动力机械制造与维修课件

(第第7章章 电镀工艺电镀工艺)1谢谢观赏2019-5-21动力机械制造与维修动力机械制造与维修xx(第第7章章 电镀工艺电镀工艺)1谢谢观赏谢谢观赏201第七章第七章电镀工艺电镀工艺Electroplate Technology-概述概述1 1 电镀的特点电镀的特点l电镀一般在电镀一般在100100以下，不会破坏零件的原来的热处理状态，不会以下，不会破坏零件的原来的热处理状态，不会使零件产生热应力和变形等；使零件产生热应力和变形等；l镀层与零件基体镀层与零件基体结合强度高结合强度高；l镀层镀层质量和厚度比较容易控制质量和厚度比较容易控制；l电镀可电镀可改善零件表面物理机械性能改善零件表面物理机械性能，如耐磨性，抗腐蚀性，光亮，如耐磨性，抗腐蚀性，光亮，硬度等；硬度等；l增大零件的几何尺寸（增大零件的几何尺寸（恢复配合性质恢复配合性质）；）；l设备复杂、成本高、生产力较低设备复杂、成本高、生产力较低；l对对工人技术条件要求高，污染大，对人体有一定的害处工人技术条件要求高，污染大，对人体有一定的害处等。等。2谢谢观赏2019-5-21第七章电镀工艺第七章电镀工艺Electroplate Technolog2 2 电镀基本原理电镀基本原理l阴极阴极 被镀零件。被镀零件。l阳极阳极 通常为被镀金属。通常为被镀金属。l镀槽镀槽 不溶解的金属或非金属。不溶解的金属或非金属。如铅、铅锑合金、塑料等。如铅、铅锑合金、塑料等。4.4.电解液电解液 通常为通常为被镀金属离子被镀金属离子 的盐溶液。的盐溶液。3 3 金属镀层的分类金属镀层的分类l耐磨镀层：耐磨镀层：借镀层的硬度以增加抗磨损能力。如镀借镀层的硬度以增加抗磨损能力。如镀硬铬，松孔镀铬、镀铁等。硬铬，松孔镀铬、镀铁等。l修复性镀层：修复性镀层：恢复磨损零件的原始尺寸，如镀铬，镀恢复磨损零件的原始尺寸，如镀铬，镀铁等。铁等。图图 电解原理示意图电解原理示意图3谢谢观赏2019-5-212 电镀基本原理图电镀基本原理图 电解原理示意图电解原理示意图3谢谢观赏谢谢观赏2019-5-镀铬（镀铬（Chromiumplating）1 镀铬的简单原理镀铬的简单原理 1.电极及电解液电极及电解液 1)阴极阴极 被镀零件。被镀零件。2)阳极阳极 铅锑合金。铅锑合金。3)镀槽镀槽 铅锑合金或塑料（聚氯乙烯）。铅锑合金或塑料（聚氯乙烯）。4)电解液电解液 rO3+H2SO4+H2O rO3+H2O H2CrO4 2 H2CrO4=H2CrO7+H2O 2.电化学反应电化学反应 1)阴极：阴极：Cr6+6e Cr Cr6+3e Cr3+Cr3+e Cr2+Cr2+2e Cr 2H+2e H2 2)阳极：阳极：Cr3+3e Cr6+4OH-4e 2H2O+O24谢谢观赏2019-5-21-镀铬（镀铬（Chromiumplating）4谢谢观赏谢谢观赏2 2 镀铬的特点、铬镀层的性质及其应用镀铬的特点、铬镀层的性质及其应用 1.特点：特点：1)镀铬电解液的镀铬电解液的主要成分主要成分不是金属铬盐，而是铬酸。因此，电流不是金属铬盐，而是铬酸。因此，电流效率极低，效率极低，-16%。2)镀铬所用的阳极不是金属铬，而是不溶解的镀铬所用的阳极不是金属铬，而是不溶解的铅或铅铅或铅-锑合金锑合金。3)镀铬镀铬电流密度高电流密度高。镀铬电流密度。镀铬电流密度Dk=35-70 A/cm2,而镀铁电而镀铁电流密度流密度Dk=20-30 A/cm2,酸性镀铜电流密度酸性镀铜电流密度Dk=2-4 A/cm2，碱性镀铜，碱性镀铜电流密度电流密度Dk=0.50.75 A/cm2。4)镀铬过程的镀铬过程的槽电压较高槽电压较高,V=12V，一般只需，一般只需V=6V。5)镀铬电解液镀铬电解液分散能力极低分散能力极低，对形状较复杂的零件，必须采用象，对形状较复杂的零件，必须采用象形阳极。形阳极。5谢谢观赏2019-5-212 镀铬的特点、铬镀层的性质及其应用镀铬的特点、铬镀层的性质及其应用5谢谢观赏谢谢观赏2019-5-.镀铬层的性质：镀铬层的性质：1)1)镀铬层硬度高，镀铬层硬度高，维氏硬度可达维氏硬度可达v600-1400v600-1400左右左右,相当于洛氏相当于洛氏HRC55HRC557070以上。以上。2)2)耐磨性好。耐磨性好。铬镀层硬度高，摩擦系数小，耐热及耐腐蚀性能铬镀层硬度高，摩擦系数小，耐热及耐腐蚀性能好。好。耐磨性好。可提高零件使用寿命耐磨性好。可提高零件使用寿命3 3倍以上。倍以上。摩擦系数摩擦系数：钢钢-钢钢 =0.2=0.2 铬铬-巴氏合金巴氏合金 =0.085=0.085 铬铬-铸铁铸铁 =0.06-0.08 =0.06-0.08 铸铁铸铁-铸铁铸铁 =0.09-0.10=0.09-0.10 铬铬-铬铬 =0.12=0.12 3)3)亲油性差。亲油性差。6谢谢观赏2019-5-21 .镀铬层的性质：镀铬层的性质：6谢谢观赏谢谢观赏2019-5-21 3.3.镀铬在修造船中的应用：镀铬在修造船中的应用：1)1)防护防护-装饰性镀铬装饰性镀铬 一用铜锡合金作底层一用铜锡合金作底层+Cr+Cr。2)2)耐磨镀铬耐磨镀铬 (1)(1)镀硬铬镀硬铬：是硬度高而又耐磨的光泽铬镀层。用于：是硬度高而又耐磨的光泽铬镀层。用于润滑条件好、负荷不大的零件。如曲轴轴颈。润滑条件好、负荷不大的零件。如曲轴轴颈。(1)(1)松孔镀铬松孔镀铬：松孔镀铬是：松孔镀铬是耐磨镀铬的特殊形式耐磨镀铬的特殊形式，它，它的表面经过松孔处理而形成许多的表面经过松孔处理而形成许多网状或点状的沟纹网状或点状的沟纹。沟纹。沟纹便于贮油。用于便于贮油。用于润滑条件差、负荷大润滑条件差、负荷大的零件。如缸套、活的零件。如缸套、活塞环、活塞销、十字头销等。塞环、活塞销、十字头销等。7谢谢观赏2019-5-21 3.镀铬在修造船中的应用：镀铬在修造船中的应用：7谢谢观赏谢谢观赏2019-5-3镀铬电解液的配制镀铬电解液的配制 1.镀铬电解液的成分镀铬电解液的成分 CrO3+H2SO4+H2O 2.硫酸和三价铬离子的含量硫酸和三价铬离子的含量一般一般 CrO3:H2SO4 =100:1,Cr3的含量控制在的含量控制在/l 3.镀铬电解液的种类镀铬电解液的种类 1)低浓度：低浓度：CrO3150 g H2SO4 1.5 g/l 2)中等浓度：中等浓度：CrO3250 g/l H2SO4 2.5 g/l 3)高浓度：高浓度：CrO3350 g/l H2SO4 3.5 g/l 低浓度电鲜液低浓度电鲜液：分散能力：分散能力，电流效率较高，镀层硬度高，主要用于耐磨，电流效率较高，镀层硬度高，主要用于耐磨镀铬。镀铬。高浓度电鲜液高浓度电鲜液：分散能力：分散能力，电流效率较低，电流效率较低，工作稳定性好，覆盖能力，工作稳定性好，覆盖能力，用于装饰镀铬。，用于装饰镀铬。中等浓度电鲜液中等浓度电鲜液：性能介于两者之间，用于耐磨镀铬和装饰镀铬。称为：性能介于两者之间，用于耐磨镀铬和装饰镀铬。称为万能电液。万能电液。在船机修造中广泛应用。在船机修造中广泛应用。8谢谢观赏2019-5-213镀铬电解液的配制镀铬电解液的配制8谢谢观赏谢谢观赏2019-5-214 4 镀铬工艺镀铬工艺 镀铬工艺过程可分为镀铬工艺过程可分为镀前准备、镀铬镀前准备、镀铬和和镀后加工镀后加工三个阶段。三个阶段。1.1.镀前准备工作镀前准备工作 1)1)镀前的机械加工镀前的机械加工 目的是使镀件表面具有正确的几何形状，粗糙度目的是使镀件表面具有正确的几何形状，粗糙度Ra3.2Ra3.2以上，对以上，对镀后不再进行加工的零件，要求粗糙度低于原图纸的粗糙度镀后不再进行加工的零件，要求粗糙度低于原图纸的粗糙度1-21-2级。级。表面不得有砂眼、裂纹、夹渣等缺陷。一般采用磨削及抛光。表面不得有砂眼、裂纹、夹渣等缺陷。一般采用磨削及抛光。2)2)清洗除油清洗除油 用有机溶剂用有机溶剂-汽油、丙酮洗清除油后，再用四氯化碳，碳酸钙粉汽油、丙酮洗清除油后，再用四氯化碳，碳酸钙粉末脱脂。末脱脂。3)3)绝缘与封孔绝缘与封孔 浸入电解液的不镀部分和挂具应用绝缘材料包扎起来。如用聚氯浸入电解液的不镀部分和挂具应用绝缘材料包扎起来。如用聚氯乙烯薄膜等乙烯薄膜等;油孔、键槽用铅块堵住、敲平。油孔、键槽用铅块堵住、敲平。9谢谢观赏2019-5-214 镀铬工艺镀铬工艺9谢谢观赏谢谢观赏2019-5-21l4)4)装挂具并配阳极装挂具并配阳极 (1)(1)挂具要有足够的导电挂具要有足够的导电面积，与零件有良好的接面积，与零件有良好的接触面积，以便足够的电流触面积，以便足够的电流通过。通过。D Dk k达达50 A/dm50 A/dm2 2。(2)(2)阳极的形状与被镀零阳极的形状与被镀零件相似（件相似（象形阳极象形阳极），阳），阳极与阴极之间的距离一般极与阴极之间的距离一般为为25-50mm25-50mm。图图 气缸套镀铬挂具图气缸套镀铬挂具图1-气缸套极心铜管；气缸套极心铜管；2-绝缘物；绝缘物；3-撑铁；撑铁；4-铁板；铁板；5-气缸套；气缸套；6-铅锑合金阳极；铅锑合金阳极；7-定位器；定位器；8-绝缘物绝缘物10谢谢观赏2019-5-214)装挂具并配阳极图装挂具并配阳极图 气缸套镀铬挂具图气缸套镀铬挂具图10谢谢观赏谢谢观赏2019 5)5)入槽前酸洗除油入槽前酸洗除油 入槽前除油是保证镀铬质量的关键。零件镀铬的缺陷多半是由于这道工入槽前除油是保证镀铬质量的关键。零件镀铬的缺陷多半是由于这道工序未做好。一般用序未做好。一般用H2SO4或或HCl溶液洗刷，清除氧化膜。用水冲洗，再用溶液洗刷，清除氧化膜。用水冲洗，再用40-60的的Na2CO3饱和溶液去除残留酸液。饱和溶液去除残留酸液。6)预热及阳极浸蚀预热及阳极浸蚀 1)预热：预热：零件入槽后，先预热零件入槽后，先预热515min。2)阳极浸蚀：阳极浸蚀：阳极浸蚀的目的是使零件表面进一步裸露金属组织。所谓阳极阳极浸蚀的目的是使零件表面进一步裸露金属组织。所谓阳极浸蚀即是浸蚀即是零件接阳极零件接阳极，铅板接阴极铅板接阴极进行反镀，电流密度约为正镀的一半。进行反镀，电流密度约为正镀的一半。(1)钢件浸蚀时间为钢件浸蚀时间为0.5-1 min。(2)铸铁零件浸蚀时间为铸铁零件浸蚀时间为5-10 s（或不浸蚀）。（或不浸蚀）。(3)不锈钢、高合金钢零件浸蚀时间为不锈钢、高合金钢零件浸蚀时间为2 min。阳极浸蚀后立即反镀，一般先采用阳极浸蚀后立即反镀，一般先采用75 A/dm2的大电流冲击的大电流冲击60-90 s后，恢后，恢复正常电流密度。复正常电流密度。11谢谢观赏2019-5-21 5)入槽前酸洗除油入槽前酸洗除油11谢谢观赏谢谢观赏2019-5-212.2.镀铬镀铬1)1)镀铬的电解规范镀铬的电解规范:指指电解液的电解液的成分、浓度、成分、浓度、温度温度和和电流密度电流密度等。等。铬镀层的性质与电解铬镀层的性质与电解液的电解规范有密切的液的电解规范有密切的关系。右图为在中等浓关系。右图为在中等浓度电解液中，在电解液度电解液中，在电解液成分不变时，改变成分不变时，改变电解电解液的温度液的温度t t和和电流密度电流密度k k可得三种不同的铬可得三种不同的铬镀层。镀层。图图7-3 中等浓度电解液中获得各种中等浓度电解液中获得各种铬镀层的区域范围铬镀层的区域范围-光泽铬（硬铬）；光泽铬（硬铬）；-乳白铬；乳白铬；-灰暗铬灰暗铬t/k12谢谢观赏2019-5-212.镀铬图镀铬图7-3 中等浓度电解液中获得各种铬镀层的区域范中等浓度电解液中获得各种铬镀层的区域范 (1)(1)乳白铬（乳白铬（区）：区）：温度高温度高t=65以上，电流密度以上，电流密度k范围广。乳白铬层硬度低范围广。乳白铬层硬度低HV=500-600，韧性好、裂纹少、装饰铬。，韧性好、裂纹少、装饰铬。(2)光泽铬（光泽铬（区）：区）：温度高温度高t=40-65，电流密度，电流密度k范围广。光泽铬层硬度低范围广。光泽铬层硬度低HV=900，与基体结合强度高、裂纹较少、光亮、耐磨镀铬。，与基体结合强度高、裂纹较少、光亮、耐磨镀铬。(3)灰暗铬（灰暗铬（区）：区）：t=35-40，k任意，硬度高，任意，硬度高，HV=1200，脆性大、裂纹，脆性大、裂纹多，镀量具、刃具。多，镀量具、刃具。当当k很低，约为很低，约为4-5A/dm2时，不沉积铬。时，不沉积铬。在镀铬过程中，对电解规范必须严格控制，特别是温度，不得超在镀铬过程中，对电解规范必须严格控制，特别是温度，不得超过过1-2，否则不能得到良好的铬镀层。，否则不能得到良好的铬镀层。13谢谢观赏2019-5-21 (1)乳白铬（乳白铬（区）：区）：13谢谢观赏谢谢观赏2019-5-21 2)2)镀硬铬的电解规范镀硬铬的电解规范 硬铬是指硬铬是指硬度高而又耐磨硬度高而又耐磨的的光泽铬镀层光泽铬镀层，区内镀出的铬层。区内镀出的铬层。CrO3：230-250g/l H2SO4：2.3-2.5g/l Dk：35-50A/dm2 T:55-63 3)3)松孔镀铬的电解规范松孔镀铬的电解规范 松孔镀铬是它的表面经过松孔处理而形成许多点状或网状的沟纹，松孔镀铬是它的表面经过松孔处理而形成许多点状或网状的沟纹，可储存润滑油。可储存润滑油。松孔镀铬层的耐磨性好坏取决于网纹的松孔镀铬层的耐磨性好坏取决于网纹的密度、宽度密度、宽度和和深度深度。宽度、。宽度、深度太小，分布稀，则达不到改善润滑条件的目的，太密、太宽，承压深度太小，分布稀，则达不到改善润滑条件的目的，太密、太宽，承压面积小，导热性差，工作条件恶劣。一般宽度面积小，导热性差，工作条件恶劣。一般宽度不小于不小于0.06mm，深度为，深度为0.040.09mm,孔隙率为孔隙率为25%35%。所谓孔隙率是指以镀络层表面网。所谓孔隙率是指以镀络层表面网纹或点状孔隙所占的面积与镀络层总面积之比来表示。纹或点状孔隙所占的面积与镀络层总面积之比来表示。14谢谢观赏2019-5-21 2)镀硬铬的电解规范镀硬铬的电解规范14谢谢观赏谢谢观赏2019-5-21松孔镀铬的电解规范：松孔镀铬的电解规范：电解液的浓度：电解液的浓度：中等浓度或低浓度中等浓度或低浓度CrOCrO3 3与与H H2 2SOSO4 4配比配比:100:0.85:100:0.850.90.9或或100:1100:1电解液的温度电解液的温度t t:气缸套为气缸套为61616363 活塞环为活塞环为58586060电流密度电流密度k:气缸套为气缸套为303050 A/dm50 A/dm2 2 活塞环为活塞环为40-70 A/dm40-70 A/dm2 2图图 松孔铬镀层松孔铬镀层a)大沟纹网铬层；大沟纹网铬层；b)中等沟纹网铬层中等沟纹网铬层c)小沟纹网铬层小沟纹网铬层15谢谢观赏2019-5-21松孔镀铬的电解规范：图松孔镀铬的电解规范：图 松孔铬镀层松孔铬镀层15谢谢观赏谢谢观赏2019-4 4）松孔镀铬层的形成方法）松孔镀铬层的形成方法 (1)(1)机械松孔：机械松孔：用专用工具在镀前将零件用专用工具在镀前将零件表面滚压表面滚压或铣削出许多有规则的或铣削出许多有规则的凹坑或凹坑或小孔小孔，再镀铬。这时镀铬层表面是原来零件表面外形的复制，保留原，再镀铬。这时镀铬层表面是原来零件表面外形的复制，保留原加工痕迹。加工痕迹。(2)(2)电化学松孔：电化学松孔：网膜电化学松孔：网膜电化学松孔：是利用铝合金或硬质塑料制成衬套，衬套上是利用铝合金或硬质塑料制成衬套，衬套上打好需要的各种形状的小孔，然后将衬套罩在己镀好铬层上，放回镀打好需要的各种形状的小孔，然后将衬套罩在己镀好铬层上，放回镀槽内，进行槽内，进行阳极浸蚀阳极浸蚀（电流反接）。孔中镀铬层被腐蚀，形成小孔。（电流反接）。孔中镀铬层被腐蚀，形成小孔。内应力电化学松孔：内应力电化学松孔：就是对己镀好的并且有就是对己镀好的并且有细小裂纹细小裂纹的铬镀的铬镀层，再进行层，再进行阳极阳极浸蚀，使己形成的细小裂纹逐步扩大和加深，而呈现浸蚀，使己形成的细小裂纹逐步扩大和加深，而呈现网状或点状的松孔镀铬层。网状或点状的松孔镀铬层。16谢谢观赏2019-5-21 4）松孔镀铬层的形成方法）松孔镀铬层的形成方法16谢谢观赏谢谢观赏2019-5-2 镀铬层产生裂纹的原因：镀铬层产生裂纹的原因：是电镀过程中有是电镀过程中有内应力内应力（拉应力）产生。（拉应力）产生。内（拉）应力产生的原因：内（拉）应力产生的原因：a.a.晶体有晶格的转变：晶体有晶格的转变：沉积铬开始无一定结晶形状，而是以金沉积铬开始无一定结晶形状，而是以金属原子堆的状态析出，当原子堆增厚到一定厚度时，才有结晶形属原子堆的状态析出，当原子堆增厚到一定厚度时，才有结晶形成。随着晶体的长大，不稳定的成。随着晶体的长大，不稳定的六方晶格将转变为稳定的体心立六方晶格将转变为稳定的体心立方晶格方晶格，而体心立方晶格的比容又比六方晶格小。因此，镀层的而体心立方晶格的比容又比六方晶格小。因此，镀层的体积随之缩小。结果镀层中便产生了内应力（拉应力）。体积随之缩小。结果镀层中便产生了内应力（拉应力）。lb.b.氢气渗入晶格氢气渗入晶格，组成固溶体，挤歪晶格，增加了内（拉）应力。，组成固溶体，挤歪晶格，增加了内（拉）应力。随着镀层增厚，晶格之间内应力继续增加，使晶格扭曲，镀层破随着镀层增厚，晶格之间内应力继续增加，使晶格扭曲，镀层破裂，形成裂纹。裂，形成裂纹。l 随着温度的升高，仅有立方晶格的铬晶体产生，没有组织的随着温度的升高，仅有立方晶格的铬晶体产生，没有组织的变化，因而无裂纹产生。一般在变化，因而无裂纹产生。一般在7575以上，几乎没有裂纹产生以上，几乎没有裂纹产生。17谢谢观赏2019-5-21 镀铬层产生裂纹的原因：是电镀过程中有内应力（拉应力）产生。镀铬层产生裂纹的原因：是电镀过程中有内应力（拉应力）产生。图图 铬镀层有裂纹网的界限铬镀层有裂纹网的界限 (3)(3)周期换向松孔镀铬：周期换向松孔镀铬：l它的原理是在整个松孔镀铬工艺它的原理是在整个松孔镀铬工艺过程中，每镀过程中，每镀15 min(开始镀开始镀30min)，进行，进行36s的阳极处理（阳的阳极处理（阳极化）后，再重新换成阴极极化）后，再重新换成阴极.由于由于改变极性，中断电流改变极性，中断电流,使铬晶粒停使铬晶粒停止增大止增大,同时零件上的微小镀瘤较同时零件上的微小镀瘤较其它平滑铬层处溶解得快其它平滑铬层处溶解得快,零件变零件变成阴极后重新形成新的结晶核心成阴极后重新形成新的结晶核心.因此因此,镀层结晶细致镀层结晶细致,镀瘤变得非镀瘤变得非常细小常细小,表面显得光滑表面显得光滑,再进行阳再进行阳极浸蚀松孔处理极浸蚀松孔处理(6 min)后可以不后可以不再进行机械加工。再进行机械加工。l周期换向松孔镀铬工艺应用于周期换向松孔镀铬工艺应用于活活塞环松孔镀铬塞环松孔镀铬。18谢谢观赏2019-5-21图图 铬镀层有裂纹网的界限铬镀层有裂纹网的界限 (3)周期换向松孔镀铬：周期换向松孔镀铬：3.3.镀后表面处理及加工：镀后表面处理及加工：1)1)热处理：热处理：目的为去氢、消除内应力。油煮或在目的为去氢、消除内应力。油煮或在烘箱中加热烘箱中加热180180200200，保温，保温2 23h3h123图图 松孔镀铬层断面示意图松孔镀铬层断面示意图1 1沟纹；沟纹；2 2疏松层；疏松层；3 3边缘凸起边缘凸起l2)2)机械加工：机械加工：磨削。磨削。19谢谢观赏2019-5-21 3.镀后表面处理及加工：镀后表面处理及加工：123图图 松孔镀铬层断面示松孔镀铬层断面示5 5 镀铬安全拔术镀铬安全拔术 1.1.镀铬时有大量的气体逸出，会从槽中带出铬镀铬时有大量的气体逸出，会从槽中带出铬酸的雾团。铬酸毒性大，必须有酸的雾团。铬酸毒性大，必须有抽风装置抽风装置,车车间通风良好。间通风良好。2.2.铬酸、硫酸、苛性钠等铬酸、硫酸、苛性钠等对皮肤有伤害对皮肤有伤害，应十，应十分注意，溅到身上后，应立刻洗掉。分注意，溅到身上后，应立刻洗掉。3.3.不能遇明火不能遇明火，和和混合后，点火会爆混合后，点火会爆炸。炸。20谢谢观赏2019-5-215 镀铬安全拔术镀铬安全拔术20谢谢观赏谢谢观赏2019-5-21-镀铁镀铁(Iron-plating)1 镀铁原理镀铁原理 1电极及电解液电极及电解液 1)阳极阳极 低碳钢板低碳钢板 2)阴极阴极 零件零件 3)电解液电解液 FeCl24H2O+HCl+H2O 2电化学反应电化学反应 1)阳极反应：阳极反应：Fe-2e Fe2+4OH-4e 2H2O+O2 2)阴极反应：阴极反应：Fe2+2e Fe 2H2+2e H221谢谢观赏2019-5-21-镀铁镀铁(Iron-plating)21谢谢观赏谢谢观赏202 镀铁的特点镀铁的特点 1.结合强度高结合强度高:剪切强度一般为剪切强度一般为160MPa以上，最高可达以上，最高可达320MPa。2.镀层晶粒细，硬度高：晶粒为亚结构组织也有称为超细晶组织。镀层晶粒细，硬度高：晶粒为亚结构组织也有称为超细晶组织。硬度一般可达硬度一般可达HRC5658，最高可达，最高可达HRC62,3.沉积速度快，镀厚能力强：沉积速度快，镀厚能力强：Fe:0.4-0.7mm/h，Cr:0.04-0.06mm/h。4.镀层厚度镀层厚度:Fe:2mm以上以上;Cr:1mm以下以下。5.电流效率高电流效率高:Fe:90%以上；以上；Cr:816%。6.原料广、成本低、污染少。原料广、成本低、污染少。22谢谢观赏2019-5-212 镀铁的特点镀铁的特点22谢谢观赏谢谢观赏2019-5-213 3 镀铁工艺镀铁工艺 1.镀前准备镀前准备:清洗、酸洗及活化等。清洗、酸洗及活化等。2.镀铁镀铁 1)不对称交流电起镀不对称交流电起镀目的目的:使底层内应力小，硬度低，结合强度高，一般有效电流密使底层内应力小，硬度低，结合强度高，一般有效电流密度为度为2-4A/dm2，1-3min，不对称比，不对称比=D正正/D负负=1.3，(D有效有效=D正正-D负负)。2)不对称交流电过渡镀不对称交流电过渡镀 起镀后，均匀改变起镀后，均匀改变，在，在45 min内内从从1.3改变为改变为8，保持，保持5-10 min。使应力与硬度均匀增加，防止中间脱层。使应力与硬度均匀增加，防止中间脱层。3)直流镀直流镀 过渡镀后，在不断电的情况下，把交流电转换成直流电。过渡镀后，在不断电的情况下，把交流电转换成直流电。3-5 min内内调整到要求的电流密度。调整到要求的电流密度。23谢谢观赏2019-5-213 镀铁工艺镀铁工艺23谢谢观赏谢谢观赏2019-5-21 3.镀后处理镀后处理 1)碱钝化：碱钝化：镀后的工件立即用清水冲洗干净。在镀后的工件立即用清水冲洗干净。在10%20%的苛的苛性钠溶液中停留性钠溶液中停留1530 min。用水冲洗干净。生成一层。用水冲洗干净。生成一层碱性钝化膜，防止生锈，保持光滑。碱性钝化膜，防止生锈，保持光滑。2)热处理：热处理：去氢，消除内应力。与镀铬相同。去氢，消除内应力。与镀铬相同。3)机械加工：机械加工：磨削。磨削。24谢谢观赏2019-5-21 3.镀后处理镀后处理24谢谢观赏谢谢观赏2019-5-217-4电刷镀镀加工电刷镀镀加工(涂镀、刷镀、无槽电镀涂镀、刷镀、无槽电镀(Electrochemical Plating(ECP)1 涂镀加工原理、特点及应用范围涂镀加工原理、特点及应用范围 1.1.原理：原理：l工件接工件接负极负极、镀笔接、镀笔接正极正极，l镀液中的金属正离子在电场作镀液中的金属正离子在电场作用下在阴极表面获得电子而沉用下在阴极表面获得电子而沉积涂镀在阴极表面，满足工件积涂镀在阴极表面，满足工件尺寸和表面性能的要求。尺寸和表面性能的要求。l厚度可达到厚度可达到0.001-0.5mm)0.001-0.5mm)图涂镀加工原理图涂镀加工原理1-盛液盘；盛液盘；2-电解液；电解液；3-零件零件4-输液管；输液管；5-阳极及抱套；阳极及抱套；6-镀笔；镀笔；7-稳压电源稳压电源25谢谢观赏2019-5-217-4电刷镀镀加工电刷镀镀加工(涂镀、刷镀、无槽电镀涂镀、刷镀、无槽电镀 1.原理原理 2.2.特点：特点：1)1)设备简单、施工方便、特别设备简单、施工方便、特别适合于现场施工适合于现场施工。2)2)涂镀层种类多，可实现复合镀层以满足表面性能的要求。涂镀层种类多，可实现复合镀层以满足表面性能的要求。如，如，硬度硬度(HRC40-50)(HRC40-50)，耐磨性，耐腐性，耐磨性，耐腐性等。等。3)3)镀层与基体的结合力高镀层与基体的结合力高(高于槽镀的结合强度高于槽镀的结合强度)，生产效率高，生产效率高(比常规电沉积高比常规电沉积高5-505-50倍倍)，镀层厚度的可控性强。，镀层厚度的可控性强。4)4)生产效率低，劳动强度较大生产效率低，劳动强度较大。3.3.应用范围应用范围 1)1)恢复零件的尺寸和几何形状恢复零件的尺寸和几何形状。2)2)填补零件填补零件表面上的划伤、凹坑、斑蚀、孔洞等缺陷。表面上的划伤、凹坑、斑蚀、孔洞等缺陷。3)3)改善表面性能改善表面性能：如大型、复杂、单个小批工件的表面局部镀：如大型、复杂、单个小批工件的表面局部镀镍、铜、锌、镉、钨、金、银等防腐层、耐磨层等。镍、铜、锌、镉、钨、金、银等防腐层、耐磨层等。26谢谢观赏2019-5-21 2.特点：特点：26谢谢观赏谢谢观赏2019-5-212 2 电刷镀的基本设备电刷镀的基本设备 1.1.电源：电源：电压在电压在3-30V3-30V无级可调，电流自无级可调，电流自25-500A25-500A。要求：要求：1)1)附有附有安培小时计安培小时计，用以控制消耗电量来控制镀层厚度。，用以控制消耗电量来控制镀层厚度。2)2)输出直流应能很方便地输出直流应能很方便地改变极性改变极性，以便进行反接电解处理。，以便进行反接电解处理。3)3)应有应有短路快速切断保护和过载保护功能短路快速切断保护和过载保护功能。2.2.刷镀笔：刷镀笔：由由导电手柄、阳极及包套导电手柄、阳极及包套组成。组成。阳极采用不溶性石墨块阳极采用不溶性石墨块(铂铂-铱合金铱合金)+)+脱脂棉脱脂棉+涤棉套组成。对于窄缝、小孔、涤棉套组成。对于窄缝、小孔、深孔等表面的涂镀，需采用钝性铂等作为阳极。深孔等表面的涂镀，需采用钝性铂等作为阳极。3.3.刷镀液：刷镀液：刷镀液由刷镀液由金属络合物水溶液及少量添加剂成份金属络合物水溶液及少量添加剂成份组成。其金属离子组成。其金属离子量比一般电沉积高量比一般电沉积高5-255-25倍，它包括电净液、活化液、镀底层溶液和工作层溶液，倍，它包括电净液、活化液、镀底层溶液和工作层溶液，可根据所镀金属和用途不同而选用。可根据所镀金属和用途不同而选用。4.4.回转台：回转台：用于刷镀回转体的工作表面，可用旧车床改装，需增加电刷等导用于刷镀回转体的工作表面，可用旧车床改装，需增加电刷等导向机构。向机构。27谢谢观赏2019-5-212 电刷镀的基本设备电刷镀的基本设备27谢谢观赏谢谢观赏2019-5-213 3 电刷镀加工的工艺过程及要点电刷镀加工的工艺过程及要点工艺过程包括：表面预加工工艺过程包括：表面预加工-除油、除锈除油、除锈-电净电净-活化处理活化处理-镀底层镀底层-镀工作层和镀后防锈处理等。镀工作层和镀后防锈处理等。1.1.镀前准备镀前准备 1)1)表面预加工表面预加工：除掉毛刺、不平度、疲劳层等使：除掉毛刺、不平度、疲劳层等使Ra2.5mRa2.5m 2)2)清洗除油、除锈清洗除油、除锈：采用砂布打磨除锈，用汽油、丙酮等除油。：采用砂布打磨除锈，用汽油、丙酮等除油。3)3)电净处理电净处理：目的是进一步除去微观上的油污。：目的是进一步除去微观上的油污。对于有色金属和易氢的超高强度钢，电净时工件接正极，使表面阳对于有色金属和易氢的超高强度钢，电净时工件接正极，使表面阳极溶解；对于钢、铁等材料，电净时工件阴极上产生氢气泡，使表面的极溶解；对于钢、铁等材料，电净时工件阴极上产生氢气泡，使表面的油污去除，脱落。油污去除，脱落。4)4)活化处理：活化处理：去除工件表面的氧化膜、钝化膜或析出的碳元素，微去除工件表面的氧化膜、钝化膜或析出的碳元素，微粒黑膜，活化后用水冲洗。采用粒黑膜，活化后用水冲洗。采用1 1号液时，工件可接阳极或阴极；采用号液时，工件可接阳极或阴极；采用2 2号、号、3 3号液时，工件接阳极，活化后用水冲洗。号液时，工件接阳极，活化后用水冲洗。28谢谢观赏2019-5-213 电刷镀加工的工艺过程及要点电刷镀加工的工艺过程及要点28谢谢观赏谢谢观赏2019-5-21 2.2.涂镀涂镀 1 1）刷镀底层：）刷镀底层：需先用特殊镍、碱铜或低氢脆镉液预镀一薄层底层，需先用特殊镍、碱铜或低氢脆镉液预镀一薄层底层，厚度为厚度为0.001-0.002mm0.001-0.002mm，以提高以提高结合强度结合强度，对于不同的材料工件可选，对于不同的材料工件可选用不同的涂镀底层。用不同的涂镀底层。(1)(1)特殊镍底层：特殊镍底层：适用于不锈钢、铬及镍材料和高熔点金属等。适用于不锈钢、铬及镍材料和高熔点金属等。(2)(2)碱铜底层：碱铜底层：适用于难镀的金属如铝、锌或铸铁等。适用于难镀的金属如铝、锌或铸铁等。(3)(3)低氢脆性镉：低氢脆性镉：适用于对氢特别敏感的超高强度钢。适用于对氢特别敏感的超高强度钢。2)2)镀尺寸镀层和工作镀层镀尺寸镀层和工作镀层 单一镀层不能超过单一镀层不能超过0.03-0.05mm0.03-0.05mm的安全厚度的安全厚度，快速镍和高速铜不能超，快速镍和高速铜不能超过过0.3-0.5mm0.3-0.5mm，若待镀工件的磨损量大，则需先刷镀，若待镀工件的磨损量大，则需先刷镀“尺寸镀层尺寸镀层”来增加来增加尺尺寸，或用不同镀层交替，迭加，最后镀工作镀层。寸，或用不同镀层交替，迭加，最后镀工作镀层。镀后清洗及防锈：冲洗后用压缩空气吹干或用理发吹风吹干，并涂以镀后清洗及防锈：冲洗后用压缩空气吹干或用理发吹风吹干，并涂以防锈油或防锈液。防锈油或防锈液。29谢谢观赏2019-5-21 2.涂镀涂镀29谢谢观赏谢谢观赏2019-5-214 4电刷镀技术的应用范围电刷镀技术的应用范围 1.恢复磨损零件恢复磨损零件的尺寸精度与几何精度的尺寸精度与几何精度 2.填补零件表面填补零件表面的划伤沟槽、压坑：如机床导轨、压缩机的缸体、活塞、的划伤沟槽、压坑：如机床导轨、压缩机的缸体、活塞、液压的油缸及柱塞等。液压的油缸及柱塞等。3.补救加工超差产品补救加工超差产品。4.强化零件表面强化零件表面：如在模具型腔表面刷镀：如在模具型腔表面刷镀0.01-0.02mm的非晶态镀层，的非晶态镀层，可以使寿命延长可以使寿命延长20%-100%。5.提高零件表面导电性提高零件表面导电性：在电解槽汇流铜排接头部位镀银，可减少电阻，：在电解槽汇流铜排接头部位镀银，可减少电阻，降低温升，在大型计算机的电路接点处电刷镀金处理，能降低接触电降低温升，在大型计算机的电路接点处电刷镀金处理，能降低接触电阻，防止金属氧化造成的断路。阻，防止金属氧化造成的断路。30谢谢观赏2019-5-214电刷镀技术的应用范围电刷镀技术的应用范围30谢谢观赏谢谢观赏2019-5-21 6.提高零件的耐高温性能提高零件的耐高温性能：Co-Ni-P-Nb非晶态镀层的晶化温度可非晶态镀层的晶化温度可达达320，在，在400500高温下，镀层由非晶态向晶态转变后，同时析高温下，镀层由非晶态向晶态转变后，同时析出第二相组织，由此提高镀层的高温磨损的性能。出第二相组织，由此提高镀层的高温磨损的性能。7.改善零件表面的钎焊性改善零件表面的钎焊性。8.减小零件表面的摩擦系数减小零件表面的摩擦系数：选用铟、锡、铟锡合金及巴氏合金：选用铟、锡、铟锡合金及巴氏合金等镀层，能使摩擦系数下降，镀等镀层，能使摩擦系数下降，镀0.6-0.8m的铟镀层时不仅能降低摩的铟镀层时不仅能降低摩擦系数，并且能防止粘着磨损，加入擦系数，并且能防止粘着磨损，加入MoS2，石墨等微粉，石墨等微粉自润滑。自润滑。9.提高零件表面的防腐性提高零件表面的防腐性：阴极性镀层：金、银、镍、铬等；阴：阴极性镀层：金、银、镍、铬等；阴极性镀层有锌、镉等。极性镀层有锌、镉等。10.装饰零件表面装饰零件表面：金属制品、首饰上镀金、镀银层；仿古刷：金属制品、首饰上镀金、镀银层；仿古刷镀；秦兵马俑上刷镀仿青铜色。镀；秦兵马俑上刷镀仿青铜色。31谢谢观赏2019-5-21 6.提高零件的耐高温性能：提高零件的耐高温性能：Co-Ni-P-Nb非晶态非晶态32谢谢观赏2019-5-2132谢谢观赏谢谢观赏2019-5-21