電鍍基礎(chǔ)培訓(xùn)資料_Luxshare

1、電鍍基本知識(shí)培訓(xùn)電鍍基本知識(shí)培訓(xùn)汽車塑件研發(fā)部汽車塑件研發(fā)部汽車塑件研發(fā)：汽車塑件研發(fā)：Marvin GeMarvin Ge 2013.4.3 2013.4.3前言前言 本培訓(xùn)主要從電鍍基本原理和設(shè)備構(gòu)造著手，通過對(duì)電鍍本培訓(xùn)主要從電鍍基本原理和設(shè)備構(gòu)造著手，通過對(duì)電鍍?cè)砗驮O(shè)備構(gòu)造的簡(jiǎn)單講解，使大家對(duì)電鍍相關(guān)知識(shí)有初步的原理和設(shè)備構(gòu)造的簡(jiǎn)單講解，使大家對(duì)電鍍相關(guān)知識(shí)有初步的了解。對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)及流程進(jìn)行說明，同時(shí)將各部品的結(jié)構(gòu)、及了解。對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)及流程進(jìn)行說明，同時(shí)將各部品的結(jié)構(gòu)、及工作原理進(jìn)行講解，并指出可能影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要結(jié)構(gòu)及動(dòng)工作原理進(jìn)行講解，并指出可能影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要結(jié)構(gòu)及動(dòng)作部分

2、。為學(xué)員更好地理解并控制重要品質(zhì)項(xiàng)目提供幫助。作部分。為學(xué)員更好地理解并控制重要品質(zhì)項(xiàng)目提供幫助。 由于時(shí)間緊迫及水平有限，資料中的內(nèi)容可能有錯(cuò)漏之處，由于時(shí)間緊迫及水平有限，資料中的內(nèi)容可能有錯(cuò)漏之處，歡迎大家指正。歡迎大家指正。 目錄目錄電鍍分類電鍍分類電鍍?cè)砑盎A(chǔ)電鍍?cè)砑盎A(chǔ)電鍍的基本五要素電鍍的基本五要素電鍍厚度電鍍厚度鍍層檢驗(yàn)鍍層檢驗(yàn)封孔劑封孔劑電鍍計(jì)算電鍍計(jì)算掛掛 具具滾桶滾桶電電鍍鍍方方式式常規(guī)電鍍常規(guī)電鍍脈沖電鍍脈沖電鍍電刷鍍電刷鍍電電 鑄鑄滾滾 鍍鍍連續(xù)電鍍連續(xù)電鍍掛掛 鍍鍍自動(dòng)掛鍍線自動(dòng)掛鍍線滾滾 鍍鍍連續(xù)電鍍連續(xù)電鍍電鍍分類電鍍分類2 2、 電鍍?cè)砑盎A(chǔ)電鍍?cè)砑盎?/p>

3、礎(chǔ)2.1 2.1 電鍍?cè)黼婂冊(cè)?.2 2.2 法拉第定律法拉第定律2.3 2.3 鍍層分析鍍層分析2.4 2.4 電鍍流程分析電鍍流程分析2.1、電鍍?cè)怼㈦婂冊(cè)斫柚饨缰绷麟姷淖饔?，在溶液中借助外界直流電的作用，在溶液中進(jìn)進(jìn)行電解反應(yīng)，使導(dǎo)電體的表面沉行電解反應(yīng)，使導(dǎo)電體的表面沉積一金屬或合金層的方法，稱為電鍍。積一金屬或合金層的方法，稱為電鍍。 圖例：圖例：陰極主要反應(yīng)陰極主要反應(yīng) : : CuCu2+2+ + 2e + 2e- - Cu Cu 陽極主要反應(yīng)陽極主要反應(yīng) : :Cu CuCu Cu2+2+ + 2e + 2e- - 陰極副反應(yīng)陰極副反應(yīng) : : 2H2H3 3O O+

4、 + + 2e + 2e- - H H2 2 + 2H + 2H2 2O O 陽極副反應(yīng)陽極副反應(yīng) : :6H6H2 2O OO O2 2 + 4H + 4H3 3O O+ + + 4e + 4e- - 2.2、法拉第定理、法拉第定理法拉第定律是描述電極上通過的電量與電極反應(yīng)物重量之間的關(guān)系法拉第定律是描述電極上通過的電量與電極反應(yīng)物重量之間的關(guān)系, ,又稱為電解定律又稱為電解定律. .電解定律是自然界中最嚴(yán)格的定律之一電解定律是自然界中最嚴(yán)格的定律之一. .它不受溫度、壓力、電解質(zhì)溶液濃度、溶劑它不受溫度、壓力、電解質(zhì)溶液濃度、溶劑的性質(zhì)、電解質(zhì)材料和形狀等因素的影響。的性質(zhì)、電解質(zhì)材料和形

5、狀等因素的影響。 第一定律：第一定律：電解時(shí)電解時(shí), ,電極上析出電極上析出( (或溶解或溶解) )物質(zhì)的質(zhì)量與電解液中所通過的電量成正比物質(zhì)的質(zhì)量與電解液中所通過的電量成正比. .m=KIt=KQm=KIt=KQm-m-析出物質(zhì)量析出物質(zhì)量(g)(g)K-K-比例常數(shù)比例常數(shù)( (電化當(dāng)量電化當(dāng)量)(g/A)(g/Ah)h)I-I-電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度(A)(A)t-t-通電時(shí)間通電時(shí)間(h)(h)Q-Q-通過電量通過電量(A(Ah)h) 第二定律：第二定律：電極上每析出電極上每析出( (或溶解或溶解)1mol)1mol的任何物質(zhì)所需的電量為的任何物質(zhì)所需的電量為n n* *96500C9650

6、0C或或n n* *26.8A26.8Ah h1 1電量為電量為96500C,96500C,它是一個(gè)常數(shù)，一般稱為法拉第常數(shù)它是一個(gè)常數(shù)，一般稱為法拉第常數(shù)鍍層厚度鍍層厚度d d的計(jì)算公式的計(jì)算公式(d(d：um ) um ) d=(Kd=(KD Dk kt tk k100)/(60100)/(60) ) 電鍍時(shí)間電鍍時(shí)間t t計(jì)算公式（計(jì)算公式（t t：minmin） t=(60t=(60d)/(Kd)/(KD Dk kk k100) 100) -電鍍層金屬密度電鍍層金屬密度(g/cm(g/cm3 3) )D DK K - -陰極電流密度陰極電流密度(A/dm(A/dm2 2) )k k-

7、-陰極電流效率陰極電流效率( () ) 舉例：舉例：已知鍍鎳液電流效率已知鍍鎳液電流效率k k為為95%95%，D DK K為為1515A/dA/d，電鍍，電鍍1 1分鐘后所得鍍層厚度是多少分鐘后所得鍍層厚度是多少? ?解：查得解：查得鎳的鎳的K K為為1.0951.095,為為8.8.9 9根據(jù)公式根據(jù)公式d=(Kd=(KD Dk kt tk k100)/(60100)/(60) =(1.095=(1.09515151 10.950.95100)/(60100)/(608.9)8.9) =2.922(um) =2.922(um) 常用數(shù)據(jù)：常用數(shù)據(jù)：序號(hào)金屬密度g/cm2熔點(diǎn)沸點(diǎn)比熱容20J

8、/g線膨脹系數(shù)2010-6/熱傳導(dǎo)20時(shí)W/cm電阻系數(shù)/cm1銅8.96108325950.384316.423.86441.633錫7.323222700.2261230.657311.34金19.31062.729490.129014.42.96092.215銀10.996020000.233618.94.07791.586鈀12.0155539800.245811.60.674110.88鎳8.9145229000.468913.70.586220序號(hào)金屬符號(hào)原子價(jià)比重原子量當(dāng)量電化學(xué)當(dāng)量mg/庫侖克/安培小時(shí)1金Au119.3197.2197.22.04367.3572金Au319.

9、365.765.70.6812.4523銀Ag110.5107.88107.881.1184.0254銅Cu18.9363.5463.540.6582.3725銅Cu28.9363.5463.540.3291.1867錫Sn27.33118.70118.700.6152.2148錫Sn47.33118.70118.700.3071.107序號(hào)金屬鍍層名稱金屬鍍層重量mg/cm2g/dm21銅鍍層0.890.0892金鍍層1.940.1943鎳鍍層0.890.0894鎳鍍層0.730.0735鈀鍍層1.200.1202.3、鍍層的分類：、鍍層的分類：使使用用目目的的功功能能性性鍍鍍層層耐磨和減磨

10、性鍍層耐磨和減磨性鍍層抗高溫氧化鍍層抗高溫氧化鍍層修復(fù)性鍍層修復(fù)性鍍層熱處理用鍍層熱處理用鍍層磁性鍍層磁性鍍層導(dǎo)電性鍍層導(dǎo)電性鍍層其他其他可焊性鍍層可焊性鍍層防護(hù)防護(hù)-裝飾性鍍層裝飾性鍍層保護(hù)基體金屬保護(hù)基體金屬, ,賦予美麗外觀賦予美麗外觀. .提高制品表面硬度提高制品表面硬度, ,增加其抗磨能力增加其抗磨能力( (Sn-PbSn-Pb) )磁環(huán)磁環(huán) 磁盤磁盤 磁膜磁膜(Ni-FeCo-Ni)(Ni-FeCo-Ni)保護(hù)制品在熱處理時(shí)不改變性能保護(hù)制品在熱處理時(shí)不改變性能(CuSn)(CuSn)修復(fù)損壞部位修復(fù)損壞部位(FeCuCr)(FeCuCr)改善焊接性能改善焊接性能(Sn)(Sn)改

11、善光學(xué)性能鍍層等改善光學(xué)性能鍍層等(Cr,(Cr,黑鉻黑鉻) )防止制品在高溫下被氧化腐蝕防止制品在高溫下被氧化腐蝕(Pt-rh)(Pt-rh)提高表面導(dǎo)電性能提高表面導(dǎo)電性能(Au-Co)(Au-Co)鍍鍍層層結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)單鍍層簡(jiǎn)單鍍層復(fù)合鍍層復(fù)合鍍層組合鍍層組合鍍層單一金屬鍍層單一金屬鍍層(ZnCr)(ZnCr)幾層相同或不同金屬疊加而成的鍍層幾層相同或不同金屬疊加而成的鍍層( (暗暗Ni-Ni-半光半光Ni-Ni-光光Ni Ni-Au Ni-Cu)Ni Ni-Au Ni-Cu)固體微粒均勻地分散在金屬中而形成的鍍層固體微粒均勻地分散在金屬中而形成的鍍層(Ni-SiC Cu-Al(Ni-Si

12、C Cu-Al3 3O O2 2) ) 對(duì)鍍層的主要要求：對(duì)鍍層的主要要求：1、鍍層與基體的結(jié)合必須牢固,附著力好2、鍍層完整,結(jié)晶細(xì)致緊密,孔隙率小3、具有良好的物理、化學(xué)及機(jī)械性能4、具有符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鍍層厚度,且鍍層分布要均勻 影響電鍍質(zhì)量的因素：影響電鍍質(zhì)量的因素：因因素素電電源源基基件件溶溶液液電流密度電流密度添加劑、導(dǎo)電鹽、金屬離子濃度等直接影響鍍層的好壞添加劑、導(dǎo)電鹽、金屬離子濃度等直接影響鍍層的好壞電流密度影響鍍層的結(jié)晶效果電流密度影響鍍層的結(jié)晶效果電流波形電流波形電電 極極電流波形對(duì)鍍層的結(jié)晶組織、光亮、鍍液的分散能力和電流波形對(duì)鍍層的結(jié)晶組織、光亮、鍍液的分散能力和覆蓋能力

13、等都有影響覆蓋能力等都有影響. .現(xiàn)在多使用脈沖電流現(xiàn)在多使用脈沖電流電極的形狀、尺寸、位置影響鍍層的分布效果電極的形狀、尺寸、位置影響鍍層的分布效果成成 分分溫溫 度度攪攪 拌拌適當(dāng)?shù)臏囟瓤梢蕴岣呷芤旱膶?dǎo)電性，促進(jìn)陽極溶解，適當(dāng)?shù)臏囟瓤梢蕴岣呷芤旱膶?dǎo)電性，促進(jìn)陽極溶解，提高陰極電流效率，減少針孔，降低鍍層內(nèi)應(yīng)力等提高陰極電流效率，減少針孔，降低鍍層內(nèi)應(yīng)力等加速溶液對(duì)流，降低陰極的濃差極化作用加速溶液對(duì)流，降低陰極的濃差極化作用表面狀態(tài)表面狀態(tài)形形 狀狀清潔、平整的基件表面鍍層效果越好清潔、平整的基件表面鍍層效果越好影響電流分布，位置定位等影響電流分布，位置定位等上料上料脫脂脫脂酸洗酸洗活化活

14、化預(yù)鍍預(yù)鍍電鍍電鍍水洗水洗鈍化鈍化封孔封孔干燥干燥下料下料前處理前處理電電 鍍鍍后處理后處理2.4、電鍍流程分析：、電鍍流程分析：前處理前處理: :電鍍前的所有工序統(tǒng)稱為前處理電鍍前的所有工序統(tǒng)稱為前處理, ,目的是修整工件表面目的是修整工件表面, ,去除工件表面去除工件表面的油脂的油脂, ,銹皮銹皮, ,氧化膜等氧化膜等, ,為后面鍍層沉積提供所需的電鍍表面為后面鍍層沉積提供所需的電鍍表面. .前處理主要影前處理主要影響到外觀結(jié)合力響到外觀結(jié)合力, ,據(jù)統(tǒng)計(jì)據(jù)統(tǒng)計(jì),60%,60%的電鍍不良品由于前處理不良所造成的電鍍不良品由于前處理不良所造成. .前處理的方式有前處理的方式有: :噴砂、磨光

15、、拋光、熱浸脫脂、超音波脫脂、電脫脂、酸洗噴砂、磨光、拋光、熱浸脫脂、超音波脫脂、電脫脂、酸洗活化等。活化等。電鍍電鍍: :在工件表面得到所需鍍層。整個(gè)流程的核心程序。在工件表面得到所需鍍層。整個(gè)流程的核心程序。后處理：電鍍后對(duì)鍍層進(jìn)行各種處理以增強(qiáng)鍍層的各種性能。如耐腐蝕性、后處理：電鍍后對(duì)鍍層進(jìn)行各種處理以增強(qiáng)鍍層的各種性能。如耐腐蝕性、抗變色能力、可焊性等?？棺兩芰Α⒖珊感缘?。后處理的方式有：鈍化、中和、著色、防變色、封孔等后處理的方式有：鈍化、中和、著色、防變色、封孔等3.3.電鍍的基本五要素電鍍的基本五要素1.1.陰極陰極：被鍍物，指各種接插件端子。：被鍍物，指各種接插件端子。2.

16、2.陽極陽極：若是可溶性陽極，則為欲鍍金屬。若是不可：若是可溶性陽極，則為欲鍍金屬。若是不可溶性陽極，大部分為貴金屬（白金，氧化銥）溶性陽極，大部分為貴金屬（白金，氧化銥）. .3.3.電鍍藥水電鍍藥水：含有欲鍍金屬離子的電鍍藥水。：含有欲鍍金屬離子的電鍍藥水。4.4.電鍍槽電鍍槽：可承受，儲(chǔ)存電鍍藥水的槽體，一般考慮：可承受，儲(chǔ)存電鍍藥水的槽體，一般考慮強(qiáng)度，耐蝕，耐溫等因素。強(qiáng)度，耐蝕，耐溫等因素。5.5.整流器整流器：提供直流電源的設(shè)備。：提供直流電源的設(shè)備。4. 4. 電鍍厚度電鍍厚度1. 1. 厚度表示法厚度表示法：u”u”微英寸，微英寸，m,m,微米微米, ,2. 2. 錫合金電鍍

17、錫合金電鍍: : 作為焊接用途作為焊接用途, ,一般膜厚在一般膜厚在100200100200最多最多. .3. 3. 鎳電鍍鎳電鍍 現(xiàn)在電子連接器皆以打底，故在現(xiàn)在電子連接器皆以打底，故在以上為以上為 一般規(guī)格，較低的規(guī)格為一般規(guī)格，較低的規(guī)格為，( (可能考慮可能考慮 到折彎或者成本到折彎或者成本) )4.4.金電鍍金電鍍 為昂貴的電鍍加工為昂貴的電鍍加工, ,故一般電子業(yè)在選用規(guī)格時(shí)故一般電子業(yè)在選用規(guī)格時(shí), , 考慮到其實(shí)用環(huán)境、使用對(duì)象考慮到其實(shí)用環(huán)境、使用對(duì)象, ,制造成本制造成本, ,若需通若需通 過一般強(qiáng)腐蝕實(shí)驗(yàn)必須在過一般強(qiáng)腐蝕實(shí)驗(yàn)必須在5050以上以上 . .5. 5. 鍍層

18、檢驗(yàn)鍍層檢驗(yàn)1.1.外觀檢驗(yàn)外觀檢驗(yàn): :目視法目視法, ,放大鏡放大鏡(410(410倍倍) )2.2.膜厚測(cè)試膜厚測(cè)試:X-RAY:X-RAY熒光膜厚儀熒光膜厚儀. .3.3.密著實(shí)驗(yàn)密著實(shí)驗(yàn): :折彎法折彎法, ,膠帶法或兩者并用膠帶法或兩者并用. .4.4.焊錫實(shí)驗(yàn)焊錫實(shí)驗(yàn): :沾錫法沾錫法, ,一般一般95%95%以上沾錫面積均勻平滑以上沾錫面積均勻平滑 即可即可. .5.5.水蒸氣老化實(shí)驗(yàn)水蒸氣老化實(shí)驗(yàn): : 測(cè)試是否變色或腐蝕斑點(diǎn)測(cè)試是否變色或腐蝕斑點(diǎn), ,及后及后 續(xù)的可焊性續(xù)的可焊性. .6.6.抗變色實(shí)驗(yàn)抗變色實(shí)驗(yàn): :使用烤箱烘烤法使用烤箱烘烤法, ,是否變色或者脫皮是否

19、變色或者脫皮. .7.7.耐腐蝕實(shí)驗(yàn)?zāi)透g實(shí)驗(yàn): :鹽水噴霧實(shí)驗(yàn)鹽水噴霧實(shí)驗(yàn), ,硝酸實(shí)驗(yàn)硝酸實(shí)驗(yàn), ,二氧化硫?qū)嵍趸驅(qū)嶒?yàn)驗(yàn), ,硫化氫實(shí)驗(yàn)等硫化氫實(shí)驗(yàn)等. .6. 6. 封孔劑封孔劑7.7.電鍍計(jì)算電鍍計(jì)算 理論厚度的計(jì)算：由法拉第兩大定律導(dǎo)出下列公式：理論厚度的計(jì)算：由法拉第兩大定律導(dǎo)出下列公式： 理論厚度理論厚度Z Z（）=2.448CTM/ ND=2.448CTM/ ND（Z Z厚度，厚度，T T時(shí)間，時(shí)間，M M原子量，原子量，N N電荷數(shù)，電荷數(shù)，D D密度，密度，C C電流密度）電流密度）金理論厚度金理論厚度=24.98CT=24.98CT（密度（密度19.319.3，分子量

20、，分子量196.9665196.9665，電荷數(shù)，電荷數(shù)1 1）銅理論厚度銅理論厚度=8.74 CT=8.74 CT（密度（密度8.98.9，分子量，分子量63.54663.546，電荷數(shù)，電荷數(shù)2 2）銀理論厚度銀理論厚度=25.15 CT=25.15 CT（密度（密度10.510.5，分子量，分子量107.868107.868，電荷數(shù)，電荷數(shù)1 1）鈀理論厚度鈀理論厚度=10.85 CT=10.85 CT（密度（密度12.0012.00，分子量，分子量106.42106.42，電荷數(shù)，電荷數(shù)2 2）80/2080/20鈀鎳?yán)碚摵穸肉Z鎳?yán)碚摵穸?10.42 CT=10.42 CT（密度（密度

21、11.3811.38，分子量，分子量96.87496.874，電荷數(shù)，電荷數(shù)2 2）90/1090/10錫鉛理論厚度錫鉛理論厚度=20.28 CT=20.28 CT（密度（密度7.7137.713，分子量，分子量127.8127.8，電荷數(shù)，電荷數(shù)2 2）今有一客戶委托電鍍加工一端子，數(shù)量總為今有一客戶委托電鍍加工一端子，數(shù)量總為5000K5000K，其，其電鍍規(guī)格為鎳電鍍規(guī)格為鎳5050，金，金GFGF，錫鉛為，錫鉛為100100。1.1.設(shè)定設(shè)定厚度為：鎳厚度為：鎳6060，金，金1.31.3，錫鉛，錫鉛120120。2.2.假設(shè)效率各為：鎳假設(shè)效率各為：鎳90%90%，金，金20%20%

22、，錫鉛，錫鉛80%80%。3.3.可使用電流密度范圍各為：鎳設(shè)定可使用電流密度范圍各為：鎳設(shè)定15ASD15ASD，金，金 010ASD 010ASD，錫鉛，錫鉛230ASD230ASD。4.4.電鍍槽長(zhǎng)各為：鎳電鍍槽長(zhǎng)各為：鎳6 6米，金米，金2 2米，錫鉛米，錫鉛6 6米。米。5.5.端子間距為端子間距為2.54mm2.54mm。6.6.單支電鍍面積各為：金單支電鍍面積各為：金15mm15mm2 2，鎳，鎳54mm54mm2 2，錫鉛，錫鉛29mm29mm2 2。請(qǐng)問：請(qǐng)問：1.1.產(chǎn)速為多少？產(chǎn)速為多少？ 2. 2.需要多少時(shí)間才能生產(chǎn)完畢？（不包含開關(guān)機(jī)時(shí)間）需要多少時(shí)間才能生產(chǎn)完畢？

23、（不包含開關(guān)機(jī)時(shí)間） 3. 3.鎳電流各為多少安培？鎳電流各為多少安培？ 4. 4.金，錫鉛電流密度及電流各為多少？金，錫鉛電流密度及電流各為多少？解答：解答：1.1.鎳效率鎳效率= =鎳設(shè)定膜厚鎳設(shè)定膜厚 / / 鎳?yán)碚撃ず矜嚴(yán)碚撃ず?0.9=60 /Z 0.9=60 /Z Z=67 Z=67（鎳?yán)恚ㄦ嚴(yán)?論膜厚）論膜厚） 鎳?yán)碚撃ず矜嚴(yán)碚撃ず?8.074CT=8.074CT 67=8.074 67=8.0741515T T T=0.553 T=0.553分分 （電鍍時(shí)間）（電鍍時(shí)間） 鎳電鍍時(shí)間鎳電鍍時(shí)間= =鎳電鍍槽長(zhǎng)鎳電鍍槽長(zhǎng) / / 產(chǎn)速產(chǎn)速 0.553 = 6 /V V=10.85

24、 0.553 = 6 /V V=10.85米米 / /分（產(chǎn)速）分（產(chǎn)速）2.2.完成時(shí)間完成時(shí)間= =總量總量0.0010.001端子間距端子間距 / /產(chǎn)速產(chǎn)速 t=5000000 t=50000000.0010.0012.54 /10.85=1170.52.54 /10.85=1170.5分分 1170.5 /60=19.5Hr 1170.5 /60=19.5Hr（完成時(shí)間）（完成時(shí)間）3.3.鎳電鍍總面積鎳電鍍總面積=鎳電鍍槽長(zhǎng)鎳電鍍槽長(zhǎng) / / 端子間距端子間距單支鎳電鍍面積單支鎳電鍍面積 M=6 M=61000 /2.54 1000 /2.54 54 =127559mm2=12.7559dm254 =127559mm2=12.7559dm2 鎳電流密度鎳電流密度=鎳電流鎳電流 / /鎳電鍍總面積鎳電鍍總面積 15=A /12.7559 15=A /12.7559 A=191 A=191 安培安培4.4.金效率金效率=金設(shè)定膜厚金設(shè)定膜厚 / /金理論膜厚金理論膜厚 0.2=1.3 /Z 0.2=1.3 /Z Z=6.5 Z=6.5（金理論膜厚）（金理論膜厚） 金電鍍時(shí)間金電鍍時(shí)間=金電鍍槽長(zhǎng)金電鍍槽長(zhǎng) / /產(chǎn)速產(chǎn)速 T=2 /