電鍍基礎(chǔ)知識

1、電鍍基礎(chǔ)知識電鍍基礎(chǔ)知識一一.定義定義 電鍍是利用電解的方法,在金屬或非金屬基體表面上沉積同種金屬或另 一種金屬或合金的過程.其本質(zhì)是氧化還原反應.二二.目的目的 改變物體表面的特性,達到某種使用的要求和觀賞的需要,或者同時滿足使用和觀賞的要求.三三.條件條件 直流電、電解液、陰陽極。一般鍍件 為陰極，金屬為陽極。 電鍍的實現(xiàn): 介紹兩類不同的導體1.第一類導體由電子傳導電流的導體(即電子導體)R-R/S2.第二類導體由離子的定向移動傳導電流的導體(即離子導體)電鍍注意事項:1.被鍍表面需絕對干凈,要露出基體的純表面性2.鍍液不能有污染,保持電解液的純凈、穩(wěn)定.3.應根據(jù)不同金屬沉積電位的不同

2、來調(diào)節(jié)電流、電壓及相關(guān)參數(shù)。四四.分類分類A.按改變物體表面特性來分 1.功能性電鍍 2.裝飾性電鍍 3.防腐裝飾性電鍍我們公司的產(chǎn)品幾乎全是防腐裝飾性電鍍我們公司的產(chǎn)品幾乎全是防腐裝飾性電鍍.B.按施鍍的工藝來分1.普通電鍍:單金屬電鍍、復合金屬電鍍即合金電鍍、三元或多元電鍍。2.真空電鍍：蒸發(fā)鍍、濺射鍍、離子鍍.3.化學電鍍4.脈沖電鍍:將電鍍槽與脈沖電源相連構(gòu)成的電鍍體系.特點:a.可以得到致密的均勻鍍層. b.減少鍍層的孔隙率(即提高抗蝕率) c.降低鍍層的內(nèi)應力,提高韌性 d.周期轉(zhuǎn)向脈沖電鍍五五.電鍍過程和步驟電鍍過程和步驟: 總的來說,分三大步驟. A.前處理目的是去除被鍍物體表

3、面的油污、雜質(zhì)、氧化層等使之達到電鍍級的表 面干凈程度 B.電鍍:電解液,直流電源,陰陽極桿組成 1.電解液成分: a.主鹽 b導電鹽 c緩沖劑如鍍鎳中2BO3,焦磷酸鹽液中的磷酸一氫鈉(Na2HPO4）,檸檬 酸,氨三乙酸 d綜合劑 e.添加劑等（如光亮劑、潤滑劑） 2.控制的參數(shù):電解液組分含量、電流密度PK、酸度PH、攪拌、時間 3.直流電流的波型 C鍍后處理:是對鍍層進行調(diào)整，以達到改善鍍層的某些性質(zhì)，鍍層鈍化處理、染色處理、封閉處理、涂有機膜如鍍鋅后，黃、黑和草綠鈍化，鍍鎳-黑鎳。六六.電鍍中品質(zhì)異常特征及原因電鍍中品質(zhì)異常特征及原因 1.結(jié)合力差:鍍層脫皮、起泡，主要是鍍前處理不徹

4、底，油污、氧化膜，基體金屬不良，鈍化膜未除盡，才加強處理和活化。主要試驗有銼刀試驗,彎曲試驗等 2.麻點,毛刺,粗糙:主要原因鍍液中含有極細微固體懸浮物,另外含有一些金屬雜質(zhì),一價金屬離子.電流過大.有機添加劑分解副產(chǎn)物較多,搭配不合理. 3.龜裂:剛鍍出來鍍層應有裂紋,結(jié)合力差,成碎狀脫落,明顯說鍍層脆性大,一般 由于光亮偏多,軟劑偏少引起,對鍍鉻來說電流大,溫度高較易產(chǎn)生.基體表面有裂紋,氣孔,冷隔,對于鋅合金材料,尤為顯得突出,導致電鍍中很難改善,不良率較高. 4.鍍層脫皮分層:有現(xiàn)象,雙電鍍現(xiàn)象,鎳層內(nèi)應力大.七七.影響鍍層品質(zhì)的因素影響鍍層品質(zhì)的因素 1.電沉積的影響 電沉積過程一般

5、同下列步驟: 金屬水化離子(或絡(luò)離子)由電解液內(nèi)向陰極表面?zhèn)鬟f過程,液相傳遞. 金屬水化離子(或絡(luò)離子)在陰極上得到電子過程電化學過程. 金屬離子在陰極還原成金屬-結(jié)晶成膜(電沉積). 這個過程中形成新晶核的速度很快,而晶核的成長速度較慢,鍍層就趨于平滑細致.它與鍍液的性質(zhì)、溫度、電流密度、酸度，鍍液各成分的含量配比，都密切的關(guān)系，將影響電沉積過程。2.電鍍液對鍍層的影響 主鹽濃度影響:必須控制在比較合理的濃度范圍且與其它成份要保持一定的比例,以達到各組分和諧協(xié)調(diào)的最佳狀況. 附加鹽的影響:改善鍍液的導電性,擴大陰極電流范圍,改善陽極溶解穩(wěn)定PH,以達到改善鍍層質(zhì)量的作用. 添入劑的影響:是電

6、鍍中重要的添加物質(zhì),其用量很小,但作用很大,能顯著改變鍍層的品質(zhì)及外觀.a.光亮劑 b.濕潤劑 c.整平劑 d.應力消減劑 e.電流密度Pk f。溫度 g攪拌的影響 3.電源波形的影響 如上海某廠用純直流電源試鍍Fe-Zn合金時很快獲得全光亮鍍層,但在投入配制 大槽生產(chǎn),用之相全波整流器,總是達不到全光亮鍍層,反反復復,后證明這種整流器波型不穩(wěn)定. 焦磷的鹽銅中情況不同,有一個廠試鍍中用單相全波整流器獲得全光亮鍍層,大槽中系統(tǒng)直流電源時,卻一直得不到滿意的鍍層,后來在純直流電源上加間隙斷電器(通電8S,斷電5S)滿意的鍍層. 寧波自行車零件電鍍廠鍍一層銅時(打底銅時)打不上,或局部打不上,鍍液

7、工藝參數(shù)都正常,后用視波器檢查電源波不對,請廠家檢查整流器有一個零件壞了,更換后,電鍍馬上恢復正常.4.析氫對鍍層的影響 任何電鍍中都會存在一定量的氫離子,往往會與金屬離子同時析出,而使鍍層質(zhì)量變壞.主要表現(xiàn)為如下幾方面. 氫脆:析出的氫往往會進入鍍層或基體,造成鍍層晶格扭曲,產(chǎn)生很大的內(nèi)應力,甚至會使鍍層脆裂或脫落. 起泡:析出的氫進入基體細孔內(nèi),就會使鍍層產(chǎn)生鼓泡,平時看不出來,但隨著周圍介質(zhì)溫度升高,氫對鍍層施加壓力,使鍍層鼓起,甚至連基體表皮也會帶撕出,有時經(jīng)常數(shù)量赤才顯現(xiàn)出來. 針孔 析氫與溶液中含有機雜質(zhì),金屬雜質(zhì),表面張力等有關(guān).5.基體金屬對鍍層的影響: 鍍層的質(zhì)量好壞與基材金

8、屬的性質(zhì),組織狀況,表面狀況有密切關(guān)系,在有氣孔,裂紋的基材上,要鍍上質(zhì)量良好的鍍層是比較困難的,因為滲力微氣孔,裂紋中溶液水洗難以除盡,會留在其內(nèi)部,存放一定時間會外溢.八八.目前公司產(chǎn)品的鍍種主要是目前公司產(chǎn)品的鍍種主要是:鍍銅（一層銅、二層銅、三層銅） a一層銅:氰化亞銅CuCN,氰化鈉NaCN，有的還加NaOH，KNaC4H4O3.4H2O（NaOH) 絡(luò)合型 三層銅：CuSO4.H2O、150220 g/L;H2SO4、5070 g/L；CL-10 80 mg/L 簡單型 焦磷酸銅，焦磷酸鉀 絡(luò)合型鍍鎳基本組分是硫酸鎳(NiSO4.7H2O),氯化鎳(NiCl2.6H2O),硼酸(H

9、3BO3),瓦特鎳: NiSO4.7H2O, NiCl2.6H2O, H3BO3,PH35,T/C 4560,PK 12.5 A/dm2)各成分的作用各成分的作用:NiSO4.7H2O主鹽,在電解液中提供鎳離子,含量低覆蓋能力好,結(jié)晶細致,但電流效率低,允許含量范圍較寬100350g/L,常規(guī)在180250g/L; NiCl2.6H2O ,主要作用是促使陽極(鎳板)正常溶解,并提供一定量的氯離子,氯離子稱為陽極溶化劑,氯離子含量高,容易使鎳層產(chǎn)生內(nèi)應力,脆性大;硼酸,是緩沖劑,具有穩(wěn)定PH值作用,防止酸度波動,使結(jié)晶細致.PH,對鎳沉積過程和鍍層性能有很大影響,PH偏高有較好的覆蓋能力和較高的

10、陰極電流效率,但會有堿式鎳鹽的傾向,使鍍層粗糙,容易使H2停留在陰極表面上,而產(chǎn)生麻點和針孔.溫度：提高電解液的溫度，其好處是增加主鹽的溶解度和導電度，加速離子向陰極擴散，可以減少鍍層的內(nèi)應力、增加韌性，但溫度不宜過高，造成鍍液蒸發(fā)、鎳鹽水解，鐵雜質(zhì)水解，從而生成氫氧化物沉淀，導致針孔和毛刺。陰極電流密度PK（A/dm2）與T、PH，主鹽濃度有一定的關(guān)系要調(diào)整一致。攪拌：可以減少陰陽兩極區(qū)濃差極化，提高PK的范圍和光亮度。鎳陽極：用來提供Ni離子補充Ni離子的消耗，保持電解液Ni離子相對濃度和穩(wěn)定性，陽極的總面積與陰極的總面積之比為1.52：1；鎳陽極有含C鎳陽極0.250.35%,含O鎳陽極

11、0.251.0%,含S鎳陽極0.010.15%.其中國外用的較多,按溶解性好壞,含S優(yōu)于含O優(yōu)于含C. a.半光鎳:在普通暗鎳鍍液中加入不含硫的光亮劑組成的電解液. b.光亮鍍鎳:在普通暗鎳鍍液中加入組合光亮劑就構(gòu)成了全光亮鍍液.光亮添加劑有兩類,第一類和第二類.第一類光亮劑(常稱為軟劑),一般用量為第二類用量的1.52倍,可使鍍層應力降低,延展性提高,結(jié)晶細致且有一定的光亮,與第二類添加劑配合使用,可全光亮、整平性很好、脆性低的鍍層.第二類添加劑,可起到光亮、整平性好的鍍層,對雜質(zhì)敏感,應力大過多,容易產(chǎn)生毛刺,針孔亮紋.所以工藝中,強調(diào)使用中注意二類添加劑配合恰當性是很重要的.鎳封：在光亮

12、鍍鎳中加直徑在0.011um不溶性固體微粒，在適當?shù)拇賱┳饔孟鹿腆w微粒與鎳離子共同沉積形成復合鍍層C高硫鎳：在普通鍍鎳液中加入含硫量為0.120.25%的添加劑的鍍液,一般作為中間層.雙層和多層半光鎳/全光鎳半光鎳/高硫鎳/全光鎳半光鎳/全光鎳/鎳封、再鍍鉻微孔鉻MC半光鎳/全光鎳/高應力鎳、再鍍鉻微裂紋鉻MP雙層鎳和多層鎳中應特加注意的問題就是各層之間的結(jié)合力的問題，影響它們鍍層間結(jié)合強度的因素是多方面的，主要有A、有機物吸附表面B、從這個槽提到另一個槽空間停留時間偏長；C、鍍件產(chǎn)生雙性電極現(xiàn)象。 鍍鉻九九.鋅合金壓鑄件電鍍鋅合金壓鑄件電鍍1.鋅合金壓鑄的特點1、成本低廉、機械加工好、精度高

13、、尺寸公差小、有利結(jié)構(gòu)復雜工件的制造，生產(chǎn)效率高；2、壓鑄件表面有一層致密的表層,其厚度約0.050.1mm,表層下面是疏松多孔的結(jié)構(gòu).3、壓鑄件過程中由于冷卻溫度不均勻容易造成偏析現(xiàn)象,即在邊沿或局部地方產(chǎn)生富鋅或富鋁。4、壓鑄過程中的排氣、溫度、模具、注射速度等因素極易產(chǎn)生氣孔、針孔、微裂紋、冷隔條紋等缺陷。5、根據(jù)電鍍的經(jīng)驗,選用含鋁為4%的鋅合金,電鍍分格相對會高一些3#鋅,含銅量會較低,5#鋅含銅量稍高,應該說5#鋅比3#鋅電鍍合格率會高一些.2.鋅合金壓鑄件的常見品質(zhì)異常由于鋅合金壓鑄件的特點使其電鍍起來困難得多，良品率比一般銅鐵工件的電鍍小得多。鋅合金壓鑄件電鍍最多的品質(zhì)異常是起

14、泡現(xiàn)象，起泡有大有小，相對比較固定的部位如：把手的頭部的杯內(nèi)腔，或是大面的表面。鋅合金電鍍中特別要注意的是：加強前處理和預鍍。針孔、麻點、汽泡產(chǎn)生的原因分析1.陰極氫氣析出吸附在鍍件一面上產(chǎn)生針孔和毛刺2.鍍件表面本身的缺陷產(chǎn)生的針孔、毛刺（如氣孔、麻點、砂眼、點銹等）3.防針孔劑不足，或光亮偏多產(chǎn)生的針孔、毛刺4.鍍液中含金屬雜質(zhì)、有機雜質(zhì)超出允許的含量而造成針孔、毛刺5.鍍前不良處理不徹底造成起泡、針孔、毛刺。2.鋅合金電鍍中采取的措施鋅合金壓鑄件本身的缺陷經(jīng)過電鍍后表露出來的品質(zhì)異常如起泡、微裂紋、針孔等，在電鍍過程中是無法解決的。要提升鋅合金壓鑄件的電鍍良品率，改善品質(zhì)異常，則必須從設(shè)

15、計、模具制造壓鑄成型清光拋光電鍍等各部門通力配合，在這些部門中，電鍍是最后一道工序，起的作用是洗臉、化妝的作用。1.控制拋光量,不要將表面的致密層拋光,露出表面下的疏松結(jié)構(gòu).2.不能用強酸,強堿.3.鍍銅層要厚一些.4.保證鍍層無孔隙,因為鍍的電位較負,與空氣接觸面大5.特別應該指出的如果壓鑄工藝不合適,模具設(shè)計不合理,壓鑄件就會產(chǎn)生氣泡、氣孔、針孔、冷紋、疏松等不良,這些缺陷在電鍍是難以克服的.改善措施的方向1.建立一條樣品試度專線2.適當調(diào)整目前鋅合金電鍍的鍍層結(jié)構(gòu)形式3.減少鍍層的孔隙率、針孔4.加強學習培訓提高員工總體素質(zhì)5.加強傳,幫,帶,培養(yǎng)一班具有吃苦耐勞、進取向上、善于學習、勇

16、于學習的人員，提高作業(yè)素質(zhì)和作業(yè)質(zhì)量。6.加強產(chǎn)品生產(chǎn)過程中各部門的有效的配合，管控好產(chǎn)品體質(zhì)結(jié)構(gòu)和表面質(zhì)量，為電鍍質(zhì)量創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)。十十.腐蝕腐蝕(鹽霧試驗不合格鹽霧試驗不合格)目前，公司產(chǎn)品很難闖的關(guān)就是腐蝕試驗通不過，鍍層加厚還是過不了。1.腐蝕的類型化學腐蝕:無腐蝕電流發(fā)生,純屬化學作用.電化學腐蝕:在腐蝕進行過程中腐蝕電流發(fā)生陽極性鍍層/陰極性鍍層.按腐蝕的破壞形式來看，又可分為：A.均勻腐蝕B.斑點腐蝕C.膿脆腐蝕D.孔腐蝕E.晶間腐蝕F.穿透腐蝕陽極性鍍層就是鍍層金屬的電極電位比基體金屬的電極電位更負的鍍層,這時如果產(chǎn)生首先是鍍層向模向平行腐蝕開來,不浸入基體,進而犧牲鍍層來保護

17、基體,是具有保護作用的鍍層,這種保護是電化學保護.首先要有電位,電位關(guān)越大,保護性越強.陰極性鍍層鍍層金屬的電極電位比基體金屬電極電位較正的鍍層,這類鍍層,這時如果產(chǎn)生腐蝕,基體變成陽極,成氧化反應即生銹腐蝕,是由基體向上腐蝕的,即是向外爛出來,這是沒有電化學保護作用的,只有機械保護,在這種情況下,除非鍍層致密性特別好,厚度足夠,無孔隙針孔下,才有較好的保護作用.從目前公司的鍍層結(jié)構(gòu)來看:A. Zn:-0.76/半光鎳Ni(-0.25)/全光Ni(0.25)/Cr(-0.74)B. Cu(0.337)/Ni(-0.25)/Cr(-0.74)改正方面:A.改變鍍層電位差B.分散腐蝕電流C.適當加厚鍍層D.盡量減少鍍層孔隙或消除鍍層孔隙,使鍍層形成一層無孔的薄膜,但是這是一種理想狀態(tài),實際是不可能的.顯然:鋅合金鍍腐蝕關(guān)為什么難闖過是有根源的,銅合金電鍍腐蝕點為什么較容易闖過也是有根源的.十一十一.目前公司產(chǎn)品的鍍層結(jié)構(gòu)形式目前公司產(chǎn)品的鍍層結(jié)構(gòu)形式 1.工藝流程及鍍層要求 銅基體件: 一般流程: 鍍鎳(Ni)鍍鉻(Cr) 鍍鎳(Ni)拉絲PVD 鎳(Ni)鍍鉻