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1、電鍍知識簡介李三旭李三旭20072007年年0707月月1111日日一.為什么工件需要鍍膜?功能性 通過鍍膜可轉移運用鍍層金屬的物理和化學性能如鍍金鍍銀層有很好的導電導熱性和化學穩定性化學鍍鎳層有良好的耐蝕和電磁屏蔽性能鍍鉻有優越的硬度和耐磨性能等。裝飾性 可利用鍍層在工件表面得到美觀而特別的外觀效果。如塑膠件的化學鍍在塑膠表面可得到金屬質感的效果。氣相沉積真空濺鍍在工件表面可得到鏡面的外觀效果。二.電鍍的分類1.按得到鍍層的方法分水電鍍.化學鍍.化學氣相沉積.(如TiO2抗菌材料的沉積).物理氣相沉積.(如真空濺鍍)電刷鍍.(主要用于超大型設備的鍍膜)2.按鍍層組成分按鍍層組成分單金屬電鍍(
2、應用較廣的鍍層有鋅鎘銅鉻錫鎳金銀等)合金電鍍:二元合金電鍍(常用的有錫-鉛合金鋅-鎳鋅-鈷銅-錫等)三元合金電鍍(常用的有銅-錫-鋅鋅-鎳-鐵等)多元合金電鍍(基本處于研究階段)復合電沉積(電鍍層中嵌入固體顆粒形成復合鍍層)如內應力較小的氨基磺酸鎳鍍層中加入Al2O3固體顆粒得到的鍍層廣泛用于切割高硬度物品的刀片。三.工業黨用鍍膜方法介紹水電鍍 水電鍍是最為黨見的鍍膜方式此鍍膜方式有兩個主要的特征a:一定要有外加電壓,所以水電鍍的產品只局限在可導電的工件。b:在陰極和陽極表面有持續的電極反應。水電鍍原理水電鍍電鍍是一種電化學過程也是一種電化學氧化還原過程。電鍍的基本過程是將零件浸在金屬鹽的溶液
3、中作為陰極金屬板作為陽極接直流電源后在零件上沉積出所需的鍍層。水電鍍的電極反應(以鍍銅為例)陰極(鍍件)Cu2+2e Cu (主反應)2H+e H2(副反應)陽極(銅板)Cu 2e Cu2+(主反應)4OH-4e 2H2O+O2+4e(副反應)化學鍍化學鍍是通過化學氧化還原反應還原劑(如次磷酸鹽甲醛)把鍍液中以金屬鹽形式存在的金屬離子在工件的表面還原為金屬單質從而形成鍍層。氧化還原反應為(以化學鎳為例)2H2po2-+Ni2+P+-PO2+Ni+2H2O其主要特點是:a:不用外加電壓可在不導電的工件表面得到鍍膜b:得到的是金屬與非金屬的合金鍍層鍍膜的耐蝕性和電子屏蔽性大大加強。c:得到的鍍層的
4、均勻性要比水電鍍優越。d:對工件的形狀無要求適合任何徑深比的工件電鍍。物理氣相沉積物理氣象沉積是一個物理沉膜過程成膜過程不發生化學反應。鍍層金屬在強電子束的撞擊下轉變成氣態原子分子狀態然后在電場作用力的牽引下在工件表面沉積和附著形成鍍膜。鍍層金屬高速電子槍氣態金屬原子外加電場在工件表面沉積其主要特點是:得到的鍍膜非黨均勻能夠在光滑的工件表面得到鏡面效果的鍍層。氣相沉積很環保對環境沒有污染。鍍速快。缺點對于形狀復雜的工件無法得到完全的鍍膜。化學氣相沉積 化學氣相沉積與物理氣相沉積的沉積方式相同都是以氣相的形式在工件表面沉積得到鍍膜。唯一的區別是化學氣相沉積在鍍膜物質氣化過程中還伴隨著氧化分解等化
5、學反應。電鍍一般工藝流程 工件成形工件成形 (壓鑄或沖壓)機械前處理機械前處理(研磨拋光噴砂拉絲 等)脫脂脫脂(有機溶劑一般除油劑)酸洗活化酸洗活化(調整工件表面的狀態)(預鍍預鍍)電鍍電鍍 (后處理后處理)(封孔鈍化處理等)烘干烘干 檢驗包裝檢驗包裝四.鋁鎂鋅合金壓鑄件的電鍍工藝介紹 鋁鎂鋅都是很活潑的金屬并且锌为两性金属,在酸、碱溶液中易发生腐蚀,使镀层与基体结合力显著下降。因此,在装饰性电镀中,锌基合金表面的预处理是关键。通常零件经磨、抛光后,以磷酸钠和碳酸钠为主要组分的去油液进行化学和电化学除蜡、脱脂,随后浸氰化钠溶液活化、预镀氰化铜,再镀其它镀种。然而,基体腐蚀难以避免,且存在分散能
6、力和深镀能力问题,往往出现凹槽、内孔缺镀、边角烧焦、产生多孔疏松甚至起泡脱皮等不良镀层。壓鑄件最難處理的壓鑄不良l壓鑄過程中產生的針孔和砂眼。l壓鑄件成形后金屬相分布不均。在活化時金屬相分布不均導致表面酸蝕不一致產生凸凹不平。l脫模劑的殘留。表面活性劑類和有機類溶劑很難清除。鋁鎂鋅合金壓鑄件黨見電鍍不良現象針孔砂眼。麻點。鍍層結合力差脫皮起泡。耐蝕性差。突點。水紋及局部異色。不良原因及對策造成針孔砂眼的主要原因a.工件原素材的缺陷。b.電鍍過程中濕潤劑添比例不當。c.有機雜質的污染。1.從模具流道的設計方面改進以減小成形過程中產生的針孔和砂眼。通過成形后的機械前處理(如研磨機械拋光)或化學拋光
7、的方式達到表面整平的效果消除或減少針孔和砂眼。2.調整鍍液中濕潤劑的添加比例。3.對槽液進行活性炭處理消除有機雜質的影響。改善對策麻點產生的原因分析及對策麻點的產生原因 a:油污的附著.b:鍍液緩沖劑不足。對策 a:加強前處理工序。b:調整鍍液緩沖劑含量。結合力不良原因分析a:前處理不良脫脂未淨脫模劑仍有殘留。b柔軟劑不足使得鍍層內應力加大。c:工件在鍍前活化不良工件鍍前己有局部氧化現象。d:電鍍過程中有停鍍現象。改善對策a加強前處理。b:添加柔軟劑減小鍍層內應力。c:鍍前充分活化除掉氧化膜。耐蝕性差不良原因分析a:電鍍時電流密度過大造成鍍層粗糙不致密。b:電鍍時電流在工件上的分布不均導致鍍層厚度不均影響整體膜層的耐蝕性。對策a:調整電流密度和整平劑的用量。b:調整陰陽極電極比或采用陰極移動法電鍍。突點原因分析a:電鍍時陽極泥污染槽液。b:槽液中有固體雜質。對策a:增加陽極袋加強陽極泥的過濾去除。b:用棉芯進行循環過濾。水紋及局部異色原因分析a:水洗不充分和水洗水質差。b:挂具導電不良導致高電流密度區燒焦。c:金屬離子污染。對策a:加強水洗,注意水洗水質。b:在設計挂具時要考慮電流分布和導電性。c:進行弱電解除雜質金屬離子做好平時的槽液維護。Thanks!