学习电镀培训材料

Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.電鍍苏州环保电镀技术服务中心高中诚目 录x致诚数码码 百度文文库：iivannlypp第一章 电镀的定义义 3第二章 电镀的基本本知识 3第一節 电镀液 33第二節 电镀反应 4第三節 电极与反应应原理 5第四節 金属的电沉沉积过程程 5第五節 影响电镀质质量的因因素 66第三章 电镀工艺 7第一節 镀前预处理理 7第二節 镀后处理 7第四章 镀锌 8第一節 锌酸盐镀锌锌 9第二節 氰化镀锌 9第三節 铵盐镀锌 9第四節 氯化物镀锌锌 9第五節 硫酸盐镀锌锌 9第六節 镀锌常见故故障及纠纠正方法法 10第七節 镀锌后除氢氢处理 100第八節 锌镀层的钝钝化处理理 11第五章 镀镍 11第一節 普通镀镍(暗镀) 11第二節 光亮镍 112第三節 高硫镍 112第四節 镍封 12第五節 缎面镍 112第六節 高应力镍 一三第七節 镀多层镍 一三第八節 氨基磺酸盐盐镀镍 一三第九節 柠檬酸盐镀镀镍 114第六章 镀铬 14第一節 镀铬层的种种类 114第二節 镀铬的阳极极 一五第三節 镀铬工艺 一五第七章 其它电镀 177第八章 镀层性能测测试 一八第一節 电镀层外观观检验 一八第二節 结合力试验验 一八第三節 电镀层厚度度的测量量 19第四節 孔隙率的测测定 119第五節 镀层显微硬硬度的测测定 119第六節 镀层内应力力的测试试 19第七節 电镀层脆性性测试 199第八節 氢脆性的测测试 220第九節 镀层焊接性性能的测测试 220第九章 电镀层层的选择择及标记记 21第一節 对电镀层的的要求 211第二節 镀层使用条条件的分分类 221第三節 电镀层的选选择 21第四節 金属镀层的的表示方方式(GB-12338-776) 255第五節 金属镀层的的表示方方式(JISS H 04004) 225第十章 参考文文献 22957电 镀第一章 电镀的的定义电镀是指在在含有欲欲镀金属属的盐类类溶液中中以被镀镀基体金金属为阴阴极通过电电解作用用使镀液液中欲镀镀金属的的阳离子子在基体体金属表表面沉积积出来形成镀镀层的一一种表面面加工方方法。镀镀层性能能不同于于基体金金属具有新新的特征征。根据据镀层的的功能分分为防护护性镀层层装饰性性镀层及及其它功功能性镀镀层。第二章 电镀的的基本知知识第一節 电镀液液1. 主盐主盐是指镀镀液中能能在阴极极上沉积积出所要要求镀层层金属的的盐用于提提供金属属离子。镀镀液中主主盐浓度度必须在在一个适适当的范范围主盐浓浓度增加加或减少少在其它它条件不不变时都会对对电沉积积过程及及最后的的镀层组组织有影影响。比比如主盐浓浓度升高高电流效效率提高高金属沉沉积速度度加快镀层晶晶粒较粗粗溶液分分散能力力下降。2. 络合剂有些情况下下若镀液液中主盐盐的金属属离子为为简单离离子时则镀层层晶粒粗粗大因此要采用用络合离离子的镀镀液。获获得络合合离子的的方法是是加入络络合剂即能络络合主盐盐的金属属离子形形成络合合物的物物质。络络合物是是一种由由简单化化合物相相互作用用而形成成的“分子化化合物”。在含含络合物物的镀液液中影响电电镀效果果的主要要是主盐盐与络合合剂的相相对含量量即络合合剂的游游离量而不是是绝对含含量。3. 附加盐附加盐是电电镀中除除主要盐盐外的某某些碱金金属或碱碱土金属属盐类主要用用于提高高电镀液液的导电电性对主盐盐中的金金属离子子不起络络合作用用。有些些附加盐盐还能改改善镀液液的深镀镀能力分散能能力产生细细致的镀镀层。4. 缓冲剂缓冲剂是指指用来稳稳定溶液液酸碱度度的物质质。这类类物质一一般是由由弱酸和和弱酸盐盐或弱碱碱和弱碱碱盐组成成的能使溶溶液遇到到碱或酸酸时溶液的pH值变化化幅度缩缩少。5. 阳极活化剂剂3镀液中能促促进阳极极活化的的物质称称阳极活活化剂。阳阳极活化化剂的作作用是提提高阳极极开始钝钝化的电电流密度度从而保保证阳极极处于活活化状态态而能正正常地溶溶解。阳阳极活化化剂含量量不足时时阳极溶溶解不正正常主盐的的含量下下降较快快影响镀镀液的稳稳定。严严重时电镀不不能正常常进行。6. 添加剂添加剂是指指不会明明显改变变镀层导导电性而能显显著改善善镀层性性能的物物质。根根据在镀镀液中所所起的作作用添加剂剂可分为为光亮剂剂整平剂剂和抑雾雾剂等。第二节 电镀反反应1. 电化学反应应下图是电镀镀装置示示意图被镀的的零件为为阴极与直流流电源的的负极相相连金属阳阳极与直直流电源源的正极极联结阳极与与阴均浸浸入镀液液中。当当在阴阳阳两极间间施加一一定电位位时则在阴阴极发生生如下反反应从镀液液内部扩扩散到电电极和镀镀液界面面的金属属离子Mn+从阴阴极上获获得n个电子子还原成成金属M另一方面在阳极极则发生生与阴极极完全相相反的反反应即阳极极界面上上发生金金属M的溶解解释放n个电子子生成金金属离子子M n+。2. 法拉第定律律电流通过镀镀液时电解质质溶液发发生电解解反应阴极上上不断有有金属析析出阳极金金属不断断溶解。因因此金属的的析出(或溶解)量必定定与通过过的电荷荷有关。根根据大量量实验结结果法拉第第建立了了析出(或溶解)的物质质与电荷荷之间的的关系的的定律。法拉第一定定律电极上上析出(或溶解)物质的的重量与与进行电电解反应应时所通通过的电电荷成正正比即m=kkQ=kkIt(m为电极极上析出出或溶解解物质的的质量Q为通过过的电荷荷时K为比例例常数I为电流流t为通电电时间。法拉第第二二定律在不同同的电解解液中通过相相同的电电荷量时时在电极极上析出出(或溶解)物的物物质的量量相等并且析析出(或溶解)1mmol的任何何物质所所需的电电荷量都都是9.65XX104C.这一常常数称为为法拉第第常数用F表示。K=MM/F3. 电流效率电镀时阴阴极上实实际析出出的物质质的质量量并不等等于根据据法拉定定律得到到的计算算结果实际值值总小于于计算值值这是由由于电极极上的反反应不只只一个例如镀镀镍时在阴极极上除发发生这一一主反应应外还会发发生副反反应。4. 电镀液的分分散能力力镀溶液的分分散能力力是指电电镀液所所具有的的使金属属层厚度度均匀分分布的能能力也称均均镀能力力。电镀镀液的分分散能力力越好在不同同阴极部部位所沉沉积出的的金属层层厚度越越均匀。5. 电镀液的覆覆盖能力力在电镀生产产中常用到到的另一一个概念念是覆盖盖能力亦称深深镀能力力它是指指电镀液液所具有有的使镀镀件的深深凹处沉沉积上金金属镀层层的能力力。分散散能力和和覆盖能能力不同同前者是是说明金金属在阴阴极表面面分布均均匀程度度的问题题它的前前提是在在阴极表表面都有有镀层而后者者是指金金属在阴阴极表面面的深凹凹处有无无沉积层层的问题题.第三节 电极及及反应机机理A. 电极电位当金属电极极浸入含含有该金金属离子子的溶液液中时存在如如下的平平衡即金属属失电子子而溶解解于溶液液的反应应和金属属离子得得电子而而析出金金属的逆逆反应应应同时存存在 Mnn+nne M平衡电位与与金属的的本性和和溶液的的温度浓度有有关。为为了精确确比较物物质本性性对平衡衡电位的的影响人们规规定当溶溶液温度度为2550C金属离离子的浓浓度为1mool/LL时测得的的电位叫叫标准电电极电位位。标准准电极电电位负值值较大的的金属都都易失掉掉电子被被氧化而标准准电极电电位正值值较大的的金属都都易得到到电子被被还原。B. 极化所谓极化就就是指有有电流通通过电极极时电极电电位偏离离平衡电电极电位位的现象象。所以以又把电电流-电位曲曲线称为为极化曲曲线。产产生极化化作用的的原因主主要是电电化学极极化和浓浓差极化化。(1) 电化学极化化由于阴极上上电化学学反应速速度小于于外电源源供给电电子的速速度从而使使电极电电位向负负的方向向移动而而引起的的极化作作用。(2) 浓差极化由于邻近电电极表液液层的浓浓度与溶溶液主体体的浓度度发生差差异而产产生的极极化称浓浓差极化化这是由由于溶液液中离子子扩散速速度小于于电子运运动造成成的。第四节 金属的的电积过过程电镀过程是是镀液中中的金属属离子在在外电场场的作用用下经电极极反应还还原成金金属原子子并在阴阴极上进进行金属属沉积的的过程。下下图(1-2)是电沉沉积过程程示意图图完成电电沉积过过程必须须经过以以下三个个步骤液相传质镀液中中的水化化金属离离子或络络离子从从溶液内内部向极极界面迁迁移到达阴阴极的双双电层溶溶液一侧侧。电化学反应应水化金金属离子子或络离离子通过过双电层层并去掉掉它周围围的水化化分子或或配位体体层从阴极极上得电电子生成成金属原原子。有有三种方方式电迁移移对流和和扩散。电结晶金金属原子子沿金属属表面扩扩散到结结晶生长长点以金属属原子态态排列在在晶格内内形成镀镀层。电镀时以以上三个个步骤是是同时进进行的但进行行的速度度不同速度最最慢的一一个被称称为整个个沉积过过程的控控制性环环节。不不同步骤骤作为控控制性环环节最后的的电沉积积结果是是不一样样的。1-2第五節 影响响电镀质质量的因因素影响电镀质质量的因因素很多多包括镀镀液的各各种成分分以及各各种电镀镀工艺参参数。下下面就其其中某些些主要因因素进行行讨论。1. pH值的影影响镀液中的ppH值可以以影响氢氢的放电电电位碱性夹夹杂物的的沉淀还可以以影响络络合物或或水化物物的组成成以及添添加剂的的吸附程程度。但但是对各种种因素的的影响程程度一般般不可预预见。最最佳的pH值往往往要通过过试验决决定。在在含有络络合剂离离子的镀镀液中pH值可能能影响存存在的的的各种络络合物的的平衡因而必必须根据据浓度来来考虑。电电镀过程程中若pH值增大大则阴极极效率比比阳极效效率高pH值减少少则反之之。通过过加入缓缓冲剂可可以将pH值稳定定在一定定范围。2. 添加剂的影影响镀液中的光光亮剂整平剂剂润湿剂剂等添加加剂能明明显改善善镀层组组织。对对此添加加剂有无无机和有有机之分分。无机机添加剂剂起作用用的原因因是由于于它们在在电解液液中形成成高分散散度的氢氢氧化物物或硫化化物胶体体吸附在在阴极表表面阻碍碍金属析析出提高阴阴极极化化作用。有有机添加加剂起作作用的原原因是这这类添加加剂多为为表面活活性物质质它们会会吸附在在阴极表表面形成成一层附附膜阻碍金金属析出出因而提提高阴极极极化作作用。另另外某些有有机添加加剂在电电解液中中形成胶胶体会与金金属离子子络合形形成胶体体-金属离离子型络络合物阻碍金金属离子子放电而而提高阴阴极极化化作用。3. 电流密度的的影响任何电镀都都必须有有一个能能产生正正常镀层层的电流流密度范范围。当当电流密密度过低低时阴极极极化作用用较小镀层桔桔晶粗大大甚至没没有镀层层。随着着电流密密度的增增加阴极极极化作用用随着增增加镀层晶晶粒越来来越细。当当电流密密度过高高超过极极限电流流密度时时镀层质质量开始始恶化甚至出出现海绵绵体枝晶状状烧焦及及发黑等等。电流流密度的的变化的的上限和和下限是是由电镀镀液的本本性浓度温度和和搅拌等等因素决决定的。一一般情况况下主盐浓浓度增大大镀层温温度升高高以及有有搅拌的的条件下下可以允允许采用用较大的的电流密密度。4. 电流波形的的影响电流波形的的影响是是通过阴阴极电位位和电流流密度的的变化来来影响阴阴极沉积积过程的的它进而而影响镀镀层的组组织结构构甚至成成分使镀层层性能和和外观发发生变化化。实践践证明三相全全波整流流和稳压压直流相相当对镀层层组织几几乎没有有什么影影响而其它它波形则则影响较较大。5. 温度的影响响镀液温度的的升高能能扩散加加快降低浓浓差极化化此外升温还还能使离离子的脱脱水过程程加快。离离子和阴阴极表面面活性增增强也降低低了电化化学极化化导致结结晶变粗粗。另一一方面温度升升高能增增加盐类类的溶解解度从而增增加导电电和分散散能力还可以以提高电电流密度度上限从而提提高生产产效率。6. 搅拌的影响响搅拌可降低低阴极极极化使晶粒粒变粗但可提提高电流流密度从而提提高生产产率。此此外搅拌拌还可增增强整平平剂的效效果。第三章 电镀工工艺电镀工艺过过程一般般包括电电镀前预预处理电镀及及镀后处处理三个个阶段。第一节 镀前预预处理镀前预处理理的目的的是为了了得到干干净新鲜鲜的金属属表面为最后后获得高高质量镀镀层作准准备。主主要进行行脱脂去锈蚀蚀去灰尘尘等工作作。步骤骤如下第一步 使使表面粗粗糙度达达到一定定要求可通过过表面磨磨光抛光等等工艺方方法来实实现。第二步 去去油脂可采用用溶剂溶溶解以及及化学电化学学等方法法来实现现。第三步 除除锈可用机机械酸洗以以及电化化学方法法除锈。第四步 活活化处理理一般在在弱酸中中侵蚀一一定时间间进行镀镀前活化化处理第二節 镀后后处理1. 钝化处理。所谓钝化处处理是指指在一定定的溶液液中进行行化学处处理在镀层层上形成成一层坚坚实致密密的稳定性性高的薄薄膜的表表面处理理方法。钝钝化使镀镀层耐蚀蚀性大大大提高并并能增加加表面光光泽和抗抗污染能能力。这这种方法法用途很很广镀Zn,Cu等后都可进进行钝化化处理。2. 除氢处理。有些金属如如锌在电沉沉积过程程中除自身身沉积出出来外还会析析出一部部分氢这部分分氢渗入入镀层中中使镀件件产生脆脆性甚至断断裂称为氢氢脆。为为了消除除氢脆往往在在电镀后后使镀件件在一定定的温度度下热处处理数小小时称为除除氢处理理。第四章 镀锌 锌镀层的外外观呈青青白色标准电电极电位位为-0.76VV易溶于于酸溶于碱碱是曲型型的两性性金属。锌锌在干燥燥空气中中几乎不不发生变变化锌腐蚀蚀的临界界湿度大大于70%因此在在潮湿大大气中能能与二氧氧化碳和和氧作用用生成一一层主要要由碱式式碳酸锌锌组成的的薄膜这层膜膜有一定定的缓蚀蚀作用锌与硫硫化氢等等含硫化化物起反反应生成成硫化锌锌锌易受受氯离子子浸蚀故在海海水中不不稳定。 锌在密闭或或通风不不良空气潮潮湿的条条件下与非金金属材料料的挥发发物(低分子子羧酸醛酚氨等)接触时时锌易遭遭腐蚀生成白白色疏松松的腐蚀蚀产物俗称”白霜”。锌在在高温高湿密闭条条件下与胶木木油漆木材释释放的挥挥发物接接触锌有生生长细丝丝状单晶晶的倾向向俗称”长毛” 锌的标准电电位比铁铁负对钢铁铁而言是是阳极性性镀层可提供供可靠的的电化学学保护。在在工业大大气农村大大气和海海洋性大大气中使使用的钢钢铁制品品均可选选择锌作作保护层层其防护护寿命几几乎与锌锌层厚度度成正比比关系。凡凡属有工工业废气气污染的的大气中中锌镀层层的耐蚀蚀优于镉镉镀层在海上上或海水水中则相相反。 锌镀层经铬铬酸盐钝钝化之后后耐蚀性性可提高高68倍。故故镀锌钝钝化处理理是必不不可少的的的步骤骤。在钝钝化膜上上进行有有机染色色可作低低档产品品的防护护-装饰镀镀层。 为降低锌镀镀层厚又又能提高高耐蚀能能力国内外外采如下下两种措措施一是提提高钝化化膜的质质量如用蓝蓝色绿色军绿色色黑色钝钝化代替替常规的的彩虹色色钝化膜膜尤以军军绿化钝钝化膜耐耐蚀性最最好二是以以较薄的的含铁0.33%0.66%的Zn-Fe合金或含镍6%100%的Zn-Ni合金代代替纯锌锌镀层耐蚀性性能提高高三倍以以上广泛用用于汽车车钢板上上代替镀镀锌。 锌镀层的使使用温度度不得超超过25500C,在此温温度上锌锌结晶组组织变形形发脆耐蚀性性下降。有有耐蚀耐热要要求的零零件宜用用Zn-Ni合金层层。 镀锌电解液液可分为为碱性和和弱酸性性两大类类国内外外常用的的有无氰氰锌酸盐盐镀锌氰化镀镀锌铵盐镀镀锌氰化物物镀锌硫酸盐盐镀锌等等。就国国内而言言无氰锌锌酸盐镀镀锌仍是是主流。近近年来由由于镀锌锌添加剂剂的性能能的改进进提高氰化物物镀锌和和低氰光光亮镀锌锌发展较较快而铵盐盐镀锌在在继续下下降。 选择镀液要要根据镀镀件材质质形状外观要要求而定定如冲压压小件和和复杂件件特别是是需要辅辅助阳极极的深孔孔或管状状件宜选选用碱性性镀液件和对对氢脆敏敏感的零零件宜用用弱酸性性镀锌液液。当采采用两种种性能不不同的镀镀液时对生产产十分有有利。第一节 锌酸盐盐镀锌1. 锌酸盐镀液液的特点点1不用剧剧毒的氰氰化物废水易易处理2镀层结结晶细密密光泽好好分散能能力和深深镀能力力接近氰氰化镀液液适合复复杂形状状的零件件电镀3镀液稳稳定操作方方便4对设备备无腐蚀蚀性5综合经经济效益益好。这这种镀液液亦存在在沉积速速度慢允许温温度范围围窄(高于4000C不好)厚度超超过一五五um时有脆脆性铸锻件件较难电电镀以及及工作时时会产生生刺激性性气体逸逸出必须要要安装通通风装置置等缺点点。2. 锌酸盐镀液液之镀液液成分A氧化锌(纯度大大于98%)B氢氧化化钠CDE和DPE添加剂剂D光亮剂剂E水3. 维护管理技技朮A严格控控制锌碱浓度度和比值值B主添加加剂和光光亮剂都都只能靠靠经验补补加C注意温温度和电电流密度度的相互互关系D极间距距离及电电极排布布E杂质的的危害及及清除F可能产产生的故故障及纠纠正方法法第二节 氰化镀镀锌1. 氰化镀锌具具有分散散能力和和深镀能能力好结晶细细密与基体体结合力力好耐蚀性性能好工艺范范围宽镀液稳稳定易操操作对杂质质不太敏敏感等优优点。但但是剧毒毒严重污污染境。现现在大部部分应用用无氰镀镀锌或低氰氰镀锌。2. 氰化镀锌的的镀液组组成A氧化锌锌B氰化钠钠C氢氧化化钠D氰化镀镀锌光亮亮剂第三節 铵盐镀镀锌1. 从氯化铵-氨羧络络合剂镀镀锌电解解液中沉沉积的锌锌层结晶细细致镀层光光泽美观观分散能能力和深深镀能力力好适合于于复杂零零件的电电镀。该该工艺曾曾在我国国普启遍遍应用但在生生产中发发现该类类镀液存存在钝化化膜易变变色镀液腐腐蚀性大大废水中中重金属属难处理理氨对鱼鱼类有毒毒等问题题。从70年代后后期逐渐渐被锌酸酸盐镀锌锌所取代代。为发发挥弱酸酸镀锌的的优点。80年代起起无氨氯氯化物镀镀锌在我我国崛起起铵盐镀镀锌应用用时不断断下降。第四節 氯化物物镀锌1. 氯化物镀锌锌是八十十年代初初发展起起来的光光亮镀锌锌工艺。氯氯化物镀镀液的特特点A是不含含络合剂剂的单盐盐镀液废水极极易处理理B镀层的的光亮性性和整平平性优于于其镀液液体系C电流效效率高沉积速速度快D氢过电电位低的的钢材如如高碳钢钢铸件锻件等等容易施施镀。2. 氯化物镀锌锌镀液成成分A氯化锌锌B氯化钾钾C硼酸D添加剂(主光亮亮剂载体光光亮剂辅助光光亮剂)第五節 硫酸酸盐镀锌锌1. 硫酸盐镀锌锌的分散散能力比比前述几几种镀锌锌溶液差差些且结晶晶较粗为改善善镀液性性能引入阿阿拉伯树树胶或天天然桃胶胶对细化化结晶有有效果但货源源不足。为为此近来来国内外外电镀工工作者开开发了由由芳香族族醛或酮酮磺酸盐盐聚醚化化合物和和芳香族族磺酸盐盐组合的的光亮剂剂使镀液液和镀层层性能获获得很大大改善镀层细细致光亮。由由于这种种镀液成成本低电流效效率高可使用用很高的的电流密密度沉积速速度快适合于于电镀外外形简单单的线材材带材板材和和管材的的内壁。镀镀液的pH值较低低有的还还有氯化化物所以对对设备有有腐蚀性性。2. 硫酸盐镀锌锌镀液组组成A硫酸锌锌是主盐盐B硫酸钠钠氯化铵铵是导电电盐C硫酸铝铝明矾和和硼酸是是缓冲剂剂D糊精为为细化结结晶提高分分散能力力E硫锌第六节 镀锌常常见故障障及纠正正方法(1-33)镀锌常见故故障及纠纠正方法法故障现象可能产生的的原因纠正方法镀层粗糙灰暗溶溶液混蚀蚀电流密度过过高pH值太高高缓冲剂不足足光亮剂不足足降低电流密密度降低pH值值按分析补加加缓冲剂剂增加光亮剂剂沉积速度慢慢锌含量低pH值低导电盐不足足电流密度低低增加锌阳极极提高pH值值增加导电盐盐提高电流密密度镀层有灰斑斑低电流流区更多多电流密度低低光亮剂不足足pH值太高高金属杂质太太多提高电流密密度添加光亮剂剂降低pH值值用锌粉处理理或低电电流密度度电解镀层易烧焦焦电流密密度提不不高锌浓度低pH值太高高导电盐少光亮剂不足足分析补充降低pH值值分析补充添加光这剂剂干燥后零件件表面有有”白霜”镀后清洗不不净加强镀后清清洗1-3第七节 镀锌后后除氢处处理1. 钢铁零件镀镀锌过程程中除锌的的电沉积积外往往伴伴有随有有氢离子子还原析析氢的副副反应氢还原原后一部部分变成成气体逸逸出还有一一部分以以氢的原原子形态态渗入到到镀层和和基体金金属晶格格的点阵阵中去造成晶晶格歪扭扭零件内内应力增增加镀层和和基体变变脆人们称称之为氢氢脆。除除氢采用用加热处处理法将将氢从零零件内部部赶出去去。除氢氢效果与与除氢温温度保温时时间有关关。温度度高时间长长除氢越越彻底。但但加热温温度不能能太高超过25500C锌结晶晶组织变变形发脆耐蚀性性明显下下降。一一般采用用19002230OOC23h。渗碳碳件和锡锡焊件除除氢温度度是14001160OOC保温3h。第八节 锌镀层层的钝化化处理1. 锌的化学性性质活泼泼在大气气中容易易氧化变变暗最后产产生白锈锈腐蚀。镀镀锌经过过铬酸盐盐处理以便在在锌上覆覆盖一层层化学转转化膜使活泼泼的金属属处于钝钝态这就叫叫铬酸盐盐钝处理理。膜厚厚0.55um能使锌锌的耐蚀蚀性提高高68倍并赋予予锌以美美丽的外外观和抗抗污染能能力。2. 钝化膜从外外观可分分白钝化化淡蓝色色彩虹色色钝化金黄色色黑色钝钝化军绿色色钝化。这这些钝化化膜耐蚀蚀强弱的的顺序是是军绿色色黑色彩虹色金黄色淡蓝色白色。所所以凡用用于耐蚀蚀目标机机械零件件镀锌都都必须进进行彩虹虹色钝化化。3. 钝化液依浓浓度可分分为高浓浓度中浓度度低浓度度三种。因因钝化中中生产消消耗铬酸酸不足5%而95%被零件件带出损损失造成严严重的环环境污染染。采用用低浓度度钝化液液可降低低生产成成本减轻污污染钝化膜膜质量与与高浓度度铬酸钝钝化作用用故以低低铬钝化化为主。4. 组成铬酸钝钝化液的的三要素素一主盐及及其浓度度二活化剂剂及其浓浓度三一定的的氢离子子浓度(pH值)第五章 镀镍 镍是是银白色色微黄的的金属具有铁铁磁性密度8.99/g.cm-2熔点为为145530C。金属属镍易溶溶于稀硝硝酸难溶于于盐酸和和硫酸在硝酸酸中处于于钝化状状态。在在空气中中镍与氧氧作用表面迅迅速生成成一极薄薄的钝化化膜能抵抗抗大气碱和一一些酸的的腐蚀。镍镍与强碱碱不发生生作用。镍的标准电电极电位位为-0.25VV镀镍的的应用很很广可分为为防护装装饰性和和功能性性两方面面。第一节 普通镀镀镍(暗镀)1. 普通电镀又又称暗镍镍工艺根据镀镀液的性性能和用用途普通镀镀镍可以以分为低低浓度的的预液普通镀镀液瓦特液液和滚镀镀液等。 预镀液经经预镀可可保证层层与铜铁铁基体和和随后的的镀铜层层结合力力良好。 普通液该该镀液的的导电性性好可在较较低温度度下电镀镀节省能能源使用比比较方便便。 瓦特液满满足小零零件的电电镀但镀液液必须要要有良好好的导电电性和覆覆盖能力力。2. 镀液配制方方法 根据容积计计算好所所需要的的化学药药品分别用用热水溶溶解混合在在一个容容器中加蒸馏馏水稀释释到需体体积静置到到所需体体积静置澄澄清用虹汲汲法或过过滤法把把镀液引引入镀槽槽再加入入已经溶溶解的十十二基硫硫酸钠溶溶液搅拌均均匀取样分分析经调整整试镀合合格后即可生生产。3. 镀镍用阳极极 镍阳极材料料的纯度度是电镀镀中最重重要的条条件镍的含含量999%不纯的的阳极导导致镀液液污染使镀层层的物理理性能变变坏。 在镀镍中比比较适宜宜的镍阳阳极有以以下几种种1.含碳镍镍阳极2.含氧镍镍阳极3.含硫镍镍阳极。第二节 光亮镍镍 镀光亮镍有有很多优优点不仅可可以省去去繁重的的抛光工工序改善操操作条件件节约电电镀和抛抛光材料料还能提提高镀层层的硬度度便于实实现自动动化生产产但是光光亮镀镍镍层中含含硫内应力力和脆性性较大耐蚀性性不如镀镀暗镍层层为了克克服这些些缺点可采用用多层镀镀镍工艺艺使镀层层的机械械性能和和耐蚀性性得到显显著的改改善。第三节 高硫镍镍 高硫镍一般般含量为为0.1120.225%。这种种镍具有有比铜铜锡合合暗镍光亮镍镍半光亮亮镍铬等都都高的电电化学活活性。高高硫镍镀镀层主要要用于钢钢锌合金金基体的的防保-装饰性性组合镀镀层的中中间层其原理理是上层层这镍比比下层半半亮镍含含硫量高高因而使使两层间间的电位位差到10001140mmV这样使使双层镍镍由单层层镍的纵纵向腐蚀蚀转变为为横向腐腐蚀构成对对钢铁基基体的电电化学保保护作用用。第四节 镍封 镍封是在一一般光亮亮镍液中中加入直直径在0.0011umm之间的的不溶性性固体微微粒(Sioo2等)在适当当的共沉沉积促进进剂帮助助下使这些些微粒与与镍共沉沉积而形形成复合合镀镍层层。当在在这种复复合镀镍镍层表上上沉积铬铬层时由于复复合镀镍镍层表面面上的固固体微粒粒不导电电铬不能能沉积在在微粒表表面上因而在在整个镀镀铬层上上的形成成大量微微孔即形成成微孔铬铬层。表表面存大大的大量量微孔可在很很大程度度上消除除普通铬铬层中存存的巨大大内应力力因而减减少了镀镀层的应应力腐蚀蚀尤为重重要的是是铬层上上的大量量微孔将铬层层下面的的镍层大大面积地地暴露出出来在腐蚀蚀介质的的作用下下铬与镍镍组成腐腐蚀电池池铬层为为阴极微孔处处暴露的的镍层为为阳极而而遭腐蚀蚀从而改改变了大大阴极小小阳极的的腐蚀模模式使得腐腐蚀电流流几乎被被分散到到整个镀镀镍层上上从而防防止了产产生大而而深的直直贯基体体金属的的少量腐腐蚀沟纹纹和凹坑坑并使镀镀层的腐腐蚀速度度减小且向横横向发展展因而保保护了基基体金属属显著的的提高了了镀层的的耐腐蚀蚀性能。第五节 缎面镍镍 缎面镍又叫叫缎状镍镍。缎面面镍与镍镍封工艺艺没有本本质的区区别。它它具绸缎缎状的外外观镀络后后不会像像光亮镍镍镀层镀镀铬那样样有闪光光因而人人眼注视视后不会会觉得疲疲劳可以作作为避免免光线反反射的防防眩镀层层。这类类镀层在在汽车反反光镜车辆内内部注视视零件医疗手手朮器械机床零零件眼镜镜镜框等表表面已得得到广泛泛应用。第六節 高应应力镍 在特定的镀镀镍液中中加入适适量的添添加剂能获得得应力较较大的容容易龟裂裂成微裂裂纹的镍镍层这种镍镍层叫做高高应力镍镍。 高应力镍是是在光亮亮镍的表表面上再再镀一层层1um左右的的镍层。由由于高应应力镍的的内应力力大所以在在它的表表面按常常规再镀镀0.2200.3uum的普通通铬层后后在铬层层与高应应力镍应应力的相相互作用用处高应力力镍层即即产生大大量微裂裂纹并导致致铬层表表面也形形成均匀匀的微裂裂纹。与与镍封一一样铬层成成为微间间断铬只是由由高应力力得到的的是微间间断铬在腐蚀蚀介质的的作用下下这些裂裂纹部位位殂成无无数个微微电池使腐蚀蚀电流分分散在微微裂纹处处从而使使整个镀镀层的而而蚀性能能得到明明显的提提高见下图1-441-4第七節 镀多多层镍 镀多层镍是是在同一一基体上上选用不不同的镀镀液成分分及工艺艺条件获得二二层或三三层的镀镀镍层目的是是在不增增加镍层层厚度或或减低镍镍层的基基础上增加镍镍层的耐耐蚀能力力。目前前在生产产上应用用较多的的多层镍镍/铬组合合层休系系有双层镍 半光亮亮镍/光亮镍/铬三层镍 半光这这镍/高硫镍/光亮镍/铬 半光这这镍/光亮镍/镍封/铬(微孔铬) 半光这这镍/光亮镍/高应力力镍/铬(微裂纹纹铬)第八節 氨基基磺酸盐盐镀镍 氨基磺酸盐盐镀镍的的主要优优点是所所得到的的电镀层层应力低低镀液沉沉积速度度快但价格格较贵用于电电铸和印印刷电路路板镀金金前镀镍镍。第九節 柠檬檬酸盐镀镀镍 柠檬酸盐镀镀镍工艺艺主要用用于锌压压铸件的的电镀。主主要的维维护措施施是控制硫硫酸镍与与柠檬酸酸盐之比比在11.1111.2温度不不可过高高以防止止柠檬酸酸盐分解解严格控控制pH值零件入入槽进采采用冲击击电流(23A/ddm2)以保证证结合力力良好。第六章 镀铬 铬是一种微微带天蓝蓝色的银银白色金金属。电电极电位位虽位很很负但它有有很强的的钝化性性能大气中中很快钝钝化显示出出具有贵贵金属的的性质所以铁铁零件镀镀铬层是是阴极镀镀层。铬铬层在大大气中很很稳定能长期期保持其其光泽在碱硝酸硫化物物碳酸盐盐以及有有机酸等等腐蚀介介质中非非常稳定定但可溶溶于盐酸酸等氢卤卤酸和热热的浓硫硫酸中。 铬层硬度高高耐磨性性好反光能能力强有较好好的耐热热性。在在5000OC以下光光泽和硬硬度均无无明显变变化温度大大于5000OC开始氧氧化变色色大于7000OC才开始始变软。 由于镀铬层层的优良良性能广泛用用作防护护一装饰饰镀层体体系的外外表层和和机能镀镀层。 镀铬的特点点1镀铬用用含氧酸酸作主盐盐铬和氧氧亲和力力强电析困困难导流效效率低2铬为变变价金属属又有含含氧酸根根故阴极极还原过过程很复复杂3镀铬虽虽然极化化值很大大但极化化度很小小故镀液液的分散散能力和和覆盖能能力还差差往往要要采用辅辅助阳极极和保护护阴极4镀铬需需用大电电流密度度而电流流效率很很低大量析析出氢气气导致镀镀液奥姆姆电压降降大故镀铬铬的电压压要比较较高5镀铬不不能用铬铬阳极通常采采用纯铅铅铅锡合合金铅锑合合金等不不溶性阳阳极。 镀铬过程的的特异现现象1随主盐盐铬酐浓浓度升高高而电流流效率下下降2随电流流密度升升高而电电流效率率提高3随镀液液温度提提高而电电流效率率降低4随镀液液搅拌加加强而电电流效率率降低甚至不不能镀铬铬。第一节 镀铬层层的种类类 装饰性镀铬铬是镀铬铬工艺中中应用最最多的。装装饰镀铬铬的特点点是1要求镀镀层光亮亮2镀液的的覆盖能能力要好好零件的的主要表表面上应应覆盖上上铬3镀层厚厚度薄。防防护-装饰镀镀铬广泛泛用于汽汽车自行车车日用五五金制品品家用电电器仪器仪仪表机械船舶舱舱内的外外露零件件等。经经抛光的的铬层有有很高的的反射系系数可作反反光镜。 硬铬在一一下条年年下沉积积的铬镀镀层具有有很高硬硬度和耐耐磨损性性能硬铬的的维氏硬硬度达到到9000112000kg/mm22,铬是常常用镀层层中硬度度最高的的镀层可提高高零件的的耐磨性性延长使使用寿命命。 乳白铬镀层层在较高高温度(65755OC)和较低低电流密密度下(205A/ddm2)获得的的乳白色色的无光光泽的铬铬称为乳乳白铬。镀镀层韧性性好硬度较较低孔隙少少裂纹小小色泽柔柔和消旋光光性能好好常用于于量具分度盘盘仪器面面板等镀镀铬。 松孔镀铬通常在在硬铬之之后用化学学或电化化学将铬铬层的粗粗裂纹进进一步扩扩宽加深深以便吸吸藏更多多的润滑滑油脂提高其其耐磨性性这就叫叫松孔铬铬。松孔孔镀铬层层应用于于受重压压的滑动动摩擦件件及耐热热抗蚀耐磨的的零件如内燃燃机汽缸缸内腔活塞环环等。 黑铬在不不含硫酸酸根而含含有催化化剂的镀镀铬中可镀取取纯黑色色的铬层层。以氧氧化铬为为主成分分故耐蚀蚀性和消消旋光性性能优良良应用于于航空光学仪仪器太阳能能吸收板板及日用用品之防防护-装饰。第二节 镀铬的的阳极 与一般电镀镀不同镀铬用用铅和铅铅合金等等不溶性性阳极这就是是镀铬过过程的特特殊性决决定的。1镀铬中中若采用用铬作阳阳极阳极电电流效率率接近1000%高阴极极电流效效率仅8%一三%铬的浓浓度会不不断升高高2镀铬是是六价铬铬直接还还原的而铬阳阳极溶解解的铬成成不同价价态而且以以三价铬铬为主会导致致三价铬铬迅速增增加六价铬铬不断降降造成故故障3金属铬铬很脆难以成成型和机机加工。第三节 镀铬工工艺国内常规镀镀铬工艺艺规范(见下表1-55)1-5国内加添加加剂的中中低浓度度镀铬工工艺规范范(见下表1-66)1-6国外加添加加剂镀铬铬工艺规规范(见下表1-77)1-7第七章 其它电电镀 镀铜镀铜铜层呈粉粉红色质柔软软具有良良好的延延展性导电性性和导热热性易于抛抛光经适当当的化学学处理可可得古铜铜色铜绿色色黑色和和本色等等装饰色色彩。镀镀铜易在在空气中中失去光光泽与三氧氧化碳或或氯化物物作用表面生生成一层层碱式碳碳酸铜或或氯化铜铜膜层受到硫硫化物的的作用会会生成棕棕色或黑黑色硫化化铜因此做为装装饰性的的镀铜层层需在表表面涂覆覆有机覆覆盖层。 镀镉镉是是银白色色有光泽泽的软质质金属其硬度度比锡硬硬比锌软软可塑性性好易于锻锻造和辗辗压。镉镉的化学学性质与与锌相似似但不溶溶解于碱碱液中溶于硝硝酸和硝硝酸铵中中在稀硫硫酸和稀稀盐酸中中溶解很很慢。镉镉的蒸气气和可溶溶性镉盐盐都有毒毒必须严严格防止止镉的污污染。因因为镉污污染后的的危害很很大价格昂昂贵所以通通常采用用镀锌层层或合金金镀层来来取代镀镀镉层。目目前国内内生产中中应用较较多的镀镀镉溶液液类型有有氨羧络络合物镀镀镉酸性硫硫酸盐镀镀镉和氰氰化物镀镀镉。此此外还有有焦磷酸酸盐镀镉镉碱性三三乙醇胺胺镀镉和和HEDDP镀镉等等。 镀锡锡具具有银白白色的外外观原子量量为1一八.7密度为为7.33g/ccm3,熔点为为23220C原子价价为二价价和四价价故电化化当量分分别为22.122g/AA.h和1.1107gg/A.h。锡具具有抗腐腐蚀无毒易铁焊焊柔软和和延展性性好等优优点。锡锡镀层有有如下特特点和用用途1化学稳稳定性高高2在电化化序中锡锡的标准准电位纰纰铁正对钢铁铁来说是是阴极性性镀层只有在在镀层无无孔隙时时才能有有效地保保护基体体3锡导电电性好易焊4锡从-一三0C起结晶晶开始开开始发生生变异到-3000C将完全全转变为为一种晶晶型的同同素异构构体俗称”锡瘟”此时已已完全失失去锡的的性质5锡同锌锌镉镀层层一样在高温温潮湿和和密闭条条件下能能长成晶晶须称为长长毛6镀锡后后在23320C以上的的热油中中重溶处处理可获得得有光泽泽的花纹纹锡层可作日日用品的的装饰镀镀层。 电镀单金属属方面还还有镀铅铅镀铁镀银镀金等等。 电镀合金方方面有电镀铜铜基合金金电镀锌锌基合金金电镀镉镉基铟基合合金电镀铅铅基锡基合合金电镀镍镍基钴基合合金电镀钯钯镍合金金等。 复合电镀方方面有镍基复复合电镀镀锌基复复合电镀镀银基复复合电镀镀金刚石石镶嵌复复合电镀镀。第八节 镀层性性能测试试第一节 电镀层层外观检检验 金属零件电电镀层的的外观检检验是最最基本最常用用的检验验方。外外观不合合格的镀镀件就无无需进行行其它项项目的测测试。 检验时用目目力观察察按照外外观可将将镀件分分为合格格的有缺陷陷的和废废品三类类。 外观不良包包括有针针孔麻点起瘤起皮起泡脱落阴阳面面斑点烧焦暗影树枝状状和海绵绵状江沉沉积层以以及应当当镀覆而而没有镀镀覆的部部位等缺缺陷。第二节 结合力力试验 镀层结合力力是指镀镀层与基基体金属属的结合合强度即单位位面积的的镀层从从基体金金属上剥剥离所需需要的力力。 镀层结合力力不好多数原原因是镀镀前外理理不良所所致。另另外镀液成成分与工工艺规范范不当或或基体金金属与镀镀层金属属的热膨膨胀系数数县殊均对镀镀层结合合力有明明显影响响。 评定镀层与与基体金金属结合合力通常常采用定定性方法法。车间间定性测测量法是以镀镀层金属属和基体体金属的的物理-机械性性能的不不同为基基础即当试试样经受受不均匀匀变形热应力力和外力力的直接接作用后后检查镀镀层是否否有结合合不良现现象。具具体方法法可根据据镀种和和镀镀件件选定(一)弯曲试试验(二)锉刀试试验(三)划痕试试验(四)热震试试验第三节 电镀层层厚度的的测量 电镀层厚度度的测量量方法有有破坏检检测法与与非破坏坏检测法法两大类类。其中中破坏检检测法有有点滴法法液流法法溶解法法电量法法和金相相显微法法等多种种非破坏坏检测法法有磁性性法涡流法法射线反反向散射射法和光光切显微微镜法等等等。 测量时除溶溶解法等等是镀层层的平均均厚度外外其余多多数是镀镀层的局局部厚度度。因此此测量时时至少应应在有代代表性部部位测量量三个以以上厚度度计算其其平均值值作为测测量厚度度结果。第四节 孔隙率率的测定定 镀层的孔隙隙是指镀镀层表面面直至基基体金属属的细小小孔道 。孔隙隙大小影影响镀层层的防护护能力。测测定孔隙隙的方法法有贴滤滤法涂膏法法浸渍法法等。1. 贴滤纸法将浸有有测试溶溶液的润润湿纸贴贴于经预预处理的的被测试试闰上滤纸上上的试液液渗入孔孔隙中与与中间镀镀层或基基体金属属作用生成具具有物征征颜色的的斑点在在滤纸上上显示。然然后以滤滤纸上有有色斑色色的多少少来评定定镀层孔孔隙率。2. 涂膏法将将含有相相应试液液的膏状状物涂覆覆于被测测试样上上通过泥泥膏中的的试液渗渗入镀层层孔隙与与基体金金属或中中间镀层层作用生成具具有特征征颜色的的斑点要据此此斑点来来评定镀镀层的孔孔隙率。3. 浸渍法将将试样浸浸于相应应试液中中通过试试液渗入入镀层孔孔隙与基基体金属属或中间间镀层作作用在镀层层表面产产生有色色斑点然后检检查镀层层表面有有色斑点点多少来来评定镀镀层的孔孔隙率。本本法适用用于检验验钢铁铜或铜铜合金和和铝合金金基体表表面的阴阴极性镀镀层的孔孔隙率。第五节 镀层显显微硬度度的测定定一、 硬度是镀层层的重要要机械性性能之一一。镀层层的硬度度决定于于镀层金金属的结结晶组织织。为了了消除基基体材对对镀层的的影响和和镀层厚厚度对压压痕尺寸寸了限制制一般用用显微硬硬度法。即即采用显显微硬度度计上特特制的金金刚石压压头在一定定静负荷荷的作用用下压入试试样的镀镀层表面面或剖面面获得相相应正方方角锥体体压痕。然然后用硬硬度上测测微目镜镜将压痕痕放大一一定倍率率测量其其对压痕痕对角线线长度。第六节 镀层内内应力的的测试二、 镀层内应力力是指在在没有外外在载荷荷的情况况下镀层内内部所具具有