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電鍍didndu(Electroplating)電鍍的概述:利用電解作用使金屬或其它材料制件的表面附著一層金屬膜的工藝??梢云鸬椒乐垢g,提高耐磨性、導電性、反光性及增進美觀等作用電鍍的主要用途是什么?1、提高金屬制品或者零件的耐蝕性能。例如鋼鐵制品或者零件表面鍍鋅。2、提高金屬制品的防護-裝飾性能。例如鋼鐵制品表面鍍銅、鍍鍥鍍銘等。3、修復金屬零件尺寸。例如軸、齒輪等重要機械零件使用后磨損,可采用鍍鐵、鍍銘等禍福其尺寸。4、電鍍還可賦予某種制品或零件某種特殊的功能。例如鍍硬銘可提高其耐磨性能等。電鍍的概念就是利用電解原理在某些金星表面上鍍上一薄層其它金屬或合金的過程。電鍍時,鍍層金屬做陽極,被氧化成陽離子進入電鍍液;待鍍的金屬制品做陰極,鍍層金屬的陽離子在金屬表面被還原形成鍍層。 為排除其它陽離子的干擾,且使鍍層均勻、牢固,需用含鍍層金屬陽離子的溶液做電鍍液, 以保持鍍層金屬陽離子的濃度不變。電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層,改變基材表面性質(zhì)或尺寸.電鍍能增強金屬的抗腐蝕性(鍍層金屬多采用耐腐蝕的金屬)、增加硬度、防止磨耗、提高導電性、潤滑性、疝■熱性、和表面美觀。電鍍作用利用電解作用在機械制品上沉積出附著良好的、但性能和基體材料不同的金屬覆層的技術(shù)。電鍍層比熱浸層均勻,一般都較薄,從幾個微 M到幾十微M不等。通過電鍍,可以在機械制品上獲得裝飾保護性和各種功能性的表面層,還可以修復磨損和加工失誤的工件。鍍層大多是單一金屬或合金,如鈦靶、鋅、鎘、金或黃銅、青銅等;也有彌散層,如鍥-碳化硅、鍥-氟化石墨等;還有覆合層,如鋼上的銅-鍥-銘層、鋼上的銀-鈿層等。電鍍的基體材料除鐵基的鑄鐵、鋼和不銹鋼外,還有非鐵金屬,如ABSS!料、聚丙烯、聚碉和酚醛塑料,但塑料電鍍前,必須經(jīng)過特殊的活化和敏化處理。電鍍原理在盛有電鍍液的鍍槽中,經(jīng)過清理和特殊預處理的待鍍件作為陰極,用鍍覆金屬制成陽極,兩極分別與直流電源的負極和正極聯(lián)接。電鍍液由含有鍍覆金屬的化合物、導電的鹽類、緩沖劑、pH調(diào)節(jié)劑和添加劑等的水溶液組成。通電后,電鍍液中的金屬離子,在電位差的作用下移動到陰極上形成鍍層。陽極的金屬形成金屬離子進入電鍍液,以保持被鍍覆的金屬離子的濃度[1]。在有些情況下,如鍍銘,是采用鉛、鉛睇合金制成的不溶性陽極,它只起傳遞電子、導通電流的作用。電解液中的銘離子濃度,需依靠定期地向鍍液中加入銘化合物來維持。電鍍時,陽極材料的質(zhì)量、電鍍液的成分、溫度、電流密度、通電時間、攪拌強度、析出的雜質(zhì)、電源波形等都會影響鍍層的質(zhì)量,需要適時進行控制。電鍍方式電鍍分為掛鍍、滾鍍、連續(xù)鍍和刷鍍等方式,主要與待鍍件的尺寸和批量有關(guān)。掛鍍適用于一般尺寸的制品,如汽車的保險杠,自行車的車把等。滾鍍適用于小件,如緊固件、墊圈、銷子等。連續(xù)鍍適用于成批生產(chǎn)的線材和帶材。刷鍍適用于局部鍍或修復。電鍍液有酸性的、堿性的和加有銘合劑的酸性及中性溶液,無論采用何種鍍覆方式,與待鍍制品和鍍液接觸的鍍槽、吊掛具等應具有一定程度的通用性。鍍層分類鍍層分為裝飾保護性鍍層和功能性鍍層兩類。裝飾保護性鍍層主要是在鐵金屬、非鐵金屬及塑料上的鍍銘層,特別是鋼的銅-鍥-銘層,鋅及鋼上的鍥-銘層。為了節(jié)約鍥,人們已能在鋼上鍍銅-鍥/鐵-高硫鍥-鍥/鐵-低固分鍥-銘層。與鍍銘層相似的錫/鍥鍍層,可用于分析天平、化學泵、閥和流量測量儀表上。功能性鍍層這種鍍層種類很多,如:①提高與軸頸的相容性和嵌入性的滑動軸承罩鍍層,鉛-錫,鉛-銅-錫,鉛-鈿等復合鍍層;②用于耐磨的中、高速柴油機活塞環(huán)上的硬銘鍍層,這種鍍層也可用在塑料模具上,具有不粘模具和使用壽命長的特點;③在大型人字齒輪的滑動面上鍍銅,可防止滑動面早期拉毛;④用于防止鋼鐵基體遭受大氣腐蝕的鍍鋅。⑤防止?jié)B氮的銅錫鍍層。⑥用于收音機、電視機制造中釬焊并防止鋼與鋁間的原電池腐蝕的錫-鋅鍍層。適用于修復和制造的工程鍍層,有銘、銀、銅等,它們的厚度都比較大,硬銘層可以厚達300微M常用表面處理工藝流程(1)鋼鐵件電鍍鋅工藝流程「酸性鍍鋅除油-除銹-I-純化-干燥」堿性鍍鋅(2)鋼鐵件常溫發(fā)黑工藝流程廠浸脫水防銹油II烘干除油-除銹-常溫發(fā)黑-I浸肥皂液 >浸錠子油或機油」浸封閉劑(3)鋼鐵件磷化工藝流程除油-除銹-表調(diào)-磷化-涂裝ABS/PC塑料電鍍工藝流程除油一親水一預粗化(PO50%一粗化一中和一整面一活化一解膠一化學沉鍥一鍍焦銅一鍍酸銅一鍍半鳧鍥一鍍局硫鍥—鍍鳧鍥一鍍封一鍍銘PCB電鍍工藝流程除油一粗化一預浸一活化一解膠一化學沉銅一鍍銅一酸性除油一微蝕一鍍低應力鍥一鍍亮鍥一鍍金一干燥鋼鐵件多層電鍍工藝流程除油一除銹一鍍鼠化銅一鍍酸銅一鍍半亮鍥一鍍高硫鍥一鍍亮鍥一鍥封一鍍銘(7)鋼鐵件前處理(打磨件、非打磨件)工藝流程1、打磨件一除蠟一熱浸除油一電解除油一酸蝕一非它電鍍2、非打磨件一熱浸除油一電解除油一酸蝕一其它電鍍(8)鋅合金件鍍前處理工藝流程除蠟一熱浸除油一電解除油一酸蝕一鍍堿銅一鍍酸銅或焦磷酸銅一其它電鍍(9)鋁及其合金鍍前處理工藝流程除蠟一熱浸除油一電解除油一酸蝕除垢一化學沉鋅 一浸酸一二次沉新一鍍堿銅或鍥一其它電鍍除蠟一熱浸除油一電解除油一酸蝕除垢一鋁銘化 一干燥一噴沫或噴粉一烘干或粗化一成品除蠟一熱浸除油一電解除油一酸蝕除垢一陽極氧化 一染色一封閉一干燥一成品(10)鐵件鍍銘工藝流程:除蠟一熱浸除油一陰極一陽極一電解除油一弱酸浸蝕一預鍍堿銅一酸性光亮銅(選擇)一光亮鍥一鍍銘或其它除蠟一熱浸除油一陰極一陽極一電解除油一弱酸浸蝕一半光亮鍥一高硫鍥一光亮鍥一鍥封(選擇)一鍍銘(11)鋅合金鍍銘工藝流程除蠟一熱浸除油一陰極電解除油一浸酸一堿性光亮銅一焦磷酸銅(選擇性)一酸性光亮銅(選擇性)一光亮鍥一鍍銘(12)電叨架及染色工藝流程前處理或電鍍一純水洗(2-3次)一預浸一電叨架一回收一純水洗(2-3次)一烘干一成品不銹鋼鍍光亮鍥工藝流程:有機溶劑除油一化學除油一水洗一陰極電解活化一閃鍍鍥一水洗一活化一水洗一鍍光亮鍥一水洗一鈍化一水洗一水洗一熱水洗一甩干一烘干一驗收。不銹鋼上的光亮鍥層是微帶黃光的銀白色金屬, 它的硬度比銅、鋅、錫、鎘、金、銀等要高,但低于銘和銘金屬。光亮鍥在空氣中具有很高的化學穩(wěn)定性,對堿有較好的穩(wěn)定性。不銹鋼上通過運用光亮劑.可不經(jīng)拋光直接鍍?nèi)」饬铃?,以提高表面的硬度、耐磨性和整平性,在外觀上使不銹鋼與其他鍍鍥件外觀一致,并且避免不銹鋼與其他光亮鍥之間產(chǎn)生接觸電位差的腐蝕。不銹鋼鍍光亮鍥的溶液中光亮劑的近年來發(fā)展很快,品種很多。歸納起來,光亮劑的發(fā)展經(jīng)歷了四個年代。第一代的也是最原始的產(chǎn)品為糖精加丁烘二醇。可以鍍?nèi)≌叫院芨叩墓饬铃?。其運用興盛于 20世紀六七十年代。但由于丁烘二醇在鍍鍥槽中的不穩(wěn)定性, 壽命較短,有機雜質(zhì)積累很快,需要經(jīng)常處理鍥槽,于是,通過環(huán)氧氯丙烷或環(huán)氧丙烷與丁烘二醇結(jié)枝, 合成了第二代鍍鍥光亮劑,如BE、791光亮劑,情況有所好轉(zhuǎn),BE和791保留有烘基,后來又進步將叱噬基聚合上去,形成了第三代產(chǎn)品,出光速度更快,光亮劑用量更少了,使用壽命更長了。現(xiàn)在又進一步運用鍍 鍥光亮劑中間體多種組合構(gòu)成新型光亮劑已發(fā)展到第四代產(chǎn)品了。它的使用量更少,出光速度更快,處理周期更長,深鍍能力更強了。不銹鋼鍍光亮鍥工藝流程:有機溶劑除油-化學除油(氧氧化鈉40g/L,碳酸鈉30g/L,磷酸三鈉50g/L,OP浮L化劑3mL/L,溫度80?90C,時間30min)-水洗-陰極電解活化(鹽酸水溶液1+1,室溫,Dk1?3A/dm2時間5min,陽極布包碳精板)-閃鍍鍥(氯化鍥180?220g/L,鹽酸120g/L,室溫,電流密度4A/dm2,時間5?lOmin,陽極鍥板)-水洗-活化[硫酸5%(V),時間5s]-水洗-鍍光亮鍥(時間5?lOmin,或按厚度所需時間)—水洗—鈍化(重銘酸鉀1s0g/L,重銘酸鈉150g/L,硫酸30?50mL/L,室溫,時間20?25s)-水洗-水洗-熱水洗-甩干—烘干—驗收。電鍍的過程基本如下1把鍍層金屬接在陽極2把鍍件接在陰極3陰陽極以鍍上去的金屬的正離子組成的電解質(zhì)溶液相連4通以直流電的電源后,陽極的金屬會進行氧化反應(失去電子),溶液中的正離子則在陰極被還原(得到電子)成原子并積聚在負極表層。電鍍后被電鍍物件的美觀性和電流大小有關(guān)系, 電流越小,被電鍍的物件便會越美觀;反之則會出現(xiàn)一些不平整的形狀。電鍍的主要用途包括防止金屬氧化(如銹蝕)以及進行裝飾。不少硬幣的外層亦為電鍍。電鍍產(chǎn)生的污水(如失去效用的電解質(zhì))是水污染的重要來源。電鍍專業(yè)術(shù)語3鍍覆方法術(shù)語化學鈍化將制件放在含有氧化劑的溶液中處理,使表面形成一層很薄的鈍態(tài)保護膜的過程。化學氧化通過化學處理使金屬表面形成氧化膜的過程。電化學氧化在一定電解液中以金屬制件為陽極,經(jīng)電解,于制件表面形成一層具有防護性,裝飾性或其它功能氧化膜的過程。電鍍利用電解原理,使金屬或合金沉積在制件表面,形成均勻、致密、結(jié)合力良好的金屬層的過程。轉(zhuǎn)化膜對金屬進行化學或電化學處理所形成的含有該金屬之化合物的表面膜層。鋼鐵發(fā)藍(鋼鐵化學氧化)將鋼鐵制件在空氣中加熱或浸入氧化性的溶液中,使之于表面形成通常為藍(黑)色的薄氧化膜的過程。沖擊電流電流過程中通過的瞬時大電流。光亮電鍍在適當條件下,從鍍槽中直接得到具有光澤鍍層的電鍍。合金電鍍在電流作用下,使兩種或兩種以上金屬(也包括非金屬元素)共沉積的過程。多層電鍍在同一基體上先后沉積上幾層性質(zhì)或材料不同的金屬層的電鍍。沖擊鍍在特定的溶液中以高的電流密度,短時間電沉積出金屬薄層,以改善隨后沉積鍍層與基體間結(jié)合力的方法。磷化在鋼鐵制件表面上形成一層不溶解的磷酸鹽保護膜的處理過程。熱抗散加熱處理鍍件,使基體金屬和沉積金屬(一種或多種)擴散形成合金的過程。4鍍前處理和鍍后處理術(shù)語化學除油在堿性溶液中借助皂化作用和乳化作用清除制件表面油污的過程。電解除油在含堿溶液中,以制件作為陽極或陰極,在電流作用下,清除制件表面油污的過程。出光在溶液中短時間浸泡,使金屬形成光亮表面的過程。機械拋光借助于高速旋轉(zhuǎn)的抹有拋光膏的拋光輪,以提高金屬制件表面光亮度的機械加工過程。有機溶劑除油利用有機溶劑清除制件表面油污的過程。除氫將金屬制件在一定溫度下加熱處理或采用其它方法, 以驅(qū)除在電鍍生產(chǎn)過程中金屬內(nèi)部吸收氫的過程。退鍍將制件表面鍍層退除的過程。弱浸蝕電鍍前,在一定組成溶液中除去金屬制件表面極薄的氧化膜, 并使表面活化的過程。強浸蝕將金屬制件浸在較高濃度和一定溫度的浸蝕溶液中,以除去金屬制件表面上氧化物和銹蝕物的過程。鍍前處理為使制件材質(zhì)暴露出真實表面,消除內(nèi)應力及其它特殊目的所需,除去油污、氧化物及內(nèi)應力等種種前置技術(shù)處理。鍍后處理為使鍍件增強防護性能,提高裝飾性能及其它特殊目的而進行的(諸如鈍化、熱熔、封閉和除氫等)處理。設(shè)備術(shù)語陽極袋用棉布或化纖織物制成的套在陽極上,以防止陽極泥渣進入溶液用的袋子。光亮劑為獲得光亮鍍層在電解液中所使用的添加劑。阻化劑能夠減緩化學反應或電化學反應速度的物質(zhì)。表面活性劑在添加量很低的情況下也能顯著降低界面張力的物質(zhì)。孚L化齊1J能降低互不相溶的液體間的界面張力,使之形成乳濁液的物質(zhì)。絡合劑能與金屬離子或含有金屬離子的化合物結(jié)合而形成絡合物的物質(zhì)。絕緣層涂于電極或掛具的某一部分,使該部位表面不導電的材料層。掛具(夾具)用來懸掛零件,以便于將零件放于槽中進行電鍍或其他處理的工具。潤濕齊1J能降低制件與溶液間的界面張力,使制件表面容易被潤濕的物質(zhì)。添力口齊1J在溶液中含有的能改進溶液電化學性能或改善鍍層質(zhì)量的少量添加物。緩沖齊1J能夠使溶液PH值在一定范圍內(nèi)維持基本恒定的物質(zhì)。移動陰極采用機械裝置使被鍍制件與極杠一起作周期性往復運動的陰極。檢驗相關(guān)術(shù)語不連續(xù)水膜通常用于表面被污染所引起的不均勻潤濕性,使表面上的水膜變的不連續(xù)??紫堵蕟挝幻娣e上針孔的個數(shù)。針孔從鍍層表面直至底層覆蓋層或基體金屬的微小孔道,它是由于陰極表面上的某些點的電沉積過程受到障礙,使該處不能沉積鍍層,而周圍的鍍層卻不斷加厚所造成。變色由于腐蝕而引起的金屬或鍍層表面色澤的變化(如發(fā)暗、失色等)0結(jié)合力鍍層與基體材料結(jié)合的強度。起皮鍍層成片狀脫離基體材料的現(xiàn)象。剝離某些原因(例如不均勻的熱膨脹或收縮)引起的表面鍍層的破碎或脫落。桔皮類似于桔皮波紋狀的表面處理層。海綿狀鍍層在電鍍過程中形成的與基體材料結(jié)合不牢固的疏松多孔的沉積物。燒焦鍍層在過高電流下形成的顏色黑暗、粗糙、松散等質(zhì)量不佳的沉積物,其中常含有氧化物或其他雜質(zhì)。麻點在電鍍或腐蝕中,與金屬表面上形成的小坑或小孔。粗糙在電鍍過程中,由于種種原因造成的鍍層粗糙不光滑的現(xiàn)象。鍍層釬焊性鍍層表面被熔融焊料潤濕的能力。電鍍鋅電鍍鋅:就是利用電解,在制件表面形成均勻、致密、結(jié)合良好的金屬或合金沉積層的過程。與其他金屬相比,鋅是相對便宜而又易鍍覆的一種金屬,屬低值防蝕電鍍層。被廣泛用于保護鋼鐵件,特別是防止大氣腐蝕,并用于裝飾。鍍覆技術(shù)包括槽鍍(或掛鍍)、滾鍍(適合小零件)、自動鍍和連續(xù)鍍(適合線材、帶材)。目前,國內(nèi)按電鍍?nèi)芤悍诸?,可分為四大類?氟化物鍍鋅:由于(CN)屬劇毒,所以環(huán)境保護對電鍍鋅中使用氟化物提出了嚴格限制, 不斷促進減少氟化物和取代氟化物電鍍鋅鍍液體系的發(fā)展,要求使用低氟 (微鼠)電鍍液。采用

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