電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)

電鍍基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)1/9/20231前言

本資料主要從電鍍基本原理和設(shè)備構(gòu)造著手，通過(guò)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)有初步的了解。對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)及流程進(jìn)行說(shuō)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)作部分。為生產(chǎn)中更好地理解并控制重要品質(zhì)項(xiàng)目提供幫助。

1/9/20232目錄1、電鍍簡(jiǎn)介---------------------------42、電鍍?cè)砑盎A(chǔ)---------------------83、連續(xù)電鍍?cè)O(shè)備分析-------------------164、特殊結(jié)構(gòu)解析-----------------------205、電控系統(tǒng)---------------------------401/9/202331、電鍍簡(jiǎn)介2、電鍍?cè)砑盎A(chǔ)3、連續(xù)電鍍?cè)O(shè)備分析4、特殊結(jié)構(gòu)解析5、電控系統(tǒng)返回1/9/202341、電鍍簡(jiǎn)介1.1電鍍的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.2電鍍分類1、行業(yè)簡(jiǎn)介1/9/202351.1、電鍍的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)：1、行業(yè)簡(jiǎn)介電鍍隸屬于表面處理技術(shù)領(lǐng)域，在金屬精飾中按噸位計(jì)占加工的首位。電鍍的發(fā)展分三個(gè)時(shí)期：第一個(gè)時(shí)期是為了改善光澤或耐蝕性。第二個(gè)時(shí)期是因?yàn)閯诹Σ蛔愣~向省力化、自動(dòng)化。第三個(gè)時(shí)期為減輕公害時(shí)期，以拓展自身的生存空間我國(guó)近代電鍍行業(yè)發(fā)展較快，從業(yè)人員增多。但現(xiàn)有的電鍍技術(shù)、設(shè)備及相關(guān)技術(shù)多是從歐洲、臺(tái)灣引進(jìn)；自主研發(fā)能力較弱總之,電鍍工業(yè)在全世界已經(jīng)發(fā)展了160多年，是一門既成熟又年輕的科學(xué)，我們電鍍及科技工作者仍大有可為未來(lái)電鍍的發(fā)展方向:合金和復(fù)合鍍層等功能性電鍍的研究,更加節(jié)能的電鍍工藝,低污染化,以及新型電鍍的研究,以適應(yīng)科技和生產(chǎn)的需要,拓展行業(yè)的生存空間1/9/202361.2、電鍍分類：1、行業(yè)簡(jiǎn)介掛具滾桶電鍍方式常規(guī)電鍍脈沖電鍍電刷鍍電鑄滾鍍連續(xù)電鍍掛鍍自動(dòng)掛鍍線滾鍍連續(xù)電鍍1/9/202372、電鍍?cè)砑盎A(chǔ)1、電鍍簡(jiǎn)介2、電鍍?cè)砑盎A(chǔ)3、連續(xù)電鍍?cè)O(shè)備及流程分析4、特殊結(jié)構(gòu)解析5、電控系統(tǒng)返回1/9/202382、電鍍?cè)砑盎A(chǔ)2.1電鍍?cè)?.2法拉第定律2.3鍍層分析2.4電鍍流程分析2、電鍍?cè)砑盎A(chǔ)1/9/202392.1、電鍍?cè)?、電鍍?cè)砑盎A(chǔ)借助外界直流電的作用，在溶液中進(jìn)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。

☆圖例：陰極主要反應(yīng):Cu2++2e-→Cu

陽(yáng)極主要反應(yīng):Cu→Cu2++2e-

陰極副反應(yīng):2H3O++2e-→H2+2H2O

陽(yáng)極副反應(yīng):6H2O→O2+4H3O++4e-

1/9/2023102.2、法法拉第定理理2、電鍍?cè)砑盎A(chǔ)礎(chǔ)法拉第定律律是描述電電極上通過(guò)過(guò)的電量與與電極反應(yīng)應(yīng)物重量之之間的關(guān)系系,又稱為為電解定律律.電解定律是是自然界中中最嚴(yán)格的的定律之一一.它不受受溫度、壓壓力、電解解質(zhì)溶液濃濃度、溶劑劑的性質(zhì)、、電解質(zhì)材材料和形狀狀等因素的的影響。☆第一定定律：電解時(shí),電電極上析出出(或溶解解)物質(zhì)的的質(zhì)量與電電解液中所所通過(guò)的電電量成正比比.m=KIt=KQm-析出物物質(zhì)量(g)K-比例常常數(shù)(電化化當(dāng)量)(g/A··h)I-電流強(qiáng)強(qiáng)度(A)t-通電時(shí)時(shí)間(h)Q-通過(guò)電電量(A··h)☆第二定定律：電極上每析析出(或溶溶解)1mol的任任何物質(zhì)所所需的電量量為n*96500C或n*26.8A·h1電量為96500C,它是是一個(gè)常數(shù)數(shù)，一般稱稱為法拉第第常數(shù)■鍍層厚度度d的計(jì)算算公式(d：um)d=(K××Dk×t×ηk×100)/(60×ρ)■電鍍時(shí)間間t計(jì)算公公式（t：：min））t=(60×ρ×d)/(K×Dk×ηk×100)ρ-電鍍層層金屬密度度(g/cm3)DK-陰極電流流密度(A/dm2)ηk-陰極電流流效率(％％)12/29/2022112、電電鍍?cè)砑凹盎A(chǔ)礎(chǔ)☆舉舉例：：已知鍍鍍鎳液液電流流效率率ηk為95%，DK為15A/d㎡㎡，電電鍍1分鐘鐘后所所得鍍鍍層厚厚度是是多少少?解：查查得鎳鎳的K為1.095,ρρ為8.9根據(jù)公公式d=(K××Dk×t××ηk×100)/(60×ρρ)=(1.095×15××1××0.95×100)/(60××8.9)=2.922(um)☆常常用數(shù)數(shù)據(jù)：：序號(hào)金屬密度g/cm2熔點(diǎn)℃沸點(diǎn)℃比熱容20℃J/g℃線膨脹系數(shù)20℃×10-6/℃熱傳導(dǎo)20℃時(shí)W/cm℃電阻系數(shù)μΩ/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(kù)侖克/安培小時(shí)1金Au119.3197.2197.22.04367.3572金Au319.365.765.70.6812.4523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1.200.12012/29/2022122.3、、鍍鍍層層的的分分類類：：2、電鍍鍍?cè)砑凹盎A(chǔ)使用目的功能性鍍層耐磨和減磨性鍍層抗高溫氧化鍍層修復(fù)性鍍層熱處理用鍍層磁性鍍層導(dǎo)電性鍍層其他可焊性鍍層防護(hù)-裝飾性鍍層保護(hù)基體金屬,賦予美麗外觀.提高制品表面硬度,增加其抗磨能力(Sn-Pb)磁環(huán)`磁盤`磁膜(Ni-Fe`Co-Ni)保護(hù)制品在熱處理時(shí)不改變性能(Cu`Sn)修復(fù)損壞部位(Fe`Cu`Cr)改善焊接性能(Sn)改善光學(xué)性能鍍層等(Cr,黑鉻)防止制品在高溫下被氧化腐蝕(Pt-rh)提高表面導(dǎo)電性能(Au-Co)鍍層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單鍍層復(fù)合鍍層組合鍍層單一金屬鍍層(Zn`Cr)幾層相同或不同金屬疊加而成的鍍層(暗Ni-半光Ni-光NiNi-AuNi-Cu)固體微粒均勻地分散在金屬中而形成的鍍層(Ni-SiCCu-Al3O2)12/29/2022132、電鍍鍍?cè)砑凹盎A(chǔ)☆對(duì)鍍鍍層的主主要要求求：1、鍍層與基基體的結(jié)結(jié)合必須須牢固,附著力力好2、鍍層完整整,結(jié)晶晶細(xì)致緊緊密,孔孔隙率小小3、具有良好好的物理理、化學(xué)學(xué)及機(jī)械械性能4、具有有符合標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定定的鍍層層厚度,且鍍層層分布要要均勻☆影響響電鍍質(zhì)質(zhì)量的因因素：因素電源基件溶液電流密度添加劑、導(dǎo)電鹽、金屬離子濃度等直接影響鍍層的好壞電流密度影響鍍層的結(jié)晶效果電流波形電極電流波形對(duì)鍍層的結(jié)晶組織、光亮、鍍液的分散能力和覆蓋能力等都有影響.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成分溫度攪拌適當(dāng)?shù)臏囟瓤梢蕴岣呷芤旱膶?dǎo)電性，促進(jìn)陽(yáng)極溶解，提高陰極電流效率，減少針孔，降低鍍層內(nèi)應(yīng)力等加速溶液對(duì)流，降低陰極的濃差極化作用表面狀態(tài)形狀清潔、平整的基件表面鍍層效果越好影響電流分布，位置定位等12/29/202214上料脫脂酸洗活化預(yù)鍍電鍍水洗鈍化封孔干燥下料前處理電鍍鍍后處理2.4、、電鍍流流程分析析：2、電鍍鍍?cè)砑凹盎A(chǔ)前處理:電鍍前前的所有有工序統(tǒng)統(tǒng)稱為前前處理,目的是是修整工工件表面面,去除除工件表表面的油油脂,銹銹皮,氧氧化膜等等,為后后面鍍層層沉積提提供所需需的電鍍鍍表面.前處理理主要影影響到外外觀結(jié)合合力,據(jù)據(jù)統(tǒng)計(jì),60%的電鍍鍍不良品品由于前前處理不不良所造造成.前處理的的方式有有:噴砂砂、磨光光、拋光光、熱浸浸脫脂、、超音波波脫脂、、電脫脂脂、酸洗洗活化等等。電鍍:在在工件表表面得到到所需鍍鍍層。整整個(gè)流程程的核心心程序。。后處理：：電鍍后后對(duì)鍍層層進(jìn)行各各種處理理以增強(qiáng)強(qiáng)鍍層的的各種性性能。如如耐腐蝕蝕性、抗抗變色能能力、可可焊性等等。后處理的的方式有有：鈍化化、中和和、著色色、防變變色、封封孔等12/29/2022153、連連續(xù)電電鍍?cè)O(shè)設(shè)備分分析1、行行業(yè)簡(jiǎn)介介2、電電鍍?cè)砝砑盎A(chǔ)3、連續(xù)續(xù)電鍍?cè)O(shè)備備分析4、特特殊結(jié)構(gòu)構(gòu)解析5、電電控系統(tǒng)統(tǒng)返回12/29/2022163、連連續(xù)電鍍鍍?cè)O(shè)備分析析3.1用用材材分析3.2槽槽體體結(jié)構(gòu)3.3管管路路循環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)3.4機(jī)機(jī)臺(tái)臺(tái)骨架結(jié)構(gòu)構(gòu)3.5其其他他配件3、連續(xù)電電鍍?cè)O(shè)備分分析12/29/2022173.1、用用材分析：：不銹鋼:密密度7.9g/cm3.常用的有有JIS標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)SUS304316等GB的1Cr18Ni9Ti鋼鋼由于鋼鋼中含有Ti,能促促使碳化物物穩(wěn)定而具具有較高的的抗晶間腐腐蝕性.對(duì)對(duì)硝酸、醋醋酸、磷酸酸、鹽及堿堿的溶液、、有機(jī)酸、、水蒸氣及及濕空氣的的耐腐蝕性性高。對(duì)濃濃硫酸、鹽鹽酸、氫氟氟酸、氯氣氣等耐腐蝕蝕性差。在在電鍍?cè)O(shè)備備中。主要要用于骨架架結(jié)構(gòu)、高高溫槽體、、脫脂陽(yáng)極極、及治具具零件上都都有使用。。材料常見見，價(jià)格便便宜。銅:紫銅密密度8.9g/cm3.常用的銅銅材有紫銅銅和黃銅也也有特殊結(jié)結(jié)構(gòu)用磷青青銅。銅具具有良好的的導(dǎo)電性能能和導(dǎo)熱性性能。電鍍鍍?cè)O(shè)備中。。主要用于于制作導(dǎo)電電柱、匯流流銅排。還還有個(gè)別用用來(lái)制作導(dǎo)導(dǎo)熱管或冷冷卻管的。。材料常見見，價(jià)格貴貴。Ti:銀銀白白色色金金屬屬，，密密度度4.5g/cm3.其其力力學(xué)學(xué)性性能能與與化化學(xué)學(xué)性性能能與與不不銹銹鋼鋼接接近近。。塑塑性性好好，，可可焊焊接接，，可可切切削削加加工工，，耐耐腐腐蝕蝕性性好好，，抗抗氧氧化化性性優(yōu)優(yōu)于于不不銹銹鋼鋼。。主主要要用用于于350度度以以下下，，受受力力不不大大，，要要求求高高塑塑性性，，耐耐腐腐蝕蝕性性場(chǎng)場(chǎng)合合。。其其抗抗拉拉強(qiáng)強(qiáng)度度為為420MPA，，沖沖擊擊強(qiáng)強(qiáng)度度為為80-100J/cm2,彈彈性性模模量量為為105GPA。。主主要要用用于于治治具具制制作作、、泵泵浦浦軸軸心心、、加加熱熱器器等等。。材材料料常常見見，，價(jià)價(jià)格格貴貴。。PP:化學(xué)名名聚丙烯。又又名百折膠。。密度0.91g/cm3.是最輕的塑塑料之一。物物料稍軟，不不易折斷，比比重輕，可浮浮于水面。極極易燃燒，離離開火源可自自熄，火焰藍(lán)藍(lán)色，黃頂，，少許白煙，，會(huì)發(fā)漲有熔熔液下滴，石石油味，似煤煤。PP產(chǎn)品品質(zhì)量輕、韌韌性好、耐化化學(xué)性好，缺缺點(diǎn)是尺寸精精度低、剛性性差。多用于于槽體制作、、管道以及一一些治具制作作。材料常見見，價(jià)格便宜宜。3、連續(xù)電鍍鍍?cè)O(shè)備分析12/29/2022183.1、用材材分析：PVC:化學(xué)學(xué)名聚氯乙烯烯。密度1.1-1.3g/cm3。PVC中類類很多，分軟軟質(zhì)、半硬質(zhì)質(zhì)和硬質(zhì)PVC。離開火火源會(huì)自動(dòng)熄熄滅，燃燒時(shí)時(shí)火焰黃色，，綠邊,黃綠綠白煙，有氯氯氣味。多用用于槽體制作作、管道以及及一些治具制制作。材料常常見，價(jià)格便便宜。☆附圖：POM:化學(xué)學(xué)名聚甲醛。。密度1.41-1.43g/cm3。俗名賽鋼。。較脆，易折折斷，可以燃燃燒，離開火火源可自燃，，火焰呈清晰晰之藍(lán)色，無(wú)無(wú)煙，有熔液液下滴，氣味味有毒特別刺刺鼻，會(huì)令人人流淚。具有有很低的摩擦擦系數(shù)和很好好的幾何穩(wěn)定定性，耐高溫溫。適合做齒齒輪、軸承及及管道零件等等，材料常見見，價(jià)格中等等。PP、PVC黃銅Ti不銹鋼3、連續(xù)電鍍鍍?cè)O(shè)備分析12/29/2022193.2、槽槽體結(jié)結(jié)構(gòu)：：上槽子槽子槽堰堰口3、連連續(xù)電電鍍?cè)O(shè)設(shè)備分分析12/29/202220堰口流流量計(jì)計(jì)算：：Q=CbH3/2(m3/min)C=107.1+0.177/H+14.2H/D+2.04(B/D)1/2-25.7[(B-b)H/DB]1/2子母槽槽容積積比：：1:5-6進(jìn)水☆流流量計(jì)計(jì)算：：3、連連續(xù)電電鍍?cè)O(shè)設(shè)備分分析12/29/202221☆各各種槽槽體結(jié)結(jié)構(gòu)圖圖：3、連連續(xù)電電鍍?cè)O(shè)設(shè)備分分析12/29/2022223.2、槽槽體結(jié)結(jié)構(gòu)：：視窗溢流排水儲(chǔ)槽：儲(chǔ)存藥水，，攪拌、加加熱、過(guò)濾濾、弱電解解等一般在在儲(chǔ)槽內(nèi)進(jìn)進(jìn)行。容積積根據(jù)交換換速度，以以及使用的的時(shí)間，子子槽容積等等因素來(lái)決決定，一般般Ni、Sn儲(chǔ)槽容容積250-400L，Au、Pd在在150L左右，水水洗80-120L。3、連續(xù)電電鍍?cè)O(shè)備分分析12/29/2022233.3、、管路循循環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)：泵浦管路路排水管路路回流管路路進(jìn)水管路路管路是流流體流動(dòng)動(dòng)的通道道，鋪設(shè)設(shè)時(shí)應(yīng)避避免過(guò)多多的彎道道，以防防造成過(guò)過(guò)大的管管損。距距離較遠(yuǎn)遠(yuǎn)時(shí)應(yīng)在在一定位位置做支支撐補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)?；亓髁鞴苈返牡拇笮∫灰话銥檫M(jìn)進(jìn)水管徑徑的4-6倍。。管道材材質(zhì)一般般采用PVC及及PP管管。3、連續(xù)續(xù)電鍍?cè)O(shè)設(shè)備分析析12/29/2022243.4、、機(jī)臺(tái)骨骨架結(jié)構(gòu)構(gòu)：骨架為整整個(gè)機(jī)械械的最大大承力部部分，骨骨架多采采用耐腐腐蝕的SUS304材材質(zhì)型鋼鋼，如50*50*2方管，，角材。。考慮長(zhǎng)長(zhǎng)久使用用及成本本控制，，多在骨骨架外噴噴雙層防防腐漆。。骨架結(jié)結(jié)構(gòu)多為為焊接結(jié)結(jié)構(gòu)，有有些為方方便拆裝裝采用螺螺絲連接接。制作作骨架時(shí)時(shí)應(yīng)考慮慮其受力力位置，，操作位位置，維維修空間間，各個(gè)個(gè)功能區(qū)區(qū)的定位位3、連續(xù)續(xù)電鍍?cè)O(shè)設(shè)備分析析12/29/2022253.5、、其他配配件：3、連續(xù)續(xù)電鍍?cè)O(shè)設(shè)備分析析12/29/2022264、特殊殊結(jié)構(gòu)解解析1、行行業(yè)業(yè)簡(jiǎn)介2、電電鍍鍍?cè)砑凹盎A(chǔ)3、連連續(xù)續(xù)電鍍?cè)O(shè)設(shè)備分析析4、特殊結(jié)構(gòu)構(gòu)解析5、電電控控系統(tǒng)返回12/29/2022274、特特殊殊結(jié)構(gòu)解解析4.1導(dǎo)導(dǎo)電治治具4.2刷刷鍍治治具4.3點(diǎn)點(diǎn)鍍治治具4.4RC罩罩頭4、特殊殊結(jié)構(gòu)解解析12/29/2022284.1、導(dǎo)電電治具：4、特殊結(jié)構(gòu)構(gòu)解析12/29/2022294.2、刷鍍鍍治具：刷鍍?cè)O(shè)備在現(xiàn)現(xiàn)今的電鍍廠廠也很普及，，從簡(jiǎn)單的平平臺(tái)接觸式，，到三角模具具點(diǎn)接觸式，，以及固定模模具專用尺寸寸接觸式。刷刷布材料有不不織布、PP混紗、羊毛毛…等。刷布布厚度從1~3mm適用用於三角模具具，刷布越薄薄擴(kuò)散越小，，但是容易破破損。刷布越越厚，接觸