電鍍工藝技術培訓課件

安全專業(yè)知識培訓電鍍工藝安全技術講座目錄1.電鍍的概念1.1電鍍的定義1.2電鍍的發(fā)展1.3電鍍的功能1.4電鍍的類別2.電鍍工藝的基本過程2.1電化學知識2.2金屬沉積3電鍍生產(chǎn)工藝3.1電鍍生產(chǎn)工藝框圖及工藝流程說明3.2電鍍使用?；返奈ｋU有害性質(zhì)3.3電鍍生產(chǎn)過程安全控制措施1.電鍍的概念1.1電鍍的定義利用電解在制件表面形成均勻、致密、結(jié)合力良好的金屬或合金沉積層的過程1.2電鍍的發(fā)展（1）電鍍的品種：從單單一金屬、二元金屬、三元合金發(fā)展至復合材料。（2）基體材料：由鋼鐵、銅及其合金發(fā)展至輕金屬、鋅基合金壓鑄件至塑料、陶瓷等非金屬材料。（3）電鍍方法：從水溶液電鍍發(fā)展至化學鍍。（4）生產(chǎn)工藝設備：從手工發(fā)展至半自動至全自動。1.3電鍍的功能（1）提高基體的耐腐蝕性能鋼鐵上鍍鋅，可以在一般的大氣環(huán)境中有效保護基體金屬；鍍鎘制品能有效保護制品在海洋環(huán)境中不受到腐蝕；鍍錫制品有良好的耐腐蝕性能，而且其腐蝕產(chǎn)物對人體無害，可用于有機酸接觸的鋼鐵制作的食品容器。（2）防護裝飾修復基體。修復曲軸、轉(zhuǎn)軸、齒輪等磨損件。其他：耐磨性（鍍硬鉻）、減摩性（鍍錫、鍍鉛-錫合金）、導電性（鍍銅、銀、金）、導磁性（鍍鎳-鈷、鍍鎳-鐵合金）、焊接性（鍍錫、鍍銅、銀、鉛錫合金）、反光性（鍍銀、銠）、防擴散（為防局部滲碳而鍍銅、為防局部滲氮采用鍍錫）1.4電鍍的類別（1）按鍍層所含金屬類別分：單金屬鍍層、合金鍍層。（2）根據(jù)金屬鍍層的電位不同分：陽極性鍍層、陰極性鍍層。2.電鍍工藝的基本過程（1）電鍍前處理：鍍前，對表面狀況和表面處理的要求進行預處理，包括除油、除銹、拋光、打磨等。（2）電鍍：獲得符合要求的鍍層。（3）電鍍后處理：清洗、除氫、鈍化、封閉等2.1電化學知識2.1.1電的知識電流：導體中自由電子在電場力的作用下定向移動，形成電流。電解液中的正負離子在電場力的作用下各自向相反的方向移動，也可以形成電流。我們將正電荷（正離子）移動的方向定為電流方向；把電子（負離子）移動的方向稱為電流的反方向。電路：由電源、負載、開關、導線等組成。電鍍采用直流電路。2.1.2電解質(zhì)溶液、電極2.1.2.1電解質(zhì)溶液（1）電解質(zhì)定義：在溶解或熔融狀態(tài)下能導電的化合物稱為電解質(zhì)。（2）電離：電解質(zhì)能離解成自由移動離子的過程稱為電離。電離形成的溶液，稱為

電解質(zhì)溶液。強電解質(zhì)：在水中幾乎全部發(fā)生電離，如鹽酸、硝酸、硫酸、氯化鈉等。弱電解質(zhì)：在水中部分電離，如醋酸、氨水、硼酸等。電離度和電離平衡常數(shù)：同離子效應：加入與弱電解質(zhì)同離子的強電解質(zhì)，使弱電解質(zhì)的電離度下降。在弱酸中加入它的鹽后，不僅降低了弱酸的電離度和溶液中H＋的濃度同時這種混合溶液還具有抵抗改變H＋濃度的能力，使溶液的PH基本保持不變。這種溶液成為了緩沖溶液。（3）絡合物K4【Fe（CN）6】中，F(xiàn)e2+與CN-極少電離出來，它們基本以K4【Fe（CN）64-的

形式存在。這種由簡單正離子和幾個其他離子或中性分子結(jié)合而成的復雜離子稱為絡離子，

絡離子組成的化合物，稱為絡合物。電鍍中常用的絡離子有：絡合物非常穩(wěn)定，基本不離解出簡單的金屬正離子。（4）氧化-還原反應

在化學反應中有電子得失的反應為氧化還原反應。失去電子的變化叫氧化，得到

電子的變化叫還原。

氧化劑的當量=氧化劑的相對分子質(zhì)量/氧化劑在反應中得到的電子數(shù)。

還原劑的當量=還原劑的相對分子質(zhì)量/還原劑在反應中得到的電子數(shù)。利用當量可以計算反應過程中氧化劑的用量，或還原劑的消耗量。（5）電解質(zhì)溶液的導電性①導體的類別第一導體：以自由電子來傳導電流，如金屬傳導。第二導體：以帶電離子的移動來傳導電流，如電解質(zhì)傳導。電解質(zhì)溶液的導電性取決于導電的離子數(shù)目、離子的運動速度、離子帶電荷的數(shù)目。對流：自然對流和人工對流；擴散：由于濃度差，導致離子從高濃度區(qū)遷至低濃度區(qū)；電遷移：在電場作用下，離子的遷移。水化離子半徑、帶電荷數(shù)目（價數(shù)）均影響電遷移。

②電解質(zhì)溶液的導電性導電性與濃度的關系：隨濃度增加而增加，但到一定時候就下降。導電性與溫度的關系：升高溫度，水化程度降低，溶液粘度的降低有助于提高導電率。提高導電率，有助于：a.降低槽端電壓；b.采用較大的陰極電流密度；c.提高電鍍液的深鍍能力和均鍍能力。d.克服和減少溶液溫升。

③摩爾導電率：相距1m的兩個平行電極之間含有濃度為1m的溶液所具有的電導。電解第一定律：電解時，對同一物質(zhì)來說，陰極和陽極溶解和析出的物質(zhì)質(zhì)量與通過電解質(zhì)溶液的導量成正比。電解第二定律：當以相同的電量通過不同的電解質(zhì)溶液時，在陽極和陰極上析出物質(zhì)的量相等。（6）原電池和電解池①原電池：浸在電解質(zhì)溶液中的兩個

電極，當與外電路中的負載接通后，

能夠自發(fā)地將電流輸送到外電路中

而成功。②電解池：浸在電解質(zhì)溶液中的兩個

電極，當與外電路中的負載接通后，強制電流在體系中通過，從而在電

極上發(fā)生化學反應。③標準電池：高可逆電池，可以配合

電位計，測定另一個原電池的電動

勢。標準電池的溫度系數(shù)較小，受

外界影響小。④電極反應電極：指與電解質(zhì)相接觸的第一類

導體，如銅電極、鋅電極等。電極

是電化學反應發(fā)生的地方，也負責

導電，與溶液借口處有得失電子的

反應。在原電池和電解池中，反應物于其上獲得電子的電極，稱為陰極。在原電池和電解池中，第一類導體和第二類導體構(gòu)成了一個串聯(lián)體系。在兩類導體的接口上必然會有得電子或失電子的化學反應，稱為電極反應。

⑤電極的極化：可逆電池無電流通過時，其電極電位為平衡電位。但在電極上有電流通過時，其電極電位就發(fā)生變化，偏離其平衡電位值，這種現(xiàn)象稱為電極的極化。有電流通過時，陰極電極電位向負的方向偏移的現(xiàn)象叫陰極極化，而陽極電位向正的方向偏離的現(xiàn)象叫做陽極極化。電化學極化是指電極上的電化學速度小于電子運動速度而造成的的極化。在電鍍中，使陰極發(fā)生較大的電化學極化作用，對于獲得高品質(zhì)的細晶鍍層是十分重要的。在一些電鍍?nèi)芤褐屑尤虢j合劑和添加劑，以及在一定范圍內(nèi)提高它們的濃度，都可以增加陰極的電化學極化作用。升高溫度，會降低電化學極化作用。⑥濃差極化以兩個銀電極插入硝酸銀溶液中進行電解為例，銀（正離子）在電極附近不斷被消耗，而銀（正離子）在溶液中的擴散速度小于消耗速度使電極附近銀（正離子）大大低于本體溶液濃度，這就是濃差極化。若擴散速度很慢，則擴散到電極表面附近反應粒子濃度為零，此時的濃度極化稱為完全濃度極化，這時電極上的電流密度出現(xiàn)最大值，叫做極限電流。電鍍中，若使用的電流密度超過了這個極限電流密度，則會在電極上發(fā)生其他的化學反應，從而使陰極效率大降低，還會形成不合格的樹枝狀鍍層。因此，一般通過加強攪拌方式，加強溶液的對流。提高陰極極限電流密度，擴大允

許使用的電流密度范圍。⑦析出電位

金屬和其他物質(zhì)（如氫氣）在陰極上開始析出的電位稱為析出電位。析出電位是開始析出的電位。析出電位較正的金屬都能有優(yōu)先在陰極上被鍍出來。在鍍鋅時，溶液中的銅、鉛等金屬離子雜質(zhì)變黑變粗。也可以利用金屬的這個特點，優(yōu)先作為雜質(zhì)去除。⑧極化曲線極化曲線是表示電極電位隨著電流密度而改變的曲線。極化曲線中，橫坐標表示電流密度，縱坐標表示電極電流。2.2金屬沉積

在直流電作用下，電解液中的金屬離子被還原，并沉積到零件表面形成具有一定性能的金屬鍍層的過程，就是金屬的電沉積。并非所有金屬離子都能在水溶液中進行電沉積，只有當陰極達到平衡電位并獲得一定過電位，即達到析出電位時，金屬離子才能沉積。2.2.1金屬沉積的基本過程離子液相傳質(zhì)、前置轉(zhuǎn)移、電荷轉(zhuǎn)移、形成晶體。2.2.2單鹽鍍液中金屬電沉積過程特點：金屬離子以水化離子形式存在，在陰極上水化數(shù)下降或水化層重排，然后部分失水的金屬離子得電子而放電，并吸附在電極表面。接著吸附原子失去水化層進入金屬晶格。

絡鹽鍍液中電沉積過程特點：絡合物金屬離子放電一般比簡單金屬離子放電要困難，沉積過程表現(xiàn)較大的電化學極化。金屬的陽極過程：陽極分成可溶性陽極和不可溶性陽極。陽極極化曲線與鈍化現(xiàn)象。影響陽極極化的主要因素：金屬本性、溶液成分、酸堿性、工作條件。3電鍍生產(chǎn)工藝3.1電鍍生產(chǎn)工藝框圖

及工藝流程說明（1）電鍍?nèi)芤旱呐渲煤涂刂茰囟娶馘冦~溶液：溶液的主要成分：氰化亞銅40g／L，氰化鈉8g／L。溶液的配置：先向鍍槽中加入2/3左右清水，

加入定量的氰化鈉和氰化亞銅和添加劑配制成溶液，控制溫度50℃左右。②焦磷酸鹽鍍銅溶液：溶液的主要成分：焦磷酸銅65g／L，焦磷酸鉀300g／L。溶液的配置：先向鍍槽中加入

2/3左右清水，加入定量的焦磷酸銅和焦磷酸鉀和添加劑配制成溶液，控制溫度55℃左右。③硫酸鹽鍍鎳溶液：溶液的主要成分：硫酸鎳280g／L，氯化鎳60g／L，硼酸50g／L，氯離子60ppm。溶液的

配置：先向鍍槽中加入2/3左右清水，加入定量的氯化鎳和硼酸和添加劑配制成溶液，控制溫度50℃左右。④鍍鉻溶液：溶液的主要成分：鉻酸酐230g／L，硫酸2.3g／L，三價鉻3g／L。溶液的配置：先向鍍槽中加入

2/3左右清水，加入定量的鉻酸酐、三價鉻，再往溶液中慢慢倒入濃硫酸溶液和添加劑配制成溶液，控制溫

度45℃左右。⑤鉻還原溶液：溶液的主要成分：亞硫酸氫鈉30%。溶液的配置：先向鍍槽中加入2/3左右清水，加入定量的亞

硫酸氫鈉和添加劑配制成溶液，控制溫度室溫。⑥硫酸活化和酸中和溶液：溶液的主要成分：硫酸5%。溶液的配置：先向槽內(nèi)加水再往水中慢慢倒入濃硫酸

溶液，配成含硫酸5%的溶液，控制溫度室溫。⑦電解除油溶液：溶液的主要成分：氫氧化鈉50g／L，磷酸三鈉30g／L，碳酸鈉30g／L。溶液的配置：先向鍍

槽中加入2/3左右清水，加入定量的氫氧化鈉、磷酸三鈉、碳酸鈉和添加劑配制成溶液，控制溫度80℃左右。⑧陰極電解除油、酸電解溶液：溶液的主要成分：硫酸200g／L，JA-2：10mI／L。溶液的配置：先向槽內(nèi)加水

再水中慢慢倒入濃硫酸溶液、ja-2溶液和添加劑配制成溶液，控制溫度室溫。⑨超聲波洗凈溶液：溶液的主要成分：LSC：30g／L。溶液的配置：先向槽內(nèi)加水再加入LSC和添加劑配制成溶

液，控制溫度50℃左右。⑩鍍鋅溶液：溶液的主要成分：氯化鉀280g／L，氯化鋅70g／L，硼酸30g／L。溶液的配置：先向槽內(nèi)加水，再

加入定量的氯化鉀、氯化鋅配成溶液，再在溶液中慢慢倒入硼酸溶液和添加劑配制成溶液，控制溫度20～

40℃左右。

?鈍化溶液：溶液的主要成分：蘭白鈍化液30mI／L。溶液的配置：先向槽內(nèi)加水，再加入定量蘭白鈍化液配

成溶液，控制溫度室溫。?在電鍍?nèi)芤褐屑尤胩砑觿?。比如?0-30%的雙氧水、光亮劑，還有保險粉等。需要量很少，需多少進多少，

一次用完，配成的溶液濃度低于2-5g／L以下，構(gòu)不成?；?。（2）生產(chǎn)工藝流程及工藝條件說明①需要電鍍的零件由操作人員用手掛在電鍍懸掛桿上的掛鉤上，有的小件放在吊籃

內(nèi)，再掛在掛鉤上。懸掛線浸入槽內(nèi)，到規(guī)定時間，電鍍懸掛桿提起，由操作人

員用手取下工件；有的隨電鍍懸掛鏈，從一個操槽進入另一個槽。②工件的流經(jīng)路線，按工藝框圖的路線執(zhí)行。③工件再每一個槽的停留時間，由工藝定。④烘干在車間中部平臺上的烘干室進行，工件掛在懸掛鏈上，控制溫度80℃左右。3.2事故案例（1）酸洗電鍍設備中毒死亡2009年2月11日，市區(qū)雙橋電鍍廠兩名工人在清洗設備時，不小心吸入了氰化鈉而

中毒，隨后兩人被送往醫(yī)院醫(yī)院，其中一人死亡，另一名工人經(jīng)搶救無效死亡。

事故情況：其中一名工人在搶時詢問他時說，當時發(fā)現(xiàn)槽槽遍有點臟，就用鹽酸混合其他物品

清洗，清理完畢就準備下去清理殘夜，我桶還沒有拿到，他人已經(jīng)倒下去了。我們

來想拉他一把，結(jié)果自己才走到門邊也倒下去了。

事故原因：缺少對物料的了解，隨意處理含有劇毒氰化物和含酸化合物的電鍍液。（2）燙傷、燒傷事故

使用濃堿液進行表面處理的方法，補加冷水時，溶液飛濺，造成終身眼疾。用鋁罐倒?jié)庀跛幔Y(jié)果導致腹部大面積燒傷而住院。

事故原因：缺少對化學品物料的了解，隨意處理3.3電鍍生產(chǎn)過程?；返奈ｋU辨識分析3.3.1電鍍使用危化品的危險有害質(zhì)3.3.2生產(chǎn)工藝過程、設備及電氣危險有害因素辨識分析（1）中毒①搬運過程：運輸氰化鈉、氰化鉀、氰化亞銅、氰化鋅等劇毒物料，包裝物損壞、泄

漏，如果人體無防護接觸，均引起中毒。②溶液配制過程：如果人體無防護接觸劇毒物，引起中毒。③溶液：電鍍?nèi)芤褐械膭《疚锲泛透叨俱t酸酐的溶液，如果人體無防護接觸，引起中

毒。④電鍍?nèi)芤褐械膭《疚锲泛偷投俱t酸酐溶液揮發(fā)的蒸氣，沒有排風裝置，如果人體無

防護吸入（鼻、口）和皮膚吸收，引起中毒。（2）化學灼傷（腐蝕）①除油溶液（堿性）、電鍍?nèi)芤褐惺褂玫臍溲趸c是堿性腐蝕品，人體無防護接觸這

些

溶液，以及溶液配置中，如果人體無防護吸入（鼻、口）和皮膚吸收，均對身

體造成傷害。②硫酸活化、酸中和、陰極電解除油和酸電解等溶液使用硫酸，硫酸為酸性腐蝕品，

這些溶液蒸發(fā)的蒸氣，以及溶液配置中，如果人體無防護，人體會受到傷害。③除油溶液（堿性）、硫酸活化、酸中和、陰極電解除油和酸電解等溶液的儲槽，如

不用防腐材料制成，受腐蝕泄漏。④電極棒和電氣線路及電節(jié)點受腐蝕，如不采取防腐措施，容易發(fā)生受腐蝕發(fā)生電阻

增大線路過熱、斷路和短路打火，引起電氣著火，進而引起其他可燃物著火。（3）火災①如果電流不穩(wěn)定，造成電流密度不均，或鍍件基體前處理不好，表面不平整

或有

雜質(zhì)，會有少量氫氣析出，如果長時間通風不良，氫氣在某些部位積

聚，電極打火可能會造成起火。②由于酸性腐蝕，電極棒和電熱點受腐蝕，如不采取防腐措施，容易使電線電阻

增大，過熱，引起火災（3）機械傷害轉(zhuǎn)動的皮帶輪如果無防護罩，皮帶斷裂飛出，打傷人員；操作人員不注意，衣

服被皮帶輪卷入，發(fā)生事故。（4）噪聲風機的噪聲較大，操作人員長在此環(huán)境工作，如果無防護，耳朵會受到傷害。（6）高處墜落烘干在高處平臺上，如果護欄損壞，人員不注意有掉下摔傷的危險。電鍍平臺無護欄部位，雖然夠不上高出墜落，走路不注意，有掉下摔傷的危險。（7）物體打擊烘干大件時，吊掛不牢，掉下，又砸傷人的危險。

小結(jié)：電鍍生產(chǎn)工藝過程的危險危害有：中毒、化學灼傷（腐蝕）、觸電（及電傷）、

機械傷害、噪聲、高處墜落、物體打擊、火災等。3.3.3倉庫儲存過程的危害有害因素辨識分析（1）中毒氰化鈉、氰化鉀、氰化鋅、氰化亞銅等是劇毒物品，食入量很小有可能致死。①運輸過程中的顛簸或碰撞或取用不當?shù)瓤赡茉斐砂b容器的破損，導致內(nèi)容物的

泄漏、撒出，人體無防護接觸會導致中毒死亡。②在存放過程中，如果包裝袋破損，人員無防護接觸，中毒。③取料失誤，人員無防護接觸，中毒。④保管不善，被人偷去，誤食或害人。硫酸銅、光亮劑、等也是毒害品，鉻酸酐屬于高毒性，發(fā)生以上情況有中毒危險。（2）化學灼傷

①氫氧化鈉包裝袋破損，人體接觸，會造成化學灼傷；②硫酸包裝塑料桶破損泄漏，人體接觸漏出物可造成化學灼傷。（3）火災、爆炸①鉻酸酐、雙氧水是強氧化劑，如果和可燃物等同車運輸或混存，如果有泄漏，兩

者接觸會劇烈反應，放出大量的熱，甚至引起燃燒和爆炸。②鎳是自燃物質(zhì)，在空氣中會發(fā)生氧化，接觸強氧化劑（鉻酸酐等）會反應以致引

起火災。③光亮劑遇高熱、明火或與氧化劑混合，經(jīng)摩擦、撞擊有引起燃燒爆炸的危險。在

高溫時，若被強酸、氫氧化物及鹵化物等污染后，有可能發(fā)生爆炸。工業(yè)用是

濃度為20～30%的溶液，危險性較小。3.4電鍍過程的安全生產(chǎn)控制錯施3.4.1生產(chǎn)工藝過程的安全控制錯施

（1）電鍍各種溶液槽為開放式（或