害会更大。 

(2)严格防止镀液被排风机吸走。当排风机配备不当(规格过大),镀液液位过高(离槽沿过近),这时镀液容易被吸走,在槽盖未启开之前尤为严重,既引起环境污染,又会造成镀液损耗,出现这种情况时要及时采取措施予以解决,如降低镀液液位,调整吸风口宽度,在室外的排风机之前的管道下方设一个集液器,以便收集吸入的镀液或冷凝水。 

(3)减轻镀液大处理时的损耗。镀液大处理过程中若不加以注意,则镀液的损耗量是相当大的,通常的损耗量达2%~3%,即1000L镀液经处理之后往往需补充20~30L纯净水,及相应的化工材料,才能恢复到原来的液位和原来的浓度,操作时若能细心一点,机械过滤与手工过滤相配合,让镀液尽可能由槽底的沉淀物中滤出来,则可大大减轻镀液的损耗,从而既节省材料的损耗,又能大大改善对环境的污染程度。 

(4)防止镀槽、加温(冷却)管渗漏造成污染。电镀槽或加温(冷却)管渗漏往往会造成严重污染,其渗漏原因随制造材料及不同镀种各有区别。 

采取措施 

1.预防方法:在靠近阳极的槽壁竖块耐温玻璃或塑料板,起到隔断阳极板与槽衬的接触,减轻腐蚀机会。补救方法:在铁质外壳槽的液位以下3~5cm处钻个声l~1.5mm的小孔,当内衬铅槽(也包括内衬塑料槽)损坏时,镀铬溶液即会由此射出,通过这一信号即可知道内衬槽已损坏,可当即进行修复,从而可以避免更大事故的发生。 

2.铅质加温(降温)管的渗漏原因及预防方法。铅质加温(降温)管的渗漏原因与铅质衬槽渗漏有某些相似,但它还有因承受压力引起膨胀而造成损裂的可能,铅管渗漏对环境的危害同样很厉害,一旦渗漏即有可能使槽内溶液随蒸汽或水射出槽外,若回汽回人锅炉,则危害性更大,有可能为此而毁坏锅炉而发生更大事故。 

3.塑料镀槽渗漏原因及预防方法。塑料镀槽渗漏多由焊接质量欠佳引起,其中也不排除使用时人为因素。 

12局部电镀 

通常按其施镀面积可将电镀分为全部镀和局部镀两种。许多需局部电镀的零件就要对其非镀面进行绝缘保护,这就要用不同的局部绝缘方法来满足施工的技术要求,以保证零件非镀面不会镀上镀层,尤其是有特殊要求的零件。 

根据日常的工作经验,现介绍电镀中常用的几种局部电镀工艺方法。 

包扎法 

这种方法是用胶布或塑料的布条、胶带等材料对非镀面进行绝缘保护,其包扎的方法根据零件的形状而定。包扎法适用于简单零件,特别是形状规则的圆形零件。包扎法是最简单的绝缘保护方法。 

专用夹具法 

专用夹具法,又叫仿形夹具法。也就是说,对于某些形状比较复杂的零件,可以仿照零件的形状设计出专用的绝缘夹具,从而可大大提高生产效率。如轴承内径或外径进行局部镀铬时,就可以设计一种专用的轴承镀铬夹具,且这种夹具还可以重复多次使用。 

蜡剂保护法 

用蜡制剂绝缘的特点是,与零件的粘接性能好,使用温度范围宽,绝缘层的端边不会翘起,因此,适用于对绝缘端边尺寸公差要求高、形状较复杂的零件。此外,蜡制剂也可重复使用,损耗小,但其使用方法比较复杂,周期较长。涂覆蜡制剂时,零件应预热到50~70℃ ,再涂覆熔化了的蜡制剂,先涂一薄层,覆盖整个需绝缘的表面,这时蜡不应中途凝固,然后再反复涂至所需厚度。涂覆后在尚未冷却到室温之前的温热状态下,用小刀对绝缘端边进行修整,再用棉球沾汽油反复擦拭欲镀表面,该操作要十分仔细。镀后可在热水或专用蜡桶内将蜡制剂熔化回收,然后用汽油等溶剂或水溶性清洗剂对零件进行清洗。 

涂料绝缘法 

电镀时经常使用漆类绝缘涂料进行绝缘保护。这种绝缘保护方法操作简便,可适用于复杂零件。常用的绝缘涂料有过氯乙烯防腐清漆(如G52—1.G52—2)、聚氯乙烯绝缘涂料、硝基胶等。 

13发展阶段 

(1)直流发电机阶段这种电源耗能大、效率低、噪声大.已经被淘汰。 

(2) 硅整流阶段是直流发电机的换代产品,技术十分成熟,但效率低,体积大,控制不方便。仍有许多企业使用这种电镀电源。 

(3) 可控硅整流阶段是替代硅整流电源的主流电源,具有效率高、体积小、调控方便等特点。随着核心器件——可控硅技术的成熟与发展.该电源技术日趋成熟,已获得广泛应用。 

(4) 晶体管开关电源即脉冲电源阶段脉冲电镀电源是当今最为先进的电镀电源,它的出现是电镀电源的一次革命。这种电源具有体积小、效率高、性能优越、纹波系数稳定.而且不易受输出电流影响等特点。脉冲电镀电源是发展的方向,现已开始在企业中使用。 

合金电镀 

3.1 高耐蚀锌合金电镀工艺 

锌合金是指以锌为主要成分并含有少量其它金属的合金。已用于生产的二元锌合金有:Zn-Ni,Zn-Co,Zn-Fe,Sn-Zn。Zn-Ti,Zn-Cr,Zn-P,Zn-Mn等还在开发研制试应用中,锌合金具有良好的防护性能,故常称之为高耐蚀合金镀层,其中研究的比较多,且应用比较广泛的主要是锌和铁族金属形成的合金,即锌-镍、锌-钴和锌-铁。铁族金属的原子结构和性质相近,它们与锌形成合金的共沉积特性也很相似。从电极电位来看,铁族金属的电位比锌正的多,但在共沉积时,锌比铁族金属容易沉积而优先沉积,这种沉积称为异常共沉积。其原因是当锌与铁族金属在阴极表面共沉积时,随着阴极表面H2的析出,使表面pH升高,在阴极表面生成了氢氧化锌胶体薄膜,致使铁族金属离子在阴极表面受到抑制而难以沉积,于是锌在阴极表面优先析出。 

3.1.1 电镀锌-铁合金工艺及钝化处理 

已获得工业应用的锌-铁合金有两种:一种是含铁量高的(10%~25%或更高)合金,该镀层不易钝化,易磷化处理,对油漆有良好的结合力,多用于钢板和钢带的表面处理,作为电泳漆的底层;另一种是含微量铁的锌-铁合金,镀层易钝化,耐蚀性能优良,特别经过黑色钝化,其耐蚀性有很大提高。锌-铁合金工艺也可分为酸性和碱性两种类型,合金镀层含铁量一般在0.2%~0.7%之间,镀液中三价铁离子不能含量过高,否则会降低阴极电流效率,结晶粗大。以下仅介绍低铁含量电镀工艺。 

首饰电镀 

电镀是首饰生产过程中应用非常广泛的表面优化处理技术,是利用电化学的方法,在首饰的表面沉淀形成金属和合金镀层的工艺方法。所谓电镀,是把镀液中的金属离子,在外电场的作用下,经过电极反应还原成为金属原子,并在阴极上进行金属沉淀,从而在首饰表面形成了一个镀层,从而有效地改变了首饰的纹理、色彩、质感,以防止蚀变,对首饰起到美化和延长使用寿命的作用。 

根据电镀使用的目的来分类,电镀可以分为防护性电镀和装饰性电镀两种。 

防护性电镀主要是为了防止金属腐蚀,通常使用镀锌、镀铑、镀锡等。在银饰品上很常用。我们知道,银很容易氧化变黑,对首饰的表现很不利,通常会电镀来保护。宝珑网的925银首饰,都有镀铑。铑是昂贵的贵金属,性质稳定,色泽洁白,跟铂金一样,可以有效地防止925银氧化变黑,又很漂亮。 

装饰性电镀主要是以装饰为目的,当然也会有一定的防护性。为了美化,多半装饰性电镀是由多层电镀层组合出来的电镀。通常是在首饰上先镀一层底层,然后再镀上表面层,有时,还有一个中间层。在贵金属电镀和仿真首饰中这类电镀应用广泛。这类电镀的首饰,镀层往往是很高档的贵金属,比如黄金、18k金、彩色金属等,而其基本材质往往是小五金,或者非贵金类的物质。 

塑料镀件 

:塑料电镀的镀件易漂浮,与挂具接触的地方易被烧焦因为塑料的比重小,所以在溶液中易浮起。 

灯罩外形就象一个小盘一样,内表面凹进去,边上有两个小孔,开始只用一根铜丝卡着两个小孔进行电镀。 

由于电镀中气体的放出,灯罩易与铜丝脱离,加之铜丝也轻,不足以使灯罩浸入溶液里。后来在铜丝上附上重物,解决了漂浮问题。铜丝与灯罩的接触点被烧焦,并露出塑料,是因导电不良引起的。 

解决方法:为了解决塑料电镀工件漂浮与导电问题,我们设计了专门的夹具。夹具有一定的重量,上灯罩后不再浮起,再用两个较宽的导电片卡在灯罩的孔上,使各处电流均匀,接触点就不会烧焦了。 


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