電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點

電鍍基礎(chǔ)知識培訓1/13/20231前言

本資料主要從電鍍基本原理和設(shè)備構(gòu)造著手，通過對電鍍原理和設(shè)備構(gòu)造的簡單講解，使大家對電鍍相關(guān)知識有初步的了解。對設(shè)備結(jié)構(gòu)及流程進行說明，同時將各部品的結(jié)構(gòu)及工作原理進行講解，并指出可能影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要結(jié)構(gòu)及動作部分。為生產(chǎn)中更好地理解并控制重要品質(zhì)項目提供幫助。

1/13/20232目錄1、電鍍簡介---------------------------42、電鍍原理及基礎(chǔ)---------------------83、連續(xù)電鍍設(shè)備分析-------------------164、特殊結(jié)構(gòu)解析-----------------------205、電控系統(tǒng)---------------------------401/13/202331、電鍍簡介2、電鍍原理及基礎(chǔ)3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析4、特殊結(jié)構(gòu)解析5、電控系統(tǒng)返回1/13/202341、電鍍簡介1.1電鍍的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.2電鍍分類1、行業(yè)簡介1/13/202351.1、電鍍的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢：1、行業(yè)簡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占加工的首位。電鍍的發(fā)展分三個時期：第一個時期是為了改善光澤或耐蝕性。第二個時期是因為勞力不足而邁向省力化、自動化。第三個時期為減輕公害時期，以拓展自身的生存空間我國近代電鍍行業(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、臺灣引進；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，我們電鍍及科技工作者仍大有可為未來電鍍的發(fā)展方向:合金和復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,以適應科技和生產(chǎn)的需要,拓展行業(yè)的生存空間1/13/202361.2、電鍍分類：1、行業(yè)簡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)電鍍掛鍍自動掛鍍線滾鍍連續(xù)電鍍1/13/202372、電鍍原理及基礎(chǔ)1、電鍍簡介2、電鍍原理及基礎(chǔ)3、連續(xù)電鍍設(shè)備及流程分析4、特殊結(jié)構(gòu)解析5、電控系統(tǒng)返回1/13/202382、電鍍原理及基礎(chǔ)2.1電鍍原理2.2法拉第定律2.3鍍層分析2.4電鍍流程分析2、電鍍原理及基礎(chǔ)1/13/202392.1、電鍍原理2、電鍍原理及基礎(chǔ)借助外界直流電的作用，在溶液中進行電解反應，使導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:Cu2++2e-→Cu

陽極主要反應:Cu→Cu2++2e-

陰極副反應:2H3O++2e-→H2+2H2O

陽極副反應:6H2O→O2+4H3O++4e-

1/13/2023102.2、法拉第定理2、電鍍原理及基礎(chǔ)法拉第定律是描述電極上通過的電量與電極反應物重量之間的關(guān)系,又稱為電解定律.電解定律是自然界中最嚴格的定律之一.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?！畹谝欢桑弘娊鈺r,電極上析出(或溶解)物質(zhì)的質(zhì)量與電解液中所通過的電量成正比.m=KIt=KQm-析出物質(zhì)量(g)K-比例常數(shù)(電化當量)(g/A·h)I-電流強度(A)t-通電時間(h)Q-通過電量(A·h)☆第二定律：電極上每析出(或溶解)1mol的任何物質(zhì)所需的電量為n*96500C或n*26.8A·h1電量為96500C,它是一個常數(shù)，一般稱為法拉第常數(shù)■鍍層厚度d的計算公式(d：um)d=(K×Dk×t×ηk×100)/(60×ρ)■電鍍時間t計算公式（t：min）t=(60×ρ×d)/(K×Dk×ηk×100)ρ-電鍍層金屬密度(g/cm3)DK-陰極電流密度(A/dm2)ηk-陰極電流效率(％)1/13/2023112、電鍍原理及基礎(chǔ)☆舉例：已知鍍鎳液電流效率ηk為95%，DK為15A/d㎡，電鍍1分鐘后所得鍍層厚度是多少?解：查得鎳的K為1.095,ρ為8.9根據(jù)公式d=(K×Dk×t×ηk×100)/(60×ρ)=(1.095×15×1×0.95×100)/(60×8.9)=2.922(um)☆常用數(shù)據(jù)：序號金屬密度g/cm2熔點℃沸點℃比熱容20℃J/g℃線膨脹系數(shù)20℃×10-6/℃熱傳導20℃時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序號金屬符號原子價比重原子量當量電化學當量mg/庫侖克/安培小時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1.200.1201/13/2023122.3、鍍層的分類：2、電鍍原理及基礎(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性鍍層熱處理用鍍層磁性鍍層導電性鍍層其他可焊性鍍層防護-裝飾性鍍層保護基體金屬,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)保護制品在熱處理時不改變性能(Cu`Sn)修復損壞部位(Fe`Cu`Cr)改善焊接性能(Sn)改善光學性能鍍層等(Cr,黑鉻)防止制品在高溫下被氧化腐蝕(Pt-rh)提高表面導電性能(Au-Co)鍍層結(jié)構(gòu)簡單鍍層復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)1/13/2023132、電鍍原理及基礎(chǔ)☆對鍍層的主要要求：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)晶細致緊密,孔隙率小3、具有良好的物理、化學及機械性能4、具有符合標準規(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：因素電源基件溶液電流密度添加劑、導電鹽、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?shù)臏囟瓤梢蕴岣呷芤旱膶щ娦?，促進陽極溶解，提高陰極電流效率，減少針孔，降低鍍層內(nèi)應力等加速溶液對流，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1/13/202314上料脫脂酸洗活化預鍍電鍍水洗鈍化封孔干燥下料前處理電鍍后處理2.4、電鍍流程分析：2、電鍍原理及基礎(chǔ)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,去除工件表面的油脂,銹皮,氧化膜等,為后面鍍層沉積提供所需的電鍍表面.前處理主要影響到外觀結(jié)合力,據(jù)統(tǒng)計,60%的電鍍不良品由于前處理不良所造成.前處理的方式有:噴砂、磨光、拋光、熱浸脫脂、超音波脫脂、電脫脂、酸洗活化等。電鍍:在工件表面得到所需鍍層。整個流程的核心程序。后處理：電鍍后對鍍層進行各種處理以增強鍍層的各種性能。如耐腐蝕性、抗變色能力、可焊性等。后處理的方式有：鈍化、中和、著色、防變色、封孔等1/13/2023153、連續(xù)電鍍設(shè)備分析1、行業(yè)簡介2、電鍍原理及基礎(chǔ)3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析4、特殊結(jié)構(gòu)解析5、電控系統(tǒng)返回1/13/2023163、連續(xù)電鍍設(shè)備分析3.1用材分析3.2槽體結(jié)構(gòu)3.3管路循環(huán)系統(tǒng)3.4機臺骨架結(jié)構(gòu)3.5其他配件3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析1/13/2023173.1、用材分析：不銹鋼:密度7.9g/cm3.常用的有JIS標準SUS304316等GB的1Cr18Ni9Ti鋼由于鋼中含有Ti,能促使碳化物穩(wěn)定而具有較高的抗晶間腐蝕性.對硝酸、醋酸、磷酸、鹽及堿的溶液、有機酸、水蒸氣及濕空氣的耐腐蝕性高。對濃硫酸、鹽酸、氫氟酸、氯氣等耐腐蝕性差。在電鍍設(shè)備中。主要用于骨架結(jié)構(gòu)、高溫槽體、脫脂陽極、及治具零件上都有使用。材料常見，價格便宜。銅:紫銅密度8.9g/cm3.常用的銅材有紫銅和黃銅也有特殊結(jié)構(gòu)用磷青銅。銅具有良好的導電性能和導熱性能。電鍍設(shè)備中。主要用于制作導電柱、匯流銅排。還有個別用來制作導熱管或冷卻管的。材料常見，價格貴。Ti:銀白色金屬，密度4.5g/cm3.其力學性能與化學性能與不銹鋼接近。塑性好，可焊接，可切削加工，耐腐蝕性好，抗氧化性優(yōu)于不銹鋼。主要用于350度以下，受力不大，要求高塑性，耐腐蝕性場合。其抗拉強度為420MPA，沖擊強度為80-100J/cm2,彈性模量為105GPA。主要用于治具制作、泵浦軸心、加熱器等。材料常見，價格貴。PP:化學名聚丙烯。又名百折膠。密度0.91g/cm3.是最輕的塑料之一。物料稍軟，不易折斷，比重輕，可浮于水面。極易燃燒，離開火源可自熄，火焰藍色，黃頂，少許白煙，會發(fā)漲有熔液下滴，石油味，似煤。PP產(chǎn)品質(zhì)量輕、韌性好、耐化學性好，缺點是尺寸精度低、剛性差。多用于槽體制作、管道以及一些治具制作。材料常見，價格便宜。3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析1/13/2023183.1、用材分析：PVC:化學名聚氯乙烯。密度1.1-1.3g/cm3。PVC中類很多，分軟質(zhì)、半硬質(zhì)和硬質(zhì)PVC。離開火源會自動熄滅，燃燒時火焰黃色，綠邊,黃綠白煙，有氯氣味。多用于槽體制作、管道以及一些治具制作。材料常見，價格便宜。☆附圖：POM:化學名聚甲醛。密度1.41-1.43g/cm3。俗名賽鋼。較脆，易折斷，可以燃燒，離開火源可自燃，火焰呈清晰之藍色，無煙，有熔液下滴，氣味有毒特別刺鼻，會令人流淚。具有很低的摩擦系數(shù)和很好的幾何穩(wěn)定性，耐高溫。適合做齒輪、軸承及管道零件等，材料常見，價格中等。PP、PVC黃銅Ti不銹鋼3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析1/13/2023193.2、槽體結(jié)構(gòu)：上槽子槽子槽堰口3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析1/13/202320堰口流量計算：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子母槽容積比：1:5-6進水☆流量計算：3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析1/13/202321☆各種槽體結(jié)構(gòu)圖：3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析1/13/2023223.2、槽體結(jié)構(gòu)：視窗溢流排水儲槽：儲存藥水，攪拌、加熱、過濾、弱電解等一般在儲槽內(nèi)進行。容積根據(jù)交換速度，以及使用的時間，子槽容積等因素來決定，一般Ni、Sn儲槽容積250-400L，Au、Pd在150L左右，水洗80-120L。3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析1/13/2023233.3、管路循環(huán)系統(tǒng)：泵浦管路排水管路回流管路進水管路管路是流體流動的通道，鋪設(shè)時應避免過多的彎道，以防造成過大的管損。距離較遠時應在一定位置做支撐補強。回流管路的大小一般為進水管徑的4-6倍。管道材質(zhì)一般采用PVC及PP管。3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析1/13/2023243.4、機臺骨架結(jié)構(gòu)：骨架為整個機械的最大承力部分，骨架多采用耐腐蝕的SUS304材質(zhì)型鋼，如50*50*2方管，角材?？紤]長久使用及成本控制，多在骨架外噴雙層防腐漆。骨架結(jié)構(gòu)多為焊接結(jié)構(gòu)，有些為方便拆裝采用螺絲連接。制作骨架時應考慮其受力位置，操作位置，維修空間，各個功能區(qū)的定位3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析1/13/2023253.5、其他配件：3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析1/13/2023264、特殊結(jié)構(gòu)解析1、行業(yè)簡介2、電鍍原理及基礎(chǔ)3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析4、

特殊結(jié)構(gòu)解析5、電控系統(tǒng)返回1/13/2023274、特殊結(jié)構(gòu)解析4.1導電治具4.2刷鍍治具4.3點鍍治具4.4RC罩頭4、特殊結(jié)構(gòu)解析1/13/2023284.1、導電治具：4、