電鍍基本原理講解課件

1、電鍍部教育訓練之電鍍基本原理目的: 通過對電鍍原理以及相關知識的介紹,使從事生產的操作員對電鍍有一定的了解. 教學大綱 電鍍原理 脫脂工序 酸洗工序 鍍鎳工序 鍍錫工序 鍍銅及銅合金工序 鍍金、銀工序 帶料電鍍工序 后處理 鍍層測試 1. 電解池 浸在電解質溶液中的兩個電極,與外加直流電源接通后,強制電流在體系中通過,從而在電極上發(fā)生化學反應,這種裝置就叫做電解池. 電解液陰極陽極陽極: 金屬原子失去電子,進 行氧化反應;陰極: 金屬陽離子得到電子, 進行還原反應; 1、1：電鍍的含義電鍍：指在直流電的作用下，金屬從該金屬鹽的水溶液中沉積出來，使一種金屬表面覆蓋上另一種金屬。電鍍是一種電化學過

2、程，也是一種氧化還原過程。 比如，鍍鎳，把零件放入金屬鎳鹽的溶液中作為陰極，以金屬鎳板作為陽極。在直流電的作用下，作為陰極的零件表面就會鍍上一層金屬鎳，而陽極鎳板就逐步溶解成鎳離子補充到鍍液中。在陰極上（零件上）發(fā)生鎳離子得到電子還原出金屬鎳，同時還有氫氣析出；在陽極上（鎳板上）金屬失去電子變成鎳離子，補充到鍍液中。 2. 電鍍鍍層的基本要求 與基體金屬結合牢固,附著力好;鍍層完整,結晶細致緊密,孔隙率小;具有良好的物理,化學及機械性能;具有符合標準規(guī)定的鍍層厚度,且分布均勻. 2.1、電鍍層的物理性分類 按鍍層的作用分，可分為 防護性鍍層，是指應用于大氣或其它環(huán)境下防止基體金屬腐蝕的鍍層，如

3、鐵件鍍鋅等。 防護裝飾性鍍層，是指應用于大氣條件下，使基體金屬既防腐又美觀的鍍層，如銅件鍍鎳、鍍鉻；鐵件鍍銅、鎳、鉻。 修復性鍍層，是指應用于已經被磨損的零件（如軸等）局部和整體加厚的修復性電鍍，如鍍銅、鍍鉻。 特殊要求的鍍層，指應用于某些有特殊要求的鍍層。如：耐磨鉻、減磨錫、反光銀、導電的金或銀、防反光的黑鎳、鉻等等。2.2鍍層的化學性分類 如果按鍍層金屬的電極電位與基體金屬的電極電位來分，可分為二種：陽極鍍層陰極鍍層 陽極鍍層是指在一定條件下，鍍層金屬的電極電位負于基體金屬的電極電位，如鐵上鍍鋅。這類鍍層覆蓋在金屬零件表面，既有隔離介質起機械保護作用（物理保護），當鍍層受到損壞時又能起電化

4、學保護作用，使基體不受腐蝕。 陰極鍍層，是指在一定條件下，鍍層金屬的電極電位正于基體金屬的電極電位，如鐵上鍍銅、鍍鎳等。這類鍍層只有隔離介質起機械保護作用，防護作用較差，必須鍍有一定的厚度，使鍍層的孔隙率盡量減少時才能有較好的防護作用。 3. 電鍍的結晶過程液相傳質步驟: 沉積金屬離子自溶液本體運動到 電極表面附近;前置轉化步驟: 還原反應前, 沉積金屬離子在陰 極表面附近或表面上發(fā)生轉化;電荷傳遞: 在電極和離子之間進行電荷轉移;表面擴散或形核: 到達電極表面的粒子沿表面橫 向移動到金屬點陣的適當位置,或與其它粒 子相遇形成晶核;形成結晶: 金屬原子最后到達點陣中的固定位置, 晶體逐漸長大.

5、MNM2+N2+M2+M2+M2+沉積過程示意圖4. 電鍍溶液中主要成分的作用 主鹽: 提供在陰極沉積出所要求的鍍層金屬的鹽.導電鹽: 提高溶液的電導率.緩沖劑: 當溶液遇到酸或堿時,可以使PH值變化幅度縮小.陽極去極化劑: 在電解時,能使陽極電位變負,促進陽極活化.絡合劑: 增大陰極極化,促進陽極溶解.添加劑: 改善溶液性能和鍍層質量. 脫脂的作用 進入機臺的料帶上會粘附一層油 污,主要為礦物油,動物油和植物油. 而油污的存在會嚴重影響鍍層與基體 的結合力. 利用脫脂的方法可以有效地除去料 帶上粘附的油污,保證結合力. 除油方法 有機溶劑除油 超音波除油 化學除油 電解除油 1. 化學脫脂

6、利用熱堿溶液對油脂的皂化和乳化作用,以除去皂化性油脂;利用表面活性劑的乳化作用,以除去非皂化性油脂.主要成分: NaOH 堿液除油特點: 除油液無毒 價格便宜 除油效果好 設備簡單 容易管理皂化: 料帶表面的油脂與除油液中的堿起反應生成肥 皂的過程.乳化: 使料帶表面的油膜破裂,生成小油珠,分散在堿 液中,形成混合的乳濁液.親水基親油基油滴 2. 電解脫脂 利用電解時電極的極化作用降低油-液界面的表面張力,同時產生的大量氣體將對油膜具有強烈的撕裂作用,并對溶液產生攪拌作用,從而使油膜脫離料帶,轉化為細小的油珠. 同時,溶液自身的皂化,濕潤,滲透,分散等作用得以進一步發(fā)揮. 電解脫脂是脫脂的最終

7、工序. 脫脂方式 酸洗活化主要成分: 硫酸主要作用: 除去料帶表面的氧化層; 中和料帶上殘留的堿性脫脂劑. 當溶液顏色變藍色時,必須更換. 1. 化學浸蝕 利用酸溶液與料帶表面上氧化皮或銹蝕產物等的化學溶解作用,以達到除去料帶表面氧化皮,銹蝕物,鈍態(tài)薄膜等目的. 酸溶液成分: 硫酸 2. 電化學浸蝕 對酸溶液加以電流進行浸蝕.采用電化學浸蝕,速度快,溶液消耗小,使用壽命長. 現(xiàn)采用方法: 陰極浸蝕. 陰極浸蝕優(yōu)點: 基體幾乎不受腐蝕.不會改變基體的尺寸. 為什么要鍍鎳？ 鍍鎳層的結晶細小，可以提高 鍍層的硬度，便于實現(xiàn)自動化生產。 鍍鎳，可分為單層鍍鎳和多層鍍鎳。多數(shù)用于繼電器的軛鐵和銜鐵類，

8、它屬于陰極涂覆，只能起機械保護作用。我們選用硫酸鎳為主鹽的鍍液。主要成份有硫酸鎳、氯化鎳、硼酸和適量的添加劑。在此溶液中，硫酸鎳為主鹽，起著供給鍍液中鎳離子的作用，氯化鎳是一種陽極活化劑，它的作用是促進陽極的溶解，保證鎳離子的正常補充，并能提高溶液的導電性和改善鍍液的分散能力。硼酸在鍍液中是一種緩沖劑，起著穩(wěn)定鍍液的PH值的作用。 常見問題處理 為什么要鍍錫？ 鍍錫層的可焊性好！ 鍍錫，主要用靜簧、焊片的可焊性涂覆。目前車間采用硫酸鹽體系的鍍液。其主要成份為硫酸亞錫、硫酸、少量的硫酸高鈰以及添加劑。其中硫酸亞錫為該鍍液的主鹽。加入的硫酸其主要作用是：增加溶液的導電性。降低亞錫離子的有效濃度，提

9、高它的陰極極化作用，促使形成較細的鍍層。防止錫的水解。在硫酸鍍錫中，由于二價錫易氧化成四價錫，所產生的水解使鍍液混濁，故足夠量的硫酸可防止錫的水解。問題點可能原因改善行動鍍層發(fā)暗、灰銅雜質過高電解處理鍍液溫度過高降溫處理添加劑少補加添加劑露銅、起泡前處理不良除油、酸洗控制過程活化清洗不良鍍后零件不宜放置過長時間，鍍層清洗活化處理銅雜質過高電解處理料厚超負差酸洗過度控制酸洗時間鍍層超差電流、時間、數(shù)量控制在工藝范圍內常見問題 為什么要鍍銅？ 良好的導電性 可以改變磁路性能 由于銅具有良好的導電性，且柔軟，通常是用在鋼鐵零件與其它金屬鍍層的中間稱為中間鍍層，同時也可用在鋼鐵零件的外表代替銅件使用。

10、目前公司產品主要的鍍銅是用在汽車繼電器的銜鐵和軛鐵上，如16F左右軛鐵、8566的銜鐵和鐵芯以及118F的鐵芯和銜鐵等。鍍銅配方主要是氰化鍍銅。它的主要成份是氰化亞銅，氰化鈉、氫氧化鉀。其中氰化亞銅為主鹽，但必須與1.2倍以上的氰化物發(fā)生絡合反應，生成銅氰化鈉Na2Cu（CN）3也叫氰化銅鈉的絡鹽，這才是電鍍的主鹽。而氰化物則是一種絡合劑，主要是促使氰化亞銅生成氰化銅鈉。KOH則可以加速鍍層的沉積速度鍍金鍍銀 目前我們采用的鍍金、鍍銀分別是以氰化金鉀和氰化銀鉀作為主鹽，適量的氰化物作為絡合劑的鍍液，其原理與鍍銅相似 常見問題處理 鍍層測厚儀介紹一、鍍層厚度檢測方法的分類（分成兩大類）1、破壞性檢測法2、非破壞性檢測法破壞性檢測法中最典型、最常用、最權威的方法是“金相顯微法”，除此之外還包括點滴法、液流法、溶解法、電量法。金相顯微法的定義：是通過使用帶有一定比例標尺的金相顯微鏡來直接測量用金相方法所制得的試樣橫斷面