電鍍鋅理論與實際講解課件

電鍍鋅理論與實際專業(yè)介紹

電鍍鋅1電鍍基礎(chǔ)知識

金屬腐蝕金屬與周圍介質(zhì)接觸時，由于發(fā)生化學(xué)作用或電化學(xué)作用而引起的金屬破壞叫做金屬腐蝕。金屬的腐蝕現(xiàn)象十分普遍，例如鋼鐵制件在潮濕空氣中的生銹，鋼鐵在加熱過程中產(chǎn)生的氧化皮膜，地下金屬管道遭受腐蝕而穿孔，化工機械在強腐蝕介質(zhì)中的腐蝕，鋁制品在潮濕空氣中使用后表面所產(chǎn)生的白色粉末等。金屬遭受腐蝕后，在外形、色澤以及機械性能等方面都將發(fā)生變化，甚至不能使用。因此了解腐蝕并采取防護措施，是極其重要的。電鍍基礎(chǔ)知識金屬腐蝕2電鍍基礎(chǔ)知識

按腐蝕原理分類可以分為：1、化學(xué)腐蝕金屬表面與環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用而引起的腐蝕叫化學(xué)腐蝕。它的特點是在化學(xué)作用過程中沒有腐蝕電流產(chǎn)生。金屬在干燥的氣體介質(zhì)中和不導(dǎo)電的液體介質(zhì)（如酒精、石油）中發(fā)生的腐蝕，都屬于化學(xué)腐蝕。

電鍍基礎(chǔ)知識按腐蝕原理分類可以分為：3電鍍基礎(chǔ)知識2、金屬在導(dǎo)電的液態(tài)介質(zhì)中由于電化學(xué)作用而發(fā)生的腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕，在腐蝕進行過程中有腐蝕電流產(chǎn)生。大氣腐蝕、海水腐蝕、土壤腐蝕等都屬于電化學(xué)腐蝕。例如碳鋼在電解質(zhì)中的腐蝕。有時很難把化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕明確地區(qū)分開來。例如鐵在水蒸氣中一般發(fā)生電化學(xué)腐蝕，但在高溫時卻轉(zhuǎn)化為化學(xué)腐蝕，而且很難明確區(qū)分其溫度界限電鍍基礎(chǔ)知識2、金屬在導(dǎo)電的液態(tài)介質(zhì)中由于電化學(xué)作用4電鍍基礎(chǔ)知識金屬的防護金屬防護之目的，在于控制構(gòu)成金屬制品的金屬材料因腐蝕而引起的消耗，防止金屬制品的破壞，從而延長其使用壽命。因此，除了防止金屬腐蝕之外，還包含有保護金屬的意義，所以稱為金屬的防護。為了達(dá)到防護目的而采取的綜合的方法和手段叫做防護技術(shù)。

金屬防護方法除應(yīng)正確選用金屬材料和合理進行設(shè)計外，多采用在金屬表面處理技術(shù)以對金屬進行防護

電鍍基礎(chǔ)知識金屬的防護5電鍍基礎(chǔ)知識表面處理主要分為五大類1、電化學(xué)方法（電鍍、陽極氧化）2、化學(xué)方法（化學(xué)鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)換膜處理）3、熱加工方法（熱噴鋅等）4、高真空方法（真空鍍膜等）5、其它物理方法（涂裝、激光表面加工等）電鍍基礎(chǔ)知識表面處理主要分為五大類6電鍍定義

在含有某種金屬離子的電解液中，將被鍍工件作為陰極，通以一定波形的低壓直流電.而使金屬離子得到電子，不斷在陰極沉積為金屬的加工過程。從而起到防止腐蝕，提高耐磨性、導(dǎo)電性、反光性及增進美觀等作用。

電鍍定義在含有某種金屬離子的電解液中，將被鍍7電鍍原理H+Ni++OH-++_電源陽極陰極陽極NiH2O2O2電鍍原理H+Ni++OH-++_電源陽極陰極陽極NiH2O28電鍍原理（以鍍鋅為例）陽極反應(yīng)

陰極反應(yīng)Zn2++2e-Zn(金屬)2H++2e-H2ZnZn2++2e-4OH-O2+2H2O+4e-電鍍原理（以鍍鋅為例）陽極反應(yīng)

陰極反應(yīng)Zn2++2e9電鍍基礎(chǔ)知識電鍍層的一般質(zhì)量要求：1.

與基材金屬結(jié)合牢固，附著力好。

2.

鍍層完整，結(jié)晶細(xì)致而緊密，孔隙率小。

3.

具有良好的物理、化學(xué)及機械性能。

4.

有符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鍍層厚度，而且鍍層分布要均勻電鍍基礎(chǔ)知識電鍍層的一般質(zhì)量要求：10電鍍基礎(chǔ)知識電鍍層的標(biāo)注：（GB/T13911-2008）金屬鍍層的表示方法：基體材料鍍覆方法鍍層名稱鍍層厚度鍍層特征后處理如：Fe/Ep.Zn7.C2c

鐵基體電鍍鋅厚度7um以上鉻酸鹽鈍化2級C型電鍍基礎(chǔ)知識電鍍層的標(biāo)注：（GB/T13911-2008）基11電鍍基礎(chǔ)知識電鍍鋅鉻酸鹽后處理表示方法電鍍基礎(chǔ)知識電鍍鋅鉻酸鹽后處理表示方法12鍍層的分類按電化學(xué)性質(zhì)陽極性鍍層（鋼鐵鍍鋅）陰極性鍍層（鋼鐵鍍鎳、鍍銅等）鍍層的分類按電化學(xué)性質(zhì)13按鍍層組成

單金屬電鍍（如鍍鎳、鋅、銅、鉻、金、銀等）。合金電鍍（如外貿(mào)驅(qū)動軸鋅鎳合金等，）。復(fù)合電沉積（如裝飾電鍍中的鎳封）按鍍層組成14電鍍基礎(chǔ)知識按獲取鍍層方式常規(guī)電鍍（掛鍍、滾鍍）電刷鍍脈沖電鍍電鑄電鍍基礎(chǔ)知識按獲取鍍層方式15電鍍的分類按功能性裝飾性電鍍（鍍鎳、鍍銅、鍍裝飾鉻、鍍金等）功能性電鍍防護性電鍍（鍍鋅）耐磨性電鍍（鍍硬鉻）提高可焊性電鍍（鍍錫）增強導(dǎo)電性電鍍（鍍銀）電鍍的分類按功能性16常見電鍍設(shè)備：

電鍍基礎(chǔ)知識滾鍍連續(xù)電鍍自動掛鍍線滾桶掛具常見電鍍設(shè)備：電鍍基礎(chǔ)知識滾鍍連續(xù)電鍍自動掛鍍線滾17電鍍的基本工藝流程分三個階段：鍍前處理，包括除油，酸洗，清洗、活化等。電鍍階段，鍍后處理，封閉、鈍化，去氫等。電鍍過程電鍍的基本工藝流程分三個階段：電鍍過程18

油污包括三類：礦物油、動物油和植物油。按其化學(xué)性質(zhì)又可歸為兩大類，即皂化油和非皂化油。動物油和植物油屬皂化油，這些油能與堿作用生成肥皂，因此有皂化油之稱。各種礦物油如石臘、凡士林，各種潤滑油等。它們與堿不起皂化作用，統(tǒng)稱之為非皂化油。

鍍前處理—除油

除油方法包括有機溶劑除油，化學(xué)除油，電化學(xué)除油，機械除油，超聲波除油等方法。油污包括三類：礦物油、動物油和植物油。按其化學(xué)性質(zhì)又可19鍍前處理—化學(xué)除油

利用堿溶液對油脂的皂化作用除去可皂化性脂，利用表面活性劑的乳化作用除去非皂化性油脂?？稍砘杂椭膳c堿發(fā)生皂化反應(yīng)，生成可溶性的肥皂和甘油，

非皂化性油脂主要是利用乳化作用將其去掉。工件進入除油液后，由于機械震動，表面的油膜破裂，而變成不連續(xù)的小油滴；溶液中乳化劑使油、固界面上的表面張力降低，結(jié)果油滴進入溶液；乳化劑的疏水基團和親水基團將進入溶液中的小油滴包圍起來，使油滴不能重新聚集沾污工件。這樣就將油除去了。

鍍前處理—化學(xué)除油20鍍前處理—電化學(xué)除油

電化學(xué)除油是將材料至于堿性電解液的電極上，利用電解時電極的極化作用降低溶液介面的表面張力，電極上所析出的氫氣泡和氧氣泡，對油膜層有強烈的撕裂作用和對溶液的機械攪拌作用，從而促使油膜迅速地從材料表面上脫落轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的油珠，加速、加強除油過程，進而獲得近乎徹底清除乾凈的良好除油效果。電化學(xué)除油在陰極、陽極上都可以進行，也可以陰、陽極聯(lián)合除油。陰極除油的特點：析出的氣體為氫氣，氣泡小、數(shù)量多、面積大，因而除油效率高，不腐蝕材料。缺點；易引起材料產(chǎn)生氫脆，有掛灰。陽極除油的特點：無氫脆，無灰渣。缺點：效率低、材料易腐蝕。

鍍前處理—電化學(xué)除油

電化學(xué)除油是將材料至于堿21鍍前處理—酸洗

將金屬零件放入酸中利用化學(xué)或電化學(xué)的方法將零件表面銹蝕產(chǎn)物和氧化膜去除的過程。一般用鹽酸、硫酸、硝酸等?？蓡为毷褂?，也可聯(lián)合使用。鹽酸對金屬氧化物具有較強的浸蝕能力，對鋼鐵基體溶解緩慢，不易發(fā)生過腐蝕和嚴(yán)重氫脆，酸洗表面殘渣較少，但是易揮發(fā)，刺激性氣味強。硫酸在室溫下，對金屬氧化物溶解能力較弱，提高溫度可加快酸洗能力，但對鋼鐵金屬的酸洗容易發(fā)生腐蝕和產(chǎn)生氫脆現(xiàn)象。硝酸是氧化性酸，侵蝕能力較強，但對中、高碳鋼和低合金鋼的酸洗表面殘渣較多，易揮發(fā)有強烈的刺激性氣味。鍍前處理—酸洗將金屬零件放入酸中利用化學(xué)或電化學(xué)22鍍前處理—清洗

清洗及水洗是電鍍工藝不可缺少的組成部分，水洗質(zhì)量的好壞對于電鍍工藝的穩(wěn)定性和電鍍產(chǎn)品的外觀、耐蝕性等有很大影響。主要防止鍍液帶入下一次工序污染鍍液。不同的清洗方法，有不同的清洗效果。逆流清洗需用的水量比其他清洗方法用水量少，有利于廢水的處理和回收利用。一般用來清洗的為自來水，濃水，純水等。

鍍前處理—清洗

23鍍前處理—活化

材料經(jīng)除油，水洗后表面會生成一層薄氧化膜，它將影響鍍層與基本金屬的結(jié)合強度，因此，鍍前要進行活化，使材料表面產(chǎn)生輕微腐蝕，露出金屬的結(jié)晶組織，以保證鍍層與基材結(jié)合強度，活化溶液都較稀，不會破壞材料表面的光潔度，時間通常只有幾秒至一分鐘。經(jīng)活化后的鍍件必須再水洗，干凈后再進行電鍍。鍍前處理—活化

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電鍍陽極

陽極分為可溶性陽極和不溶性陽極﹐大多數(shù)陽極為與鍍層相對應(yīng)的可溶性陽極﹐如﹕鍍鋅為鋅陽極﹐鍍鎳為鎳陽極等。但是少數(shù)電鍍由于陽極溶解困難﹐使用不溶性陽極﹐如酸性鍍金使用的是多為鉑或鈦陽極。鍍液主鹽離子靠添加配制好的標(biāo)準(zhǔn)含金溶液來補充。鍍鉻陽極使用純鉛﹐電鍍陽極25電鍍液對鍍層的影響電鍍液由主鹽，導(dǎo)電鹽，各種添加劑等組成。1.電解液中主鹽的影響在陰極上沉淀出所要求的鍍層金屬的鹽稱為主鹽。鍍液主鹽的含量多少，直接影響鍍層的質(zhì)量。主鹽的濃度過高，則鍍層粗糙；主鹽濃度過低，則允許的電流密度小，電流效率明顯下降，影響沉積速度，還將導(dǎo)致其它問題。電鍍液對鍍層的影響262.電解液中導(dǎo)電鹽的影響增強溶液導(dǎo)電性，提高分散能力。3.電解液中緩沖劑的影響增強溶液導(dǎo)電性，提高分散能力。4.電解液中活化劑的影響陽極活化劑，能促進陽極溶解，使鍍液中鎳離子得到正常補充，氯化物含量過低，陽極易鈍化，過高，陽極溶解過快，鍍層結(jié)晶粗糙。2.電解液中導(dǎo)電鹽的影響275.添加劑的影響為了改善鍍層的性質(zhì)，可在電解液中添加少量的添加劑。添加劑在電解液中不能改變電解液的性質(zhì)，單能顯著改善鍍層的性質(zhì)。光亮劑：使鍍層光亮。整平劑：能使鍍件微觀谷處獲得微觀峰處更厚的鍍層。濕潤劑：能降低電極溶液間的界面張力，使溶液易于在電極表面鋪展。鍍層細(xì)化劑：能使鍍層結(jié)晶細(xì)致。5.添加劑的影響28工藝因素對電鍍鍍層的影響電鍍過程中pH值、溫度、電流密度等因素對電鍍過程有一定的影響。1.pH的影響：pH為0~7者表示酸性，pH為7~14者表示堿性。其它操作條件不變，pH過高，則鍍層的結(jié)晶粗糙、松軟、沉積速度快，若pH過低，則鍍層的結(jié)晶細(xì)致而且光亮，單沉積速度明顯下降，甚至主鹽金屬不能還原。工藝因素對電鍍鍍層的影響292.溫度的影響：在其他條件不變的情況下，陰極的極化作用將隨電解液溫度的升高而降低，并使鍍層結(jié)晶粗糙而松軟。溫度升高。增加了金屬離子因熱運動而引起的擴散速度，降低了濃度極化。加快了金屬離子和陰極表面的活性，降低了電化學(xué)的極化作用。提高了電流效率，但藥水溫度不是隨意升高，要在工藝控制范圍內(nèi)操作。2.溫度的影響：303.電流密度的影響：由于電流密度的增大，鍍同樣厚度的鍍層所需要的時間就減少，這樣可以提高生產(chǎn)效率。但每一種鍍液都有一個獲得優(yōu)質(zhì)鍍層的工藝規(guī)范所規(guī)定的電流密度范圍，其規(guī)定的最大允許值叫上限，反之，最小值為下限。電流密度超過上限時，工件被燒黑或燒焦、針孔、麻點、疏松、發(fā)黑脫皮。電流密度低于下限，將嚴(yán)重影響電解液的覆蓋能力。3.電流密度的影響：31鍍后處理電鍍后對鍍層進行處理以增強鍍層的各種性能﹐如耐蝕性﹐抗變色能力等﹐主要包括脫水，鈍化，封閉，去氫等過程。脫水：包括燙干、烘干、加脫水劑等，鈍化：提高鍍層耐蝕性和抗變色能力（鍍鋅、銅等）。封閉：增強鍍層防變色能力（外貿(mào)擋扣鋅后封閉）。

去氫：增強基體金屬及鍍層的韌性（彈簧件）。鍍后處理電鍍后對鍍層進行處理以增強鍍層的各種性能﹐如耐32電鍍基礎(chǔ)知識除氫零件在酸洗、陰板除油及電鍍時勻會可能在鍍層及基體金屬的晶格中滲氫，造成晶格扭歪，內(nèi)應(yīng)力增大，產(chǎn)生脆性（氫脆）。生產(chǎn)過程中防止?jié)B氫：酸洗工藝時間選擇、機械除銹、陰極移動、鍍后除氫

電鍍基礎(chǔ)知識除氫33電鍍基礎(chǔ)知識高強度鋼（HRC28以上）、彈簧件等零件電鍍鋅、鍍鉻后需進行除氫處理。除氫的工藝：190-230℃3小時以上。滲碳和錫焊件溫度140--160℃除氫在鍍后立即進行，超過4小時后，零件應(yīng)進行報廢處理。電鍍基礎(chǔ)知識高強度鋼（HRC28以上）、彈簧件等34電鍍鋅基礎(chǔ)知識鋅層性能鋅層多用于鋼鐵件電鍍。表面鈍化后，在空氣中幾乎不發(fā)生變化。具有較好的防護性能。鋅為兩性金屬。其標(biāo)準(zhǔn)電位為-0.76V。比鐵的電位（+0.77V）負(fù)，因此形成鐵-鋅原電池時，鋅層為陽極，它會自身溶解，對保護鋼鐵基體。所以鋅鍍層對鋼鐵即有機械保護作用，也有電化學(xué)保護作用。防護性能優(yōu)良。但鋅在海洋性氣候下為陰極性鍍層，會加速基體的腐蝕。電鍍鋅基礎(chǔ)知識鋅層性能35電鍍鋅基礎(chǔ)知識鋅在密封不通風(fēng)或潮濕的環(huán)境下，與非金屬材料的揮發(fā)物（醛、氨等）接觸時，鋅易遭到腐蝕產(chǎn)生疏松的白色產(chǎn)物（俗稱“白霜”）。與膠木、油漆、木材的揮發(fā)氣體接觸時，鋅有生長白色細(xì)絲狀單結(jié)晶的傾向。（俗稱“長毛”）電鍍鋅基礎(chǔ)知識鋅在密封不通風(fēng)或潮濕的環(huán)境36電鍍鋅基礎(chǔ)知識鋅層的使用溫度不得大于250℃，高于此溫度后鋅結(jié)晶組織變形，發(fā)脆，耐蝕能力下降。所以在除氫時，溫度一般不得高于230℃。有耐蝕、耐熱要求的環(huán)境下，可采用鍍鋅—鎳合金工藝。電鍍鋅基礎(chǔ)知識鋅層的使用溫度不得大于250℃，37電鍍鋅基礎(chǔ)知識鍍鋅按工藝分類氰化物鍍鋅：鍍層細(xì)致，均鍍能力較好。溶液劇毒。堿性鋅酸鹽鍍鋅：鍍層細(xì)致，鈍化膜不易變色，但沉積速度慢。效率低。分散能力較好。需抽風(fēng)設(shè)施。酸性氯化鉀鍍鋅：鍍層沉積速度快，電流效率高。廢水處理簡單。缺點鈍化膜附著力差、防護性能不如堿性鍍層。電鍍鋅基礎(chǔ)知識鍍鋅按工藝分類38鍍鋅的鈍化為提高鍍鋅層的防護性能和裝飾性能，將鍍件放入鉻酸或鉻酸鹽溶液中處理，表面形成一層化學(xué)穩(wěn)定性較高的鉻酸鹽膜。其防護性能比未紅鈍化的鋅層高6—8倍。鈍化種類有白色鈍化、彩色鈍化、黑色鈍化、軍綠色鈍化等。一般的耐蝕性能排序：軍綠色＞黑色＞彩色＞藍(lán)白色＞白色鍍鋅的鈍化39電鍍鋅基礎(chǔ)知識鍍層厚度的應(yīng)用電鍍鋅基礎(chǔ)知識鍍層厚度的應(yīng)用40電鍍鋅基礎(chǔ)知識電鍍鋅質(zhì)量檢驗項目1）外觀2）鍍層厚度檢測3）鍍層結(jié)合力檢測4）鍍層耐蝕能力檢測電鍍鋅基礎(chǔ)知識電鍍鋅質(zhì)量檢驗項目41電鍍鋅基礎(chǔ)知識鋅鍍層的外觀檢驗（在明亮光線下目測鍍層外觀）1、鍍層應(yīng)細(xì)致均勻2、不允許有燒焦、起泡、脫落等缺陷；Ep.Zn.c2C：外觀應(yīng)是帶有綠色、黃色和紫色色彩的彩虹色。三價鉻彩色鈍化色澤較淺，這是正常現(xiàn)象。Ep.Zn.c1B：外觀應(yīng)是銀白色或藍(lán)白色；Ep.Zn.c2BK：外觀應(yīng)呈均勻的油亮黑色電鍍鋅基礎(chǔ)知識鋅鍍層的外觀檢驗（在明亮光線下目測鍍層外觀）42電鍍鋅基礎(chǔ)知識允許缺陷1）輕微水??；2）由于零件表面狀態(tài)不同，同一零件上有不均勻的顏色和光澤；3）在復(fù)雜或大型的零件邊、棱角處有輕微的粗糙，但不能影響裝配；4）鈍化膜有輕微的局部擦傷和點狀損傷；電鍍鋅基礎(chǔ)知識43電鍍鋅基礎(chǔ)知識5）不可避免的輕微夾具??；6）焊縫處鍍層發(fā)暗、發(fā)黑7）、帶孔零件，其孔深超過1.5倍孔徑內(nèi)表面無鍍層。電鍍鋅基礎(chǔ)知識5）不可避免的輕微夾具??；44電鍍鋅基礎(chǔ)知識不允許缺陷1）鍍層粗糙、燒焦、麻點、黑點、起泡、脫落等；2）樹枝狀、海綿狀、和條紋狀的鍍層；3）局部無鍍層（除工藝文件允許處外）；4）可擦去的疏松鈍化膜或呈深黃色、棕色和褐色的鈍化膜；5）成片的淡白色鈍化膜層6）表面有嚴(yán)重腐蝕麻坑，影響產(chǎn)品質(zhì)量電鍍鋅基礎(chǔ)知識不允許缺陷45電鍍鋅基礎(chǔ)知識鋅鍍層厚度檢測鍍層厚度是指在普通零件的有效表面上，凡是能與直徑為20mm的球體相接觸的部位上的鍍層厚度的最小值。鍍層厚度檢測方法可采用：磁性測厚儀、熒光測量厚儀、溶解法、金相顯微鏡法等檢測時應(yīng)取有效面少最少三個點，取最小值為厚度值，每個點至少測三次，取其平均值電鍍鋅基礎(chǔ)知識鋅鍍層厚度檢測46電鍍鋅基礎(chǔ)知識鍍層結(jié)合力檢測：鍍層結(jié)合力是指鍍層與基體金屬的結(jié)合強度。常用檢測方法：將零件放于200℃的烘箱內(nèi)保溫30分鐘，冷卻后鍍層無起泡、脫落為合格。手觸摸鍍鋅件后，手上遺留有較多鋅粉顆粒，則可直接判定為該零件鍍層結(jié)合力不合格。電鍍鋅基礎(chǔ)知識鍍層結(jié)合力檢測：47電鍍鋅基礎(chǔ)知識鍍層耐蝕性能檢測：考核鋅鍍層的耐蝕能力，主要體現(xiàn)在中性鹽霧試驗時的生產(chǎn)白銹及紅銹時間。鍍鋅層的主要功能是對零件實現(xiàn)電化學(xué)保護。當(dāng)受到腐蝕時，首先是鈍化膜受到破壞，導(dǎo)致鋅層受到腐蝕，產(chǎn)生白色腐蝕產(chǎn)物。當(dāng)鋅層進一步腐蝕到基體時，就會產(chǎn)生紅銹。

電鍍鋅基礎(chǔ)知識鍍層耐蝕性能檢測：48電鍍鋅基礎(chǔ)知識國標(biāo)中各種鈍化膜耐中性鹽霧試驗（NSS）時間通常如下表。但具體制定標(biāo)準(zhǔn)時以客戶要求標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。鈍化膜類型中性鹽霧時間（h)白色鈍化24彩色鈍化96黑色鈍化96三價鉻鈍化72電鍍鋅基礎(chǔ)知識國標(biāo)中各種鈍化膜耐中性鹽霧試驗（NSS）49

ENDEND50電鍍鋅理論與實際專業(yè)介紹

電鍍鋅51電鍍基礎(chǔ)知識

金屬腐蝕金屬與周圍介質(zhì)接觸時，由于發(fā)生化學(xué)作用或電化學(xué)作用而引起的金屬破壞叫做金屬腐蝕。金屬的腐蝕現(xiàn)象十分普遍，例如鋼鐵制件在潮濕空氣中的生銹，鋼鐵在加熱過程中產(chǎn)生的氧化皮膜，地下金屬管道遭受腐蝕而穿孔，化工機械在強腐蝕介質(zhì)中的腐蝕，鋁制品在潮濕空氣中使用后表面所產(chǎn)生的白色粉末等。金屬遭受腐蝕后，在外形、色澤以及機械性能等方面都將發(fā)生變化，甚至不能使用。因此了解腐蝕并采取防護措施，是極其重要的。電鍍基礎(chǔ)知識金屬腐蝕52電鍍基礎(chǔ)知識

按腐蝕原理分類可以分為：1、化學(xué)腐蝕金屬表面與環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用而引起的腐蝕叫化學(xué)腐蝕。它的特點是在化學(xué)作用過程中沒有腐蝕電流產(chǎn)生。金屬在干燥的氣體介質(zhì)中和不導(dǎo)電的液體介質(zhì)（如酒精、石油）中發(fā)生的腐蝕，都屬于化學(xué)腐蝕。

電鍍基礎(chǔ)知識按腐蝕原理分類可以分為：53電鍍基礎(chǔ)知識2、金屬在導(dǎo)電的液態(tài)介質(zhì)中由于電化學(xué)作用而發(fā)生的腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕，在腐蝕進行過程中有腐蝕電流產(chǎn)生。大氣腐蝕、海水腐蝕、土壤腐蝕等都屬于電化學(xué)腐蝕。例如碳鋼在電解質(zhì)中的腐蝕。有時很難把化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕明確地區(qū)分開來。例如鐵在水蒸氣中一般發(fā)生電化學(xué)腐蝕，但在高溫時卻轉(zhuǎn)化為化學(xué)腐蝕，而且很難明確區(qū)分其溫度界限電鍍基礎(chǔ)知識2、金屬在導(dǎo)電的液態(tài)介質(zhì)中由于電化學(xué)作用54電鍍基礎(chǔ)知識金屬的防護金屬防護之目的，在于控制構(gòu)成金屬制品的金屬材料因腐蝕而引起的消耗，防止金屬制品的破壞，從而延長其使用壽命。因此，除了防止金屬腐蝕之外，還包含有保護金屬的意義，所以稱為金屬的防護。為了達(dá)到防護目的而采取的綜合的方法和手段叫做防護技術(shù)。

金屬防護方法除應(yīng)正確選用金屬材料和合理進行設(shè)計外，多采用在金屬表面處理技術(shù)以對金屬進行防護

電鍍基礎(chǔ)知識金屬的防護55電鍍基礎(chǔ)知識表面處理主要分為五大類1、電化學(xué)方法（電鍍、陽極氧化）2、化學(xué)方法（化學(xué)鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)換膜處理）3、熱加工方法（熱噴鋅等）4、高真空方法（真空鍍膜等）5、其它物理方法（涂裝、激光表面加工等）電鍍基礎(chǔ)知識表面處理主要分為五大類56電鍍定義

在含有某種金屬離子的電解液中，將被鍍工件作為陰極，通以一定波形的低壓直流電.而使金屬離子得到電子，不斷在陰極沉積為金屬的加工過程。從而起到防止腐蝕，提高耐磨性、導(dǎo)電性、反光性及增進美觀等作用。

電鍍定義在含有某種金屬離子的電解液中，將被鍍57電鍍原理H+Ni++OH-++_電源陽極陰極陽極NiH2O2O2電鍍原理H+Ni++OH-++_電源陽極陰極陽極NiH2O258電鍍原理（以鍍鋅為例）陽極反應(yīng)

陰極反應(yīng)Zn2++2e-Zn(金屬)2H++2e-H2ZnZn2++2e-4OH-O2+2H2O+4e-電鍍原理（以鍍鋅為例）陽極反應(yīng)

陰極反應(yīng)Zn2++2e59電鍍基礎(chǔ)知識電鍍層的一般質(zhì)量要求：1.

與基材金屬結(jié)合牢固，附著力好。

2.

鍍層完整，結(jié)晶細(xì)致而緊密，孔隙率小。

3.

具有良好的物理、化學(xué)及機械性能。

4.

有符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鍍層厚度，而且鍍層分布要均勻電鍍基礎(chǔ)知識電鍍層的一般質(zhì)量要求：60電鍍基礎(chǔ)知識電鍍層的標(biāo)注：（GB/T13911-2008）金屬鍍層的表示方法：基體材料鍍覆方法鍍層名稱鍍層厚度鍍層特征后處理如：Fe/Ep.Zn7.C2c

鐵基體電鍍鋅厚度7um以上鉻酸鹽鈍化2級C型電鍍基礎(chǔ)知識電鍍層的標(biāo)注：（GB/T13911-2008）基61電鍍基礎(chǔ)知識電鍍鋅鉻酸鹽后處理表示方法電鍍基礎(chǔ)知識電鍍鋅鉻酸鹽后處理表示方法62鍍層的分類按電化學(xué)性質(zhì)陽極性鍍層（鋼鐵鍍鋅）陰極性鍍層（鋼鐵鍍鎳、鍍銅等）鍍層的分類按電化學(xué)性質(zhì)63按鍍層組成

單金屬電鍍（如鍍鎳、鋅、銅、鉻、金、銀等）。合金電鍍（如外貿(mào)驅(qū)動軸鋅鎳合金等，）。復(fù)合電沉積（如裝飾電鍍中的鎳封）按鍍層組成64電鍍基礎(chǔ)知識按獲取鍍層方式常規(guī)電鍍（掛鍍、滾鍍）電刷鍍脈沖電鍍電鑄電鍍基礎(chǔ)知識按獲取鍍層方式65電鍍的分類按功能性裝飾性電鍍（鍍鎳、鍍銅、鍍裝飾鉻、鍍金等）功能性電鍍防護性電鍍（鍍鋅）耐磨性電鍍（鍍硬鉻）提高可焊性電鍍（鍍錫）增強導(dǎo)電性電鍍（鍍銀）電鍍的分類按功能性66常見電鍍設(shè)備：

電鍍基礎(chǔ)知識滾鍍連續(xù)電鍍自動掛鍍線滾桶掛具常見電鍍設(shè)備：電鍍基礎(chǔ)知識滾鍍連續(xù)電鍍自動掛鍍線滾67電鍍的基本工藝流程分三個階段：鍍前處理，包括除油，酸洗，清洗、活化等。電鍍階段，鍍后處理，封閉、鈍化，去氫等。電鍍過程電鍍的基本工藝流程分三個階段：電鍍過程68

油污包括三類：礦物油、動物油和植物油。按其化學(xué)性質(zhì)又可歸為兩大類，即皂化油和非皂化油。動物油和植物油屬皂化油，這些油能與堿作用生成肥皂，因此有皂化油之稱。各種礦物油如石臘、凡士林，各種潤滑油等。它們與堿不起皂化作用，統(tǒng)稱之為非皂化油。

鍍前處理—除油

除油方法包括有機溶劑除油，化學(xué)除油，電化學(xué)除油，機械除油，超聲波除油等方法。油污包括三類：礦物油、動物油和植物油。按其化學(xué)性質(zhì)又可69鍍前處理—化學(xué)除油

利用堿溶液對油脂的皂化作用除去可皂化性脂，利用表面活性劑的乳化作用除去非皂化性油脂?？稍砘杂椭膳c堿發(fā)生皂化反應(yīng)，生成可溶性的肥皂和甘油，

非皂化性油脂主要是利用乳化作用將其去掉。工件進入除油液后，由于機械震動，表面的油膜破裂，而變成不連續(xù)的小油滴；溶液中乳化劑使油、固界面上的表面張力降低，結(jié)果油滴進入溶液；乳化劑的疏水基團和親水基團將進入溶液中的小油滴包圍起來，使油滴不能重新聚集沾污工件。這樣就將油除去了。

鍍前處理—化學(xué)除油70鍍前處理—電化學(xué)除油

電化學(xué)除油是將材料至于堿性電解液的電極上，利用電解時電極的極化作用降低溶液介面的表面張力，電極上所析出的氫氣泡和氧氣泡，對油膜層有強烈的撕裂作用和對溶液的機械攪拌作用，從而促使油膜迅速地從材料表面上脫落轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的油珠，加速、加強除油過程，進而獲得近乎徹底清除乾凈的良好除油效果。電化學(xué)除油在陰極、陽極上都可以進行，也可以陰、陽極聯(lián)合除油。陰極除油的特點：析出的氣體為氫氣，氣泡小、數(shù)量多、面積大，因而除油效率高，不腐蝕材料。缺點；易引起材料產(chǎn)生氫脆，有掛灰。陽極除油的特點：無氫脆，無灰渣。缺點：效率低、材料易腐蝕。

鍍前處理—電化學(xué)除油

電化學(xué)除油是將材料至于堿71鍍前處理—酸洗

將金屬零件放入酸中利用化學(xué)或電化學(xué)的方法將零件表面銹蝕產(chǎn)物和氧化膜去除的過程。一般用鹽酸、硫酸、硝酸等?？蓡为毷褂?，也可聯(lián)合使用。鹽酸對金屬氧化物具有較強的浸蝕能力，對鋼鐵基體溶解緩慢，不易發(fā)生過腐蝕和嚴(yán)重氫脆，酸洗表面殘渣較少，但是易揮發(fā)，刺激性氣味強。硫酸在室溫下，對金屬氧化物溶解能力較弱，提高溫度可加快酸洗能力，但對鋼鐵金屬的酸洗容易發(fā)生腐蝕和產(chǎn)生氫脆現(xiàn)象。硝酸是氧化性酸，侵蝕能力較強，但對中、高碳鋼和低合金鋼的酸洗表面殘渣較多，易揮發(fā)有強烈的刺激性氣味。鍍前處理—酸洗將金屬零件放入酸中利用化學(xué)或電化學(xué)72鍍前處理—清洗

清洗及水洗是電鍍工藝不可缺少的組成部分，水洗質(zhì)量的好壞對于電鍍工藝的穩(wěn)定性和電鍍產(chǎn)品的外觀、耐蝕性等有很大影響。主要防止鍍液帶入下一次工序污染鍍液。不同的清洗方法，有不同的清洗效果。逆流清洗需用的水量比其他清洗方法用水量少，有利于廢水的處理和回收利用。一般用來清洗的為自來水，濃水，純水等。

鍍前處理—清洗

73鍍前處理—活化

材料經(jīng)除油，水洗后表面會生成一層薄氧化膜，它將影響鍍層與基本金屬的結(jié)合強度，因此，鍍前要進行活化，使材料表面產(chǎn)生輕微腐蝕，露出金屬的結(jié)晶組織，以保證鍍層與基材結(jié)合強度，活化溶液都較稀，不會破壞材料表面的光潔度，時間通常只有幾秒至一分鐘。經(jīng)活化后的鍍件必須再水洗，干凈后再進行電鍍。鍍前處理—活化

74

電鍍陽極

陽極分為可溶性陽極和不溶性陽極﹐大多數(shù)陽極為與鍍層相對應(yīng)的可溶性陽極﹐如﹕鍍鋅為鋅陽極﹐鍍鎳為鎳陽極等。但是少數(shù)電鍍由于陽極溶解困難﹐使用不溶性陽極﹐如酸性鍍金使用的是多為鉑或鈦陽極。鍍液主鹽離子靠添加配制好的標(biāo)準(zhǔn)含金溶液來補充。鍍鉻陽極使用純鉛﹐電鍍陽極75電鍍液對鍍層的影響電鍍液由主鹽，導(dǎo)電鹽，各種添加劑等組成。1.電解液中主鹽的影響在陰極上沉淀出所要求的鍍層金屬的鹽稱為主鹽。鍍液主鹽的含量多少，直接影響鍍層的質(zhì)量。主鹽的濃度過高，則鍍層粗糙；主鹽濃度過低，則允許的電流密度小，電流效率明顯下降，影響沉積速度，還將導(dǎo)致其它問題。電鍍液對鍍層的影響762.電解液中導(dǎo)電鹽的影響增強溶液導(dǎo)電性，提高分散能力。3.電解液中緩沖劑的影響增強溶液導(dǎo)電性，提高分散能力。4.電解液中活化劑的影響陽極活化劑，能促進陽極溶解，使鍍液中鎳離子得到正常補充，氯化物含量過低，陽極易鈍化，過高，陽極溶解過快，鍍層結(jié)晶粗糙。2.電解液中導(dǎo)電鹽的影響775.添加劑的影響為了改善鍍層的性質(zhì)，可在電解液中添加少量的添加劑。添加劑在電解液中不能改變電解液的性質(zhì)，單能顯著改善鍍層的性質(zhì)。光亮劑：使鍍層光亮。整平劑：能使鍍件微觀谷處獲得微觀峰處更厚的鍍層。濕潤劑：能降低電極溶液間的界面張力，使溶液易于在電極表面鋪展。鍍層細(xì)化劑：能使鍍層結(jié)晶細(xì)致。5.添加劑的影響78工藝因素對電鍍鍍層的影響電鍍過程中pH值、溫度、電流密度等因素對電鍍過程有一定的影響。1.pH的影響：pH為0~7者表示酸性，pH為7~14者表示堿性。其它操作條件不變，pH過高，則鍍層的結(jié)晶粗糙、松軟、沉積速度快，若pH過低，則鍍層的結(jié)晶細(xì)致而且光亮，單沉積速度明顯下降，甚至主鹽金屬不能還原。工藝因素對電鍍鍍層的影響792.溫度的影響：在其他條件不變的情況下，陰極的極化作用將隨電解液溫度的升高而降低，并使鍍層結(jié)晶粗糙而松軟。溫度升高。增加了金屬離子因熱運動而引起的擴散速度，降低了濃度極化。加快了金屬離子和陰極表面的活性，降低了電化學(xué)的極化作用。提高了電流效率，但藥水溫度不是隨意升高，要在工藝控制范圍內(nèi)操作。2.溫度的影響：803.電流密度的影響：由于電流密度的增大，鍍同樣厚度的鍍層所需要的時間就減少，這樣可以提高生產(chǎn)效率。但每一種鍍液都有一個獲得優(yōu)質(zhì)鍍層的工藝規(guī)范所規(guī)定的電流密度范圍，其規(guī)定的最大允許值叫上限，反之，最小值為下限。電流密度超過上限時，工件被燒黑或燒焦、針孔、麻點、疏松、發(fā)黑脫皮。電流密度低于下限，將嚴(yán)重影響電解液的覆蓋能力。3.電流密度的影響：81鍍后處理電鍍后對鍍層進行處理以增強鍍層的各種性能﹐如耐蝕性﹐抗變色能力等﹐主要包括脫水，鈍化，封閉，去氫等過程。脫水：包括燙干、烘干、加脫水劑等，鈍化：提高鍍層耐蝕性和抗變色能力（鍍鋅、銅等）。封閉：增強鍍層防變色能力（外貿(mào)擋扣鋅后封閉）。

去氫：增強基體金屬及鍍層的韌性（彈簧件）。鍍后處理電鍍后對鍍層進行處理以增強鍍層的各種性能﹐如耐82電鍍基礎(chǔ)知識除氫零件在酸洗、陰板除油及電鍍時勻會可能在鍍層及基體金屬的晶格中滲氫，造成晶格扭歪，內(nèi)應(yīng)力增大，產(chǎn)生脆性（氫脆）。生產(chǎn)過程中防止?jié)B氫：酸洗工藝時間選擇、機械除銹、陰極移動、鍍后除氫

電鍍基礎(chǔ)知識除氫83電鍍基礎(chǔ)知識高強度鋼（HRC28以上）、彈簧件等零件電鍍鋅、鍍鉻后需進行除氫處理。除氫的工藝：190-230℃3小時以上。滲碳和錫焊件溫度140--160℃除氫在鍍后立即進行，超過4小時后，零件應(yīng)進行報廢處理。電鍍基礎(chǔ)知識高強度鋼（HRC28以上）、彈簧件等84電鍍鋅基礎(chǔ)知識鋅層性能鋅層多用于鋼鐵件電鍍。表面鈍化后，在空氣中幾乎不發(fā)生變化。具有較好的防護性能。鋅為兩性金屬。其標(biāo)準(zhǔn)電位為-0.76V。比鐵的電位（+0.77V）負(fù)，因此形成鐵-鋅原電池時，鋅層為陽極，它會自身溶解，對保護鋼鐵基體。所以鋅鍍層對鋼鐵即有機械保護作用，也有電化學(xué)保護作用。防護性能優(yōu)良。但鋅在海洋性氣候下為陰極性鍍層，會加速基體的腐蝕。電鍍鋅基礎(chǔ)知識鋅層性能85電鍍鋅基礎(chǔ)知識鋅在密封不通風(fēng)或潮濕的環(huán)境下，與非金屬材料的揮發(fā)物（醛、氨等）接觸時，鋅易遭到腐蝕產(chǎn)生疏松的白色產(chǎn)物（俗稱“白霜”）。與膠木、油漆、木材的揮發(fā)氣體接觸時，鋅有生長白色細(xì)絲狀單結(jié)晶的傾向。（俗稱“長毛”）電鍍鋅基礎(chǔ)知識鋅在密封不通風(fēng)或潮濕的環(huán)境86電鍍鋅基礎(chǔ)知識鋅層的使用溫度不得大于250℃，高于此溫度后鋅結(jié)晶組織變形，發(fā)脆，耐蝕能力下降。所以在除氫時，溫度一般不得高于230℃。有耐蝕、耐熱要求的環(huán)境下，可采用鍍鋅—鎳合金工藝。電鍍鋅基礎(chǔ)知識鋅層的使用溫度不得大于250℃，87電鍍鋅基礎(chǔ)知識鍍鋅按工藝分類氰化物鍍鋅：鍍層細(xì)致，均鍍能力較好。溶液劇毒。堿性鋅酸鹽鍍鋅：鍍層細(xì)致，鈍化膜不易變色，但沉積速度慢。效率低。分散能力較好。需抽風(fēng)設(shè)施。酸性氯化鉀鍍鋅：鍍層沉積速度快，電流效率高。廢水處理簡單。缺點鈍化膜附著力差、防護性能不如堿性鍍層。電鍍鋅基礎(chǔ)知識鍍鋅按工藝分類88鍍鋅的鈍化為提高鍍鋅層的防護性能和裝飾性能，將鍍