第四章-电镀工艺(10学时)课件

第四章 电镀工艺1.概述概述(2学时)1.1 镀层金属镀层金属 1.2 电解液 1.3 电镀工艺条件2.常用电镀工艺简介常用电镀工艺简介（4学时）3.特种电镀工艺特种电镀工艺（2学时）1.1 1.1 镀层金属镀层金属单一金属层单一金属层合金镀层合金镀层复合镀层复合镀层锌锌镀镀层层分散强化合金镀层耐蚀镀层减摩镀层耐磨镀层镍合金镀层锌合金镀层铅锡合金镀层铜锌合金镀层铜锡合金镀层镉镉镀镀层层铜铜镀镀层层镍镍镀镀层层铬铬镀镀层层银银镀镀层层锡锡镀镀层层锌锌对钢铁，锌镀层属于典型的阳极性镀层，对基底金属不仅有对钢铁，锌镀层属于典型的阳极性镀层，对基底金属不仅有机械机械保护作用保护作用，而且能起到而且能起到阴极保护作用阴极保护作用。锌镀层广泛用于钢铁零部锌镀层广泛用于钢铁零部件和结构件的防护镀层件和结构件的防护镀层。且成本低廉。镀层且成本低廉。镀层经钝化经钝化处理后处理后可以具可以具有一定的有一定的装饰外观装饰外观和提高提高镀层的镀层的保护性能保护性能。锌是两性金属，既能溶于酸也能溶于碱，故锌镀层主要用于大气环境和中性水溶液。锌镀层主要用于大气环境和中性水溶液。镉镉 镉的化学性质与锌相似，也镉的化学性质与锌相似，也作防护性镀层作防护性镀层。与镀锌层相比，镉镀层氢脆性较小，钎焊性能好，航空航海及电子工业中航空航海及电子工业中的零部件习惯使用镉镀层。但镉蒸汽和可溶性盐剧毒的零部件习惯使用镉镀层。但镉蒸汽和可溶性盐剧毒。在一般大气条件下，防护性能不如锌在一般大气条件下，防护性能不如锌。但但在海洋大气和海洋大气和海水中，镉镀层的防护性能优于锌镀层海水中，镉镀层的防护性能优于锌镀层(在海水中镉的电位比铁负，故对钢铁工件为阳极性镀层)。铜铜 铜是正电性金属，不受非氧化性酸的腐蚀，但会和氧发生反应，铜不单独作为钢铁件的防护镀层铜不单独作为钢铁件的防护镀层。铜质软而韧，铜镀层孔隙少铜质软而韧，铜镀层孔隙少，故常用作钢铁工件防护常用作钢铁工件防护-装饰镀层的底层或中间层装饰镀层的底层或中间层，提高基体与表层或中间层提高基体与表层或中间层的结合力。铜镀层还用作功能镀层，的结合力。铜镀层还用作功能镀层，如：导电镀层（铜具有优良的导电性），减摩镀层（铜质软），防磁镀层（铜无磁性）等。镍镍防护防护-装饰镀层装饰镀层：医疗器械和家庭日用品医疗器械和家庭日用品用镀镍作为防护-装饰镀层。采用多层镀镍工艺，如双层镍。底层或中间层底层或中间层：镍镀层广泛是与铬镀层联合使用是与铬镀层联合使用，作为防护装饰镀层的底层或中间镀层底层或中间镀层，如Cu-Ni-Cr，Ni-Cu-Ni-Cr等。防护镀层防护镀层：镍在碱碱溶液中有优良耐蚀性。银银银是贵金属，在含硫化物的大气中表面易生成硫化银而变黑。价贵难得，故一般不用作防护镀层一般不用作防护镀层。装饰镀层装饰镀层：银具有良好的装饰性能，呈银白色，常用于餐具，工艺品和家庭用具的装饰镀层。功能镀层功能镀层：银的导电性能优良，接触电阻小，电子电器，通讯器材的零部件镀银，可保证良好的导电性导电性和钎焊性钎焊性。锡锡防护镀层防护镀层：锡在食品有机酸中对钢铁属于阳极性镀层阳极性镀层，且锡对人体无毒，故镀锡铁皮用作食品罐头盒食品罐头盒。功能镀层功能镀层：锡有良好的钎焊性能锡有良好的钎焊性能，故需要钎焊的无线电器件和零部件广泛采用锡镀层。-等等。铬铬 装饰性装饰性 铬镀层-镜面光泽的银白色镜面光泽的银白色，非常悦目。温度 不超过500，能长久保持其光泽外观能长久保持其光泽外观。防护性防护性 铬是负电性金属，Cr/Cr3+的标准电位为-0.74 V；但铬具有强烈钝化能力钝化能力，生成稳定致密的钝化膜钝化膜。耐磨性耐磨性 铬镀层硬度高硬度高，其硬度超过淬火钢其硬度超过淬火钢。同时铬镀 层摩擦系数低，利于提高工件表面的耐磨性能。镀镀层层性性能能镀镀层层种种类类l 装饰铬装饰铬(光亮铬光亮铬)用于防护装饰镀层，汽车，自汽车，自 行车，家电，五金行车，家电，五金等产品上。铬层厚度 5umuml 硬铬硬铬(耐磨铬耐磨铬)用于提高工件（如磨具，轴，量规磨具，轴，量规等）表面硬度和耐磨性l 松孔铬松孔铬 使硬铬层含有一定宽度和深度的沟纹，具有保 持润滑油的特性，如活塞环，汽缸套活塞环，汽缸套等。l 乳白铬乳白铬 韧性好，孔隙率低，硬度较大，韧性好，孔隙率低，硬度较大，用于要求耐蚀性 及耐磨性的部件，如量具，枪炮内膛。l 双铬双铬 底层乳白铬，表层硬铬。l 黑铬黑铬 色黑，消光性好，用作太阳能吸收器的表面膜层 （镀镍钢板上镀黑铬，吸收率可达 0.95)镀层金属镀层金属单一金属层合金镀层复合镀层锌镀层分散强化合金镀层耐蚀镀层减摩镀层耐磨镀层镍镍合合金金镀层锌锌合合金金镀层铅铅锡锡合金镀层铜铜锌锌合金镀层铜铜锡锡合金镀层镉镀层铜镀层镍镀层铬镀层银镀层锡镀层铜锡铜锡合金合金低锡青铜低锡青铜(锡 15%以下)性能：性能：低锡青铜镀层结晶细致，孔隙率很低，具有防腐蚀性能。应用：应用：主要用于防护防护-装饰装饰镀铬的底层镀铬的底层，代替镍（降低成本）。高锡青铜高锡青铜(锡超过 40%)性能：外观似银，外观似银，具有良好的反光、钎焊、导电性能，但存在微小裂纹，防护性差。应用应用：代替银作代替银作电器零件接触点和生产反光器械反光器械。铜锌铜锌合金合金防护防护-装饰镀层装饰镀层-铜锌合金(黄铜黄铜)镀层具有金黄色美丽外观，装饰性好，广泛用于家用器皿，建筑物小五金小五金零件，以及黄铜件代用品。功能镀层功能镀层-铜锌合金(黄铜)钢件镀黄铜（0.52.5微米），提高与橡胶的结合力 （如轮胎衬里钢丝）黄铜镀层也可作为减摩镀层。铅锡铅锡合金合金功能镀层功能镀层 含锡610%镀层是很好的减摩镀层很好的减摩镀层，用于轴承表面。含锡5060%镀层有良好的焊接性能焊接性能，广泛用于电子器件。锌锌合金合金锌镍合金锌镍合金耐蚀性优于纯锌镀层耐蚀性优于纯锌镀层，以含镍815%者为最佳，在钢板，车辆和家用电器等产品上已获得广泛应用。镍镍合金合金镍铁合金镍铁合金含铁在含铁在 40%以下以下，耐蚀耐蚀性和光亮光亮镍层相当，硬度硬度高于镍镀层，韧性韧性比光亮镍镀层好，用于代替镀镍，以降低成本。镍钴合金镍钴合金含钴 15%以下的主要用于装饰，如手表零件；含钴在30%以上的为磁性镀层。镀层金属镀层金属单一金属层合金镀层复合镀层复合镀层锌镀层分分散散强强化化合合金金镀层耐耐蚀蚀镀层减减摩摩镀层耐耐磨磨镀层镍合金镀层锌合金镀层铅锡合金镀层铜锌合金镀层铜锡合金镀层镉镀层铜镀层镍镀层铬镀层银镀层锡镀层耐磨耐磨镀层镀层硬度高，耐磨性能优良-镍，镍基合金，铬，钴镍，镍基合金，铬，钴等金属等金属(合金合金)为基体，为基体，以氧化物，碳化物，金刚石等的固体微粒为分散剂，在阴极工件表面共沉积。例：例：Ni-SiC(4%wt)耐磨性比普通镍提高70%。Ni-WC 硬度高3-4倍。减摩减摩镀层镀层摩擦系数低，干润滑性能好摩擦系数低，干润滑性能好-镍、铜、镍、铜、金金等为基体等为基体和和石石墨，氟化石墨，聚四氟乙烯等层状结构微粒墨，氟化石墨，聚四氟乙烯等层状结构微粒共沉积共沉积例：例：金金-氟化石墨氟化石墨复合镀层的摩擦系数为 0.110.22，是纯金镀层的1/81/10，用于电连接器，取代纯金镀层，降低插拔力，延长使用寿命。耐蚀耐蚀镀层镀层l 封闭镍封闭镍是一个典型的例子是一个典型的例子 l 含铝粉含铝粉10%(wt)的复合锌镀层的复合锌镀层，耐蚀性提高耐蚀性提高6.2倍倍第三章 电镀工艺1.概述概述 1.1 镀层金属镀层金属 1.2 电解液电解液 1.3 电镀工艺条件电镀工艺条件电解液单盐电解液单盐电解液被镀金属以简单离子形式存在于电解液中络盐电解液络盐电解液被镀金属以络离子形式存在于电解液中主盐主盐有如下几种 硫酸盐，如ZnSO4溶液镀锌 氯化物，如ZnCl2溶液镀锌 氟硼酸盐，如Ni(BF4)2溶液镀镍 氨基磺酸盐，如Ni(NH2SO3)2溶液镀镍 氟硅酸盐，如PbSiF6溶液镀铅络合剂络合剂有：氰化物（氰化物（NaCN或或KCN），），如氰化物镀铜、银、锌、铜锌合金、铜锡合金。焦磷酸盐（如焦磷酸盐（如Na4P2O7），），如焦磷酸盐镀铜，镀镍。氨（NH4Cl），如氯化铵如氯化铵氨三乙酸镀锌氨三乙酸镀锌，镀镉。有机酸盐，如柠檬酸(Cit)盐镀镍。氢氧根离子（NaOH），如锌酸盐镀锌如锌酸盐镀锌。羟基乙叉二磷酸（HEDP），如HEDP镀铜。其它，如乙二胺四乙酸(EDTA)，三乙醇胺。单盐电解液单盐电解液优点优点 成分简单，成本成分简单，成本较低较低；阴极电流效率阴极电流效率很高很高；废水处理废水处理方便方便；可用较大大阴极电流密度阴极电流密度。问题和对策问题和对策 简单金属离子还原反应的交换电交换电流密度较大，阴极极化性能比较小流密度较大，阴极极化性能比较小(镍、铁、钴例外)，镀层结晶较粗，镀镀液分散能力和覆盖能力也较差液分散能力和覆盖能力也较差，只适用于形状简单的工件形状简单的工件。选择适当添加剂添加剂，使镀层结晶细化、光亮。镀液分散能力和覆盖能力可改善。优点优点 阴极极化性能强，阴极极化性能强，主要表现为电化学极化，镀层结晶细致，镀液分镀液分散能力好，散能力好，氰化物电镀液是典型的例子。问题和对策问题和对策 阴极还原反应的平衡电位降低，副反应速度比较大副反应速度比较大，电流效率低电流效率低。络合剂带来各种问题，如氰化物巨毒，氨造成废水处理困难废水处理困难，等。开发的无毒无毒络合剂、新的废水处理技术，是络盐电镀的重大课题。络盐电解液络盐电解液性能比较性能比较单盐规律单盐规律：常为酸性；电流效率高（95%以上，因为单盐析出电位很高，可能比H+析出电位还高，所以单盐优先沉积）；极化低，必须加添加剂来增大极化；酸雾；成分简单，成本低。络盐规律络盐规律：常为碱性；电流效率低（70%左右，镀铬50%不到，因为析出电位严重负移，比H+析出电位低，所以H+优先反 应；多数电流效率随ic增大而降低，但镀铬电流效率随ic增大 而增大）；极化高，不需要添加剂；碱雾；成分复 杂，处理也困难，成本高。主盐浓度的影响主盐浓度的影响增加主盐浓度的影响增加主盐浓度的影响 主盐浓度主盐浓度高高，极限电流密度，极限电流密度 id 增大增大，使，使阴极极化减小阴极极化减小，晶核，晶核形成速度降低，形成速度降低，镀层结晶变粗镀层结晶变粗，分散能力和覆盖能力变坏。，分散能力和覆盖能力变坏。主盐浓度高，主盐浓度高，溶液导电性好溶液导电性好，可，可用较大阴极电流密度（用较大阴极电流密度（沉积沉积速度增大速度增大），阴极电流效率也较大阴极电流效率也较大，提高沉积速度有利。，提高沉积速度有利。适当提适当提高阴极电流密度和选用良好的添加剂可以增大阴极极化性能。高阴极电流密度和选用良好的添加剂可以增大阴极极化性能。络盐电解液的阴极极化主要为电化学极化络盐电解液的阴极极化主要为电化学极化，络络离子浓度允许变化范围较大，所以，离子浓度允许变化范围较大，所以，多数络盐的性能受主多数络盐的性能受主盐浓度的影响不显著。盐浓度的影响不显著。单单盐盐电电解解液液减小主盐浓度的影响减小主盐浓度的影响 阴极极化性能增强阴极极化性能增强，分散能力和覆盖能力较好，分散能力和覆盖能力较好，适用于电镀适用于电镀形状复形状复杂工件杂工件和进行和进行预镀预镀。电解液导电性差，使用的电解液导电性差，使用的阴极电流密度上限小阴极电流密度上限小，沉积速度低；这样，沉积速度低；这样做对改善镀层结晶组织的效果并不十分显著。做对改善镀层结晶组织的效果并不十分显著。络络盐盐电电解解液液附加盐的作用附加盐的作用l 增加溶液的导电性增加溶液的导电性 -（加入强电解质）（加入强电解质）如：硫酸盐镀镍电解液，如：硫酸盐镀镍电解液，加入加入Na2SO4 或或 MgSO4；酸性镀铜，加入；酸性镀铜，加入 H2SO4 l 提高阴极极化作用提高阴极极化作用 多数附加盐都有较小的提高阴极极化作用，镀层结晶细化。解释是：多数附加盐都有较小的提高阴极极化作用，镀层结晶细化。解释是：金属离子（如上面的金属离子（如上面的Na+离子）的存在离子）的存在及向阴极的迁移，使及向阴极的迁移，使阴极附近放电阴极附近放电金属离子的浓度降低。金属离子的浓度降低。l 扩大阴极电流密度范围扩大阴极电流密度范围 如：焦磷酸盐镀铜电解液中加入的硝酸盐(起作用的是NO3-)l 促进阳极溶解促进阳极溶解 如：普通镀镍电解液如：普通镀镍电解液中，加入中，加入NaCl可以可以防止镍阳极钝化防止镍阳极钝化。l 防止金属盐水解防止金属盐水解 如：酸性镀铜电解液中加入H2SO4，防止CuSO4 水解生成Cu2O。l 缓冲作用缓冲作用-（加入缓冲剂）（加入缓冲剂）如：普通镀镍电解液，氯化钾镀锌电解液中都要加入如：普通镀镍电解液，氯化钾镀锌电解液中都要加入硼酸硼酸以维持以维持pH值值添加剂的作用添加剂的作用 光亮剂光亮剂 能使镀层光亮，如镀光亮镍电解液中的糖精，丁炔二醇糖精，丁炔二醇。整平剂整平剂 能减小镀层微观不平，如镀镍电解液中的香豆素香豆素。润湿剂润湿剂 能减少镀层孔隙，如镀镍电解液中的十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠。应力消减剂应力消减剂 能降低镀层内应力，如镀光亮镍电解液中的糖精糖精。晶粒细化剂晶粒细化剂 能使镀层结晶细致，如碱性锌酸盐镀锌中的DE，DPE 添加剂。注意：注意：添加剂的作用有选择性添加剂的作用有选择性，同一种添加剂，在一种镀液中可能很有效，而在另一种镀液中却可能起坏的作用。添加剂也可能会产生不利的影响不利的影响(夹在镀层中夹在镀层中)。在电镀过程中对添加剂的选择和用量要严格控制用量要严格控制第三章 电镀工艺1.概述概述 1.1 镀层金属镀层金属 1.2 电解液电解液 1.3 电镀工艺条件电镀工艺条件工艺工艺条件条件阴极电流密度阴极电流密度 ic(Dk)温度温度溶液溶液pH值值相对运动相对运动电流波形电流波形l ic 的上限又受极限电流密度的上限又受极限电流密度 id的限制的限制。ic 太大太大(接近接近 id )，阴极极化主要为浓差极化，镀层呈疏松的海棉状，易产生结瘤，阴极极化主要为浓差极化，镀层呈疏松的海棉状，易产生结瘤，枝状结晶，边缘和尖端发黑。枝状结晶，边缘和尖端发黑。阴阴极极电电流流密密度度 icicidicrl ic 太小太小，工件某些部位（特别是深凹处，内孔）可能镀不上。工件某些部位（特别是深凹处，内孔）可能镀不上。而且阴极极化很小，镀层结晶粗，分散能力和覆盖能力差，镀层而且阴极极化很小，镀层结晶粗，分散能力和覆盖能力差，镀层沉积速度小。沉积速度小。l 随着随着 ic 增大增大，阴极极化增大，镀层质量改善；而且镀层的沉阴极极化增大，镀层质量改善；而且镀层的沉积速度加快，电镀时间缩短（生产率高）。积速度加快，电镀时间缩短（生产率高）。镀层沉积速度镀层沉积速度阴极极化阴极极化ic使用较大的ic同时提高id工艺工艺条件条件阴极电流密度 ic(Dk)温度温度溶液溶液pH值值相对运动相对运动电流波形电流波形温温 度度升高温度的升高温度的不利影响不利影响 阴极极化性能减弱阴极极化性能减弱。因为升度使 id 增大，浓差极化减浓差极化减小小；电极反应变得容易，电化学极化减小电极反应变得容易，电化学极化减小。所以，电解液分散能力变差，镀层质量降低。电解液不稳定电解液不稳定，包括某些盐的分解（如焦磷酸盐，氯化铵），氰化物与二氧化碳反应速度加快等。可能导致有机添加剂作用降低有机添加剂作用降低，甚至失效。升高温度的升高温度的有利影响有利影响 盐类溶解度增大，导电性增加导电性增加，改善分散能力；沉积速度增大沉积速度增大 促进阳极溶解促进阳极溶解，防止阳极钝化；减少减少镀层渗氢量渗氢量。减少减少镀层针孔针孔，降低镀层内应力内应力。解决温度升高对阴极极化性能不利影响的对策解决温度升高对阴极极化性能不利影响的对策 -提高阴极电流密度提高阴极电流密度。因为因为升高温度可以增大 id，就可以就可以使用更大的阴极电流密度使用更大的阴极电流密度，从而增大阴极极化。工艺工艺条件条件阴极电流密度 ic(Dk)温度溶液溶液pH值值相对运动相对运动电流波形电流波形pH 值值对弱酸性和弱碱性电解液弱酸性和弱碱性电解液，在电镀工艺参数中规定pH值范围，控制酸性（或碱性）强弱控制酸性（或碱性）强弱。l pH值低值低，溶液的导电性好溶液的导电性好，镀层中不镀层中不易形成金属的氢氧化物或碱式盐易形成金属的氢氧化物或碱式盐，提高阴提高阴极电流密度上限极电流密度上限，同时还有利于阳极溶解同时还有利于阳极溶解。l pH值太低值太低，氢离子容易在阴极上放电，氢离子容易在阴极上放电，阴极电流效率降低阴极电流效率降低，甚至可能在镀件低凹，甚至可能在镀件低凹处得不到镀层。处得不到镀层。弱弱酸酸性性镀镀液液 pH值较低，值较低，(弱碱性镀液一般都是络弱碱性镀液一般都是络盐电解液盐电解液)络离子稳定性较差，镀液分散络离子稳定性较差，镀液分散能力能力不好不好，但往往可提高阴极电流密度，加快沉积速度。弱弱碱碱性性镀镀液液工艺工艺条件条件阴极电流密度 ic(Dk)温度溶液pH值相对运动相对运动电流波形电流波形相对运动相对运动相对运动的作用相对运动的作用l 使阴极表面扩散层变薄，极限电流密度增大使阴极表面扩散层变薄，极限电流密度增大。虽然阴极极化有所减小，但阴极电流密度的上限提高。采用较大的虽然阴极极化有所减小，但阴极电流密度的上限提高。采用较大的 ic 不仅可得到较大的沉积速度，而且也可弥补对阴极极化的不利影响。不仅可得到较大的沉积速度，而且也可弥补对阴极极化的不利影响。l 减少阴极附近溶液因减少阴极附近溶液因pHpH值升高而引起的不良后果值升高而引起的不良后果 （如金属氢氧化物生成对镀层的危害）l 相对运动还可提高光亮剂的效果相对运动还可提高光亮剂的效果 （如光亮硫酸盐镀铜和光亮镀镍，可提高镀液的整平性能）-指阴极和电解液之间的相对运动指阴极和电解液之间的相对运动相对运动的方式相对运动的方式l 阴极移动阴极移动。可以水平移动水平移动，也可以垂直移动，以前者常用。l 通入压缩空气搅拌通入压缩空气搅拌。压缩空气搅拌比较剧烈，能使沉于槽底的固体微粒浮起分散到镀液中，一般还都需备有连续过滤装置一般还都需备有连续过滤装置。l 电解液循环流动电解液循环流动工艺工艺条件条件阴极电流密度 ic(Dk)温度溶液pH值相对运动相对运动电流波形电流波形l 直流直流 单相半波单相半波，单相全波，三相半波，三相全波，恒稳直流恒稳直流。电流波形对镀层的结晶组电流波形对镀层的结晶组织、光亮度、镀液分散能力、织、光亮度、镀液分散能力、覆盖能力、合金镀层成分、添覆盖能力、合金镀层成分、添加剂消耗等方面均有影响。加剂消耗等方面均有影响。l 脉冲电流脉冲电流。常用方波脉冲方波脉冲l 周期换向电流周期换向电流。周期地改变直流电 流的方向。一个周期包括阴极电流阴极电流 (电镀电镀)时间,加阳极电流阳极电流(退镀退镀)时间。l 交直流迭加电流交直流迭加电流tic方波脉冲电流方波脉冲电流ticia周期换向电流周期换向电流tic交直流迭加电流交直流迭加电流有的电镀需要有的电镀需要恒稳直流恒稳直流(如镀铬如镀铬)，有，有的电镀要的电镀要脉动率较大的单相半波或单脉动率较大的单相半波或单相全波电源相全波电源(如焦磷酸盐镀铜如焦磷酸盐镀铜)。电流波形电流波形第三章 电镀工艺2.常用电镀工艺简介常用电镀工艺简介（4学时）2.1 镀锌镀锌 2.2 镀铜 2.3 镀镍 2.4 镀银 2.5 镀铬 2.6 镀铜锡合金 2.7 镀铜锌合金 2.8 镀铅锡合金镀锌镀锌单盐电解液单盐电解液酸性硫酸锌镀锌氯氯化化钾钾镀镀锌锌 络盐电解液络盐电解液氰化物镀锌氯氯化化铵铵-氨氨三三乙乙酸酸镀镀锌锌碱碱性性锌锌酸酸盐盐镀镀锌锌问题：单盐电解液与络盐电解液各有什么特点？问题：单盐电解液与络盐电解液各有什么特点？镀镀层层处处理理锌酸盐镀锌锌酸盐镀锌本表说明什么问题？本表说明什么问题？工艺说明工艺说明 NaOH 还能够起活化阳极还能够起活化阳极和和增加溶液导电性增加溶液导电性的作用的作用。过量的过量的NaOH是稳是稳定镀液的必要条件，定镀液的必要条件，pHNH,-H 等基团。等基团。SO3HSO3H苯二磺酸苯二磺酸SO2NH2CH3甲苯磺酰胺甲苯磺酰胺邻磺酰苯酰亚胺邻磺酰苯酰亚胺(糖精糖精)SO2CONH苯亚磺酸钠苯亚磺酸钠SO2H次级光亮剂次级光亮剂（第二类光亮剂）（第二类光亮剂）次级光亮剂作用：（次级光亮剂作用：（1）虽具有一定的光亮作用，但单独使用时，只能得到只能得到半光亮镀层半光亮镀层，而且使镀层产生拉应力使镀层产生拉应力，增加镀层脆性。只有与初级光只有与初级光亮剂配合使用，才能获得具有镜面光泽且韧性好的全光亮镍镀亮剂配合使用，才能获得具有镜面光泽且韧性好的全光亮镍镀层层。（2）还有整平作用还有整平作用。丁炔二醇与香豆素的整平作用都很好，丁炔二醇的优点是不会对镀层产生不利影响。分子中含有不饱和基团分子中含有不饱和基团，如，如C=O,C=C-C=O,C C,C=N,常用的有：HCOH甲醛甲醛HCCHCOO香豆素香豆素OHOHCH2CCCH2丁炔二醇丁炔二醇NClCH2CH2CHN-1,2二氯烯丙基氯化吡啶二氯烯丙基氯化吡啶NBrCH2CH2CHN-烯丙溴化喹啉烯丙溴化喹啉在镀暗镍的基础上，发展了多种镀镍工艺在镀暗镍的基础上，发展了多种镀镍工艺暗暗镍镍双层镍双层镍半光亮镍半光亮镍加入加入次级光亮剂次级光亮剂光亮镍光亮镍加入加入次级光亮剂和次级光亮剂和初级光亮剂初级光亮剂(含硫含硫)高硫镍高硫镍使用含硫量使用含硫量更高的初级更高的初级光亮剂光亮剂 镍封闭镍封闭(复合镍复合镍)加入固体微粒加入固体微粒,属复合电镀属复合电镀三层镍三层镍三层镍三层镍 双层镍双层镍由半光亮镍层半光亮镍层 光亮镍层组成光亮镍层组成，光亮镍层外再套装饰铬外再套装饰铬（厚度0.25m左右）。总厚度一般为 2040m。Q Q：双层镍镀层对钢铁基体的双层镍镀层对钢铁基体的保护作用保护作用比单层镍大比单层镍大得多，为什么？得多，为什么？镀半光亮镍半光亮镍的电解液-在普通镀镍电解液的基础上加入次级光亮剂。由于次级光亮剂不含硫，故故半光亮镍层的含硫量接近普通镍（暗半光亮镍层的含硫量接近普通镍（暗镍）层镍）层(含硫小于0.005%）。并且半光亮镍层厚度比光亮镍层大。镀光亮镍光亮镍的电解液中-既含初级光亮剂(含硫)又含有次级光亮剂。所以光亮镍镀层含硫量比较高光亮镍镀层含硫量比较高（含硫量一般大0.03%）。在双层镍中，含硫量较高的光亮镍层的电位比含硫量低的含硫量较高的光亮镍层的电位比含硫量低的半光亮镍层的电位负半光亮镍层的电位负，因此在潮湿的使用环境中组成腐蚀电池时。外层的光亮镍层作为腐蚀电池的阳极，能对下层的半光亮镍外层的光亮镍层作为腐蚀电池的阳极，能对下层的半光亮镍层起阴极保护作用，使腐蚀由纵向深入变为横向发展层起阴极保护作用，使腐蚀由纵向深入变为横向发展。所以，双层镍层的耐蚀性能比同厚度的单层镍层大为提高。实验表明，在双层镍中，半光亮镍层的厚度为镀层总厚度的 60%左右时耐蚀性最好。半光亮镍层和光亮镍层的电位差应在100毫伏以上。阴极保护作用效果最好。光亮镍光亮镍(阳极阳极)半光亮镍半光亮镍 (阴极阴极)在镀暗镍的基础上，发展了多种镀镍工艺在镀暗镍的基础上，发展了多种镀镍工艺暗暗镍镍双层镍双层镍半光亮镍半光亮镍加入加入次级光亮剂次级光亮剂光亮镍光亮镍加入加入次级光亮剂和次级光亮剂和初级光亮剂初级光亮剂(含硫含硫)高硫镍高硫镍使用含硫量使用含硫量更高的初级更高的初级光亮剂光亮剂 镍封闭镍封闭(复合镍复合镍)加入固体微粒加入固体微粒,属复合电镀属复合电镀三层镍三层镍三层镍三层镍l 半光亮镍半光亮镍高硫镍（冲击镍）高硫镍（冲击镍）光亮镍光亮镍。镀高硫镍的电解液与镀光亮镍的电解液相同，镀高硫镍的电解液与镀光亮镍的电解液相同，只是所用初只是所用初级光亮剂能提供更高的镀层含硫量（如苯亚磺酸钠）级光亮剂能提供更高的镀层含硫量（如苯亚磺酸钠）用高阴极电流密度短时间电镀（用高阴极电流密度短时间电镀（23min，又称，又称冲击镍冲击镍），），得得到一层含硫量更高到一层含硫量更高(0.10.2%)的薄镀层的薄镀层(总厚度的10%)由于高硫镍层含硫量更高，其电位更负，与半光亮由于高硫镍层含硫量更高，其电位更负，与半光亮镍层之间的电位差比双层镍更大，更易形成层间腐蚀，镍层之间的电位差比双层镍更大，更易形成层间腐蚀，延缓腐蚀纵向发展的速度。延缓腐蚀纵向发展的速度。所以半光亮镍高硫镍光亮镍的组合比双层镍耐蚀性更好。三三层层镍镍在镀暗镍的基础上，发展了多种镀镍工艺在镀暗镍的基础上，发展了多种镀镍工艺暗暗镍镍双层镍双层镍半光亮镍半光亮镍加入加入次级光亮剂次级光亮剂光亮镍光亮镍加入加入次级光亮剂和次级光亮剂和初级光亮剂初级光亮剂(含硫含硫)高硫镍高硫镍使用含硫量使用含硫量更高的初级更高的初级光亮剂光亮剂 镍封闭镍封闭(复合镍复合镍)加入固体微粒加入固体微粒,属复合电镀属复合电镀三层镍三层镍三层镍三层镍 半光亮镍半光亮镍光亮镍光亮镍复合镀镍（镍封闭）复合镀镍（镍封闭）复合镀镍电解液是以镀光亮液电解液为基础，加入固体微粒（如二氧化硅，氧化铝，硫酸钡等，直径小于0.5 微米）。通电后，固体微粒与镍在阴极工件表面同时沉积。镀层中微粒含量为 23%，镍封闭能减少镀层的孔隙率。（复合电镀见第三节）在镍封闭镀层上套铬（0.25微米左右），则可获得微孔铬（因为非金属微粒不导电）。当微孔密度达到 2000040000个/平方厘米，镀层耐蚀性显著提高。这是因为微孔铬层表面形成腐蚀电池时，镍为阳极，众多的微孔分散了阳极腐蚀电流。一般要求微孔密度为 5000060000个/平方厘米。镍封闭的一种工艺镍封闭的一种工艺镍封闭需使用特殊的镀槽，槽底能收集沉降下的微粒，再用压缩空气吹起。零件入镍封槽前，先开动压缩空气将镀液搅拌均匀。零件在挂具上要安装牢固，以免脱落第三章 电镀工艺2.常用电镀工艺简介 2.1 镀锌 2.2 镀铜 2.3 镀镍 2.4 镀银镀银 2.5 镀铬 2.6 镀铜锡合金 2.7 镀铜锌合金 2.8 镀铅锡合金银离子发生还原反应的银离子发生还原反应的交换电流密度比较大交换电流密度比较大，阴极极化性，阴极极化性能弱，因此能弱，因此镀银都采用络合物电解液镀银都采用络合物电解液。所使用的络合物又以氰氰化物为主化物为主，从氰化物电解液中可以获得结晶细致的镀层。镀银镀银 络盐电解液络盐电解液非氰化物镀液氰氰化化物物镀镀液液镀前表面准备镀后处理光亮镀银光亮镀银 在电解液中加入光亮剂可以获得光亮镀层。丁炔二醇和巯基苯并噻唑是光亮剂。其他光亮剂还有：二硫化碳，二硫化碳衍生物，无机硫化物（如硫代硫酸盐），有机硫化物（如硫醇），锑，硒，碲的化合物。快速镀银快速镀银 主盐和络合剂含量高，可以使用较大的主盐和络合剂含量高，可以使用较大的ic，提高沉积速度提高沉积速度。碳酸钾和硝酸钾是附加盐，提高镀液导电性，改善分散能力。普通氰化物镀银普通氰化物镀银 电解液以氰化银或氯化银为主盐，氰化钾为络合剂（氰化钾比氰化钠导电性好）。Ag+和 CN-主要形成Ag(CN)2-络离子。阴极反应为：Ag(CN)2-+e=Ag+2CN-保持电解液含一定量的游离氰化钾，可以使Ag(CN)2-稳定，而且有利于提高阴极极化性能，使镀层结晶均匀细致，改善分散能力和覆盖能力。银离子发生还原反应的银离子发生还原反应的交换电流密度比较大交换电流密度比较大，阴极极化性，阴极极化性能弱，因此能弱，因此镀银都采用络合物电解液镀银都采用络合物电解液。所使用的络合物又以氰氰化物为主化物为主，从氰化物电解液中可以获得结晶细致的镀层。镀银镀银 络盐电解液络盐电解液非非氰氰化化物物镀镀液液氰化物镀液镀前表面准备镀后处理 试验中提出的 非氰化物络合物有无机化合物，非氰化物络合物有无机化合物，如硫代硫酸盐，如硫代硫酸盐，亚硫酸盐，硫氰酸盐；亚硫酸盐，硫氰酸盐；有机化合物有机化合物如磺基水扬酸，咪唑等。如磺基水扬酸，咪唑等。还有使用低氰含量的亚铁氰化钾。但它们在镀液稳定性，电解液性能和镀层质量方面都还存在一些问题。硫代硫酸铵镀银硫代硫酸铵镀银工艺工艺近年来，硫代硫酸铵镀银工艺取得了进展，原因是高效添加剂SL-80的开发，使镀液和镀层性能得到较大改善。银离子发生还原反应的银离子发生还原反应的交换电流密度比较大交换电流密度比较大，阴极极化性，阴极极化性能弱，因此能弱，因此镀银都采用络合物电解液镀银都采用络合物电解液。所使用的络合物又以氰氰化物为主化物为主，从氰化物电解液中可以获得结晶细致的镀层。镀银镀银 络盐电解液络盐电解液非非氰氰化化物物镀镀液液氰化物镀液镀镀前前表表面面准准备备镀后处理 镀银的工件一般为铜或铜合金（钢铁工件镀银前需先镀）镀银的工件一般为铜或铜合金（钢铁工件镀银前需先镀）由于银是正电性较强的贵金属。Ag/Ag+的标准电位比 Cu/Cu2+及 Cu/Cu+的标准电位正得多。因此铜件和电解液一经接触，铜就会与银发生置换反应，在铜件表面生成一层疏松的置换银层置换银层，在其上得到的镀层结合力很差在其上得到的镀层结合力很差。为了避免置换反应，得到结合力良好的镀层，工件在镀银前必须进行预(或预镀)处理。镀件的表面准备镀件的表面准备(1)汞齐化汞齐化 在含汞盐（如氧化汞）和络合剂（如氰化钾）的溶液中浸浸310秒秒，工件表面很快生成一层铜汞合金铜汞合金。这层合金很均匀，有银白色光泽银白色光泽，与基体结合好。铜汞齐的电位比银更正，就不会发生置换反应了铜汞齐的电位比银更正，就不会发生置换反应了。但汞剧毒，污染环境但汞剧毒，污染环境。另外汞齐化溶液对铜有腐蚀作用，而且可能恶化铜零件的弹性及其他机械性能，故不能用于精密零部件。预处理方法预处理方法这个问题与镀铜镀铜有何异同？(2)预镀银预镀银 使用高浓度络合剂，低浓度银盐低浓度银盐的电解液（分散能力和覆盖能力好，阴极极化性能强），操作时带电入槽带电入槽，使铜件（或已预镀铜的工件）表面在很短时间（短时间（510秒）秒）内生成一层致密的结合力良好的薄银层。由于这种方法不会污染镀银电解液，预镀层质量稳定，应用比较广泛。但需要另一套电源设备。(3)浸银浸银 在特定的溶液中浸很短时间在特定的溶液中浸很短时间，使工件表面生成一层极薄的置换银层，也能使镀银层与基体结合良好。使用的浸银工艺有如下两种。工艺工艺 A 工艺工艺 B 硝酸银 1520 g/L 金属银 硫脲 200220 g/L （以Ag2SO3 形式加入）0.50.6 g/L pH 4 亚硫酸钠 100200 g/L 温度 1530 温度 15 30 时间 12 min 时间 310 sec 浸银是新工艺，还需在实践中不断完善浸银是新工艺，还需在实践中不断完善。银离子发生还原反应的银离子发生还原反应的交换电流密度比较大交换电流密度比较大，阴极极化性，阴极极化性能弱，因此能弱，因此镀银都采用络合物电解液镀银都采用络合物电解液。所使用的络合物又以氰氰化物为主化物为主，从氰化物电解液中可以获得结晶细致的镀层。镀银镀银 络盐电解液络盐电解液非非氰氰化化物物镀镀液液氰化物镀液镀镀前前表表面面准准备备镀镀后后处处理理(1)钝化处理钝化处理l 浸亮浸亮 浸亮包括成膜，除膜，浸酸三道工序成膜，除膜，浸酸三道工序。将镀银工件浸入含铬酐和氯化钠铬酐和氯化钠的溶液中的溶液中，使表面生成一层疏松的黄膜。清洗后浸入浓氨水中将黄膜溶去浓氨水中将黄膜溶去，得到细致而有光泽的表面。清洗后再在稀盐酸或稀硫酸中进行出光稀盐酸或稀硫酸中进行出光，使表面更加光亮。l 钝化钝化 浸亮后进行化学钝化浸亮后进行化学钝化。下面是钝化的一种工艺 重铬酸钾 1015 g/L 硝酸 1015 ml/L 室温 浸1030 sec 钝化处理后银镀层表面生成一层由 Cr2(CrO4)3,Ag2CrO4,Ag2Cr2O7 组成的钝化膜。由于膜较薄，单独使用时抗变色能力较差。银镀层易与大气中的硫化物硫化物 (H2S,SO2)反应，生成硫化银，使表面呈黄色，褐色，甚至黑色黄色，褐色，甚至黑色，严重影响外观，而且钎焊性能和电性能亦降低。防止银镀层变色的方法有防止银镀层变色的方法有镀镀后后处处理理 浸亮后也可进行电化学钝化浸亮后也可进行电化学钝化。溶液有多种配方。比如：重铬酸钾+氢氧化铝溶液。工件作为阴极，通入0.10.5 A/dm2 的电流。由于电化学钝化膜比较致密，抗变色能力优于化学钝化膜。如果化学钝化后再进行电化学钝化，可以使膜的抗变色性能更好。(2)表面保护层表面保护层 银镀层上再镀贵金属金，钯，铑或者银金合金银镀层上再镀贵金属金，钯，铑或者银金合金。由于成本高而很少使用。仅用于要求高可靠性，稳定性，耐磨性的精密零件。浸有机保护膜浸有机保护膜 在银镀层上覆盖一层薄而透明的有机膜在银镀层上覆盖一层薄而透明的有机膜，将镀层与空气隔离开。配方有多种，其一是：聚苯乙烯 30%环氧树脂 25%松香 25%合成地腊 20%配制成树脂，溶于二甲苯中。将镀银工件在其中浸几秒钟，干燥后即可获得有机保护膜。第三章 电镀工艺2.常用电镀工艺简介 2.1 镀锌 2.2 镀铜 2.3 镀镍 2.4 镀银 2.5 镀铬镀铬 2.6 镀铜锡合金 2.7 镀铜锌合金 2.8 镀铅锡合金镀铬镀铬铬酐溶液镀铬铬酐溶液镀铬低浓度铬低浓度铬酐酐溶液镀铬三价铬三价铬溶液镀铬镀硬硬铬铬镀乳乳白白铬铬镀防防护护-装装饰饰铬铬镀微裂纹铬和微微孔孔铬铬镀松松孔孔铬铬镀黑黑铬铬铬酐溶液镀铬铬酐溶液镀铬工艺的特点工艺的特点 铬酐铬酐溶于水生成铬酸溶于水生成铬酸 H2CrO4，重铬酸重铬酸 H2Cr2O7，它们离解后形它们离解后形成酸根离子成酸根离子 Cr2O72-,HCrO4-,CrO42-（铬为铬为6价）。价）。几种酸根离子的关系几种酸根离子的关系：pH 6 时时,CrO42-为主要的酸根离子。由此可知，当由此可知，当pH值减小，溶液中值减小，溶液中Cr2O72-离子浓度增大；反之，则溶离子浓度增大；反之，则溶液中液中 CrO42-(HCrO4-)离子浓度增大离子浓度增大。1 “标准镀铬电解液标准镀铬电解液”的配方为：铬酐铬酐(CrO3)250 g/L 硫酸硫酸(H2SO4)2.5 g/L2镀铬的阴极过程阴极过程非常复杂非常复杂。右图是铁在铬酐溶液中的阴极极化曲线。（1）在溶液中无无 H2SO4 时时，阴极上只有析氢反应，不可能沉积出铬。（2）在加在加有有 H2SO4 的溶液中，的溶液中，曲线可分为几段，曲线可分为几段，各电位区段的阴极各电位区段的阴极反应是不同的反应是不同的。-ic-EcCr2O72-+14H+6e=2Cr3+7H2O电位低于电位低于a点点2H+2e=H2电位低于电位低于b点点CrO42-+8H+6e=Cr+4H2O电位低于电位低于c点点-0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1.0问题问题（1）为什么不加硫酸的溶液没有铬沉积，加了硫酸才能使铬析出？为什么不加硫酸的溶液没有铬沉积，加了硫酸才能使铬析出？（2）为什么镀铬的阴极极化曲线有一段电流随电位负移而减小的区段？）为什么镀铬的阴极极化曲线有一段电流随电位负移而减小的区段？铬是如何沉积的？铬是如何沉积的？在电位低于在电位低于b点以后点以后，阴极电流密度 ic 随电位负移而减小。其原因是，随着析氢反应和Cr2O72-还原为Cr3+的反应进行，阴极表面附近溶液的阴极表面附近溶液的pH值升高值升高。一方面，一方面，促进促进Cr2O72-转变为转变为CrO42-(HCrO4-)，使阴极表面附近的CrO42-(HCrO4-)浓度增大，为CrO42-(HCrO4-)还原为Cr 创造了条件。另一方面另一方面，当pH 3，达到了Cr(OH)3 的溶度积，便会生成Cr(OH)3，并与六价铬离子一起组成碱式铬酸铬胶体碱式铬酸铬胶体沉淀。阴极表面上形成的胶体膜阻碍了电极反应的进行阴极表面上形成的胶体膜阻碍了电极反应的进行，使阴极极化显著使阴极极化显著增大增大。但是，如果没有 SO42-，仍然不会析出铬。SO42-的作用在于吸的作用在于吸附在阴极粘膜上，与膜发生反应，使胶体膜局部溶解，在露附在阴极粘膜上，与膜发生反应，使胶体膜局部溶解，在露出的阴极表面上电流密度很大，电位很负，达到了铬的析出出的阴极表面上电流密度很大，电位很负，达到了铬的析出电位，因而电位，因而CrO42-发生还原反应形成铬镀层。发生还原反应形成铬镀层。所以，SO42-常称为镀铬溶液的催化剂常称为镀铬溶液的催化剂（还有氟硅酸，氟硼酸，氟氟硅酸，氟硼酸，氟离子离子）。阴极阴极胶体膜胶体膜理论理论 有人测量了在在c 点以后的电位区间，铬析出反应消耗的点以后的电位区间，铬析出反应消耗的电流只占很小的比例，电流只占很小的比例，消耗电流的一半以上用于析氢消耗电流的一半以上用于析氢。这就是阴极电流效率很低阴极电流效率很低的原因。Q:如何测量三个阴极反应各消耗的电流？如何测量三个阴极反应各消耗的电流？在电位低于在电位低于c 点电位以后，阴极反应包括：点电位以后，阴极反应包括：铬的析出反应铬的析出反应CrO42-+8H+6e=Cr+4H2O Cr2O72-还原为还原为 Cr3+的反应和析氢反应的反应和析氢反应Cr2O72-+14H+6e=2Cr3+7H2O 析氢反应析氢反应2H+2e=H2铬酐溶液镀铬工艺的特点铬酐溶液镀铬工艺的特点3 阳极阳极不用可溶性阳极，而用不溶性的铅锑合金不用可溶性阳极，而用不溶性的铅锑合金原因原因：如果用可溶性的铬阳极，如果用可溶性的铬阳极，铬阳极溶解产生的是 Cr3+，而阴极反应是六价铬离子的还原。阳极电流效率很高阳极电流效率很高，接近100%，而阴极电流效率很低，而阴极电流效率很低，只有 816%，电解液中将积累大量铬离子，使镀液不稳定积累大量铬离子，使镀液不稳定。金属铬很脆金属铬很脆，不易机械加工成阳极。不溶性阳极不溶性阳极 含锑68%的铅锑合金铅锑合金为阳极。开始通电瞬间，生成二氧化铅膜保护阳极不发生腐蚀(不溶性阳极)：Pb+2H2O=PbO2+4H+4e 阳极反应为：阳极反应为：2Cr3+7H2O=Cr2O72-+14H+6e 2H2O=O2+4H+4e Cr3+氧化为 Cr2O72-的反应消耗了阴极反应生成的 Cr3+。控制阳极控制阳极/阴极阴极面积比，可以使面积比，可以使 Cr3+含量保持在适当水平含量保持在适当水平。铬酐溶液镀铬工艺的特点铬酐溶液镀铬工艺的特点4阴极电流密度高，槽电压高，能耗高阴极电流密度高，槽电压高，能耗高l 镀铬需要阴极电位很负镀铬需要阴极电位很负 阴极电流密度很大阴极电流密度很大(10 20A/dm2，是其他单金属电镀的几倍或几十倍)l 产生产生大量析氢和析氧大量析氢和析氧 电解液中有大量气泡，电导下降，电解液中有大量气泡，电导下降，欧姆电压降很大，欧姆电压降很大，槽电压高槽电压高，要12伏伏（其他镀种要6 伏）l“电化当量小电化当量小(A/nF，n=6)+阴极电流效率低阴极电流效率低”能耗很高能耗很高铬酐溶液镀铬工艺的特点铬酐溶液镀铬工艺的特点5镀铬电解液镀铬电解液分散能力分散能力很差很差铬酐镀铬电解液为什么分散能力差？铬酐镀铬电解液为什么分散能力差？l 由于阴极和阳极都析出大量气泡，使欧姆电阻大欧姆电阻大大增加l 在析出铬这段电位区间，阴极极化性能很小阴极极化性能很小l 阴极电流效率随阴极电流密度增大而增大阴极电流效率随阴极电流密度增大而增大 这些造成镀铬电解液的分散能力很差。所以挂具的设计所以挂具的设计非常重要非常重要:对于形状复杂的工件，还要采用象形阳极，防护阴极，辅助阳极等调节几何因素的措施。影响分散能力的因素有哪些？影响分散能力的因素有哪些？这说明铬的沉积反应与副反应相比这说明铬的沉积反应与副反应相比极化性能是较强还是较弱极化性能是较强还是较弱?铬酐溶液镀铬工艺的特点铬酐溶液镀铬工艺的特点6 阴极电流密度和电解液温度对阴极阴极电流密度和电解液温度对阴极电流效率的影响电流效率的影响实验表明：实验表明：在一定温度下在一定温度下，阴极电流效率随阴极电阴极电流效率随阴极电流密度增大而增大流密度增大而增大；ic c 在一定阴极电流密度在一定阴极电流密度下，下，阴极电流效率随电阴极电流效率随电解液温度升高而下降解液温度升高而下降。T c 15C25C45C60C75C80C铬酐溶液镀铬工艺的特点铬酐溶液镀铬工艺的特点6 阴极电流密度和电解液温度对镀层性阴极电流密度和电解液温度对镀层性能及外观的影响能及外观的影响右图：为获得装饰铬镀层的区域为获得装饰铬镀层的区域 为获得乳白铬镀层的区域为获得乳白铬镀层的区域 为获得硬铬镀层的区域为获得硬铬镀层的区域 因此，为了得到一定性能的铬镀层，阴极电流密度和温度必须很好配合。比如为了得到硬铬镀层，采用较低的温度和较高的阴极电流密度。在不同的阴极电流密度和温度范围内，可以获在不同的阴极电流密度和温度范围内，可以获得性能和外观不同的铬镀层。得性能和外观不同的铬镀层。铬酐溶液镀铬工艺的特点铬酐溶液镀铬工艺的特点7毒性大毒性大解决铬雾问题的方法解决铬雾问题的方法 一般使用铬雾抑制剂铬雾抑制剂（如F-53铬雾抑制剂，为全氟烷基醚磺酸钾。）l 大量析出氢气和氧气夹带铬雾铬雾l 有毒废水量大有毒废水量大 因此，镀铬生产对环境造成很大污染。镀铬镀铬铬酐溶液镀铬铬酐溶液镀铬低浓度铬低浓度铬酐酐溶液镀铬三价铬三价铬溶液镀铬镀硬硬铬铬镀乳乳白白铬铬镀防防护护-装装饰饰铬铬镀微裂纹铬和微微孔孔铬铬镀松松孔孔铬铬镀黑黑铬铬几种铬镀层几种铬镀层防防护护-装装饰饰铬铬要求镀层光亮，美观，有镜面般光泽。要求镀层光亮，美观，有镜面般光泽。电镀时间短，镀层很薄。要求电解液的覆盖能力好电镀时间短，镀层很薄。要求电解液的覆盖能力好。故采用铬酐浓度很高的电解液(300350g/L)，以改善覆盖能力。对形状复杂的工对形状复杂的工件，件，除使用象形阳极，防护阴极，辅助阳极外，还要施加冲击电流冲击电流，即工件入槽后短时间内施加高于正常电镀时的两倍左右的电流密度，然后再恢复到正常电流密度。温度和阴极电流温度和阴极电流密度要相互配合密度要相互配合。镀光亮铬的两种配方镀光亮铬的两种配方为了获得良好的结合力，镀前处理十分重要为了获得良好的结合力，镀前处理十分重要。l 工件入槽后首先进行短时间阳极浸蚀短时间阳极浸蚀（反拔反拔），除去表面污物，露露 出基体结晶面出基体结晶面，有利于提高镀层结合力。l 对于碳钢和铸铁工件碳钢和铸铁工件，在转为阴极后先施加冲击电流冲击电流，以增大阴极 极化，使基体表面短时间内迅速沉积出一层铬。l 对合金钢工件合金钢工件，在转为阴极后可采用“阶梯式给电阶梯式给电”，即先施加较小的电流密度，氢离子还原反应生成的新生态氢原子使工件表面的极薄氧化膜还原，得到活化态表面，再逐步升高电流密度到正常值。硬硬铬铬硬铬层的主要性能是硬度硬铬层的主要性能是硬度高，耐磨性好高，耐磨性好 -要求镀层较厚（几百微要求镀层较厚（几百微米），与基体结合牢固。采用铬米），与基体结合牢固。采用铬酐浓度较低（酐浓度较低（200g/L 以下）。温以下）。温度较低，阴极电流密度应较高。度较低，阴极电流密度应较高。镀硬铬的一种配方铬酐 150 180g/L 硫酸 1.5 1.8g/L温度 55 60C阴极电流密度 30 45A/dm2几种铬镀层几种铬镀层 乳乳白白铬铬 乳白铬层乳白铬层-颜色灰白，光泽性差，镀层较软；颜色灰白，光泽性差，镀层较软；但孔隙率低，内应力低，裂纹少，但孔隙率低，内应力低，裂纹少，防护性能好防护性能好。乳白铬镀层工艺乳白铬镀层工艺-（较高温度）70，ic=30A/dm2，厚度30微米以上，镀层孔隙率接近零。几种铬镀层几种铬镀层微微裂裂纹纹铬铬和和微微孔孔铬铬微裂纹铬微裂纹铬-指镀层表面存在大量均匀分布的微细裂纹指镀层表面存在大量均匀分布的微细裂纹，裂纹密度在各个方向上都不小于不小于3030条条/毫米毫米。微孔铬微孔铬-指镀层表面存在大量均匀分布的微小孔隙指镀层表面存在大量均匀分布的微小孔隙，其密度不小于不小于100100个个/毫米毫米2 2。两者作为防护两者作为防护装饰镀层装饰镀层-使镀层的防护性能大大提高镀层的防护性能大大提高。因为微裂纹（孔）暴露出的下层镍下层镍作为腐蚀电池的阳极阳极发生腐蚀时，由于腐蚀电流高度分散，使腐蚀均匀地横向发展腐蚀电流高度分散，使腐蚀均匀地横向发展，延缓了镀层蚀穿的时间。微裂纹和微孔的数目在一定范围内不影响镀层的光不影响镀层的光泽性泽性（微裂纹和微孔肉眼看不到）。电镀微裂纹铬的方法电镀微裂纹铬的方法：在有高的拉应力拉应力的镍层上镀0.25微米厚铬。先镀一层覆盖性好的铬，再在含F-的镀液中电镀一层微裂纹铬。电镀微孔铬的方法电镀微孔铬的方法：见“镍封闭”几种铬镀层几种铬镀层松松孔孔铬铬 松孔铬镀层松孔铬镀层-耐磨性耐磨性（内燃机汽缸内腔电镀松孔铬可使耐磨能力提高57倍。这是因为松孔铬镀层具有一定密度和深度的这是因为松孔铬镀层具有一定密度和深度的网状沟纹，能贮存润滑油，因此耐磨损能力很高网状沟纹，能贮存润滑油，因此耐磨损能力很高）。）。首先首先在工件上镀镀一层较厚的硬铬层硬铬层，再进行再进行“松孔松孔”，即将硬铬层原有的网状裂纹加深加宽，达到能贮存润滑油。常用的松孔方法是阳极浸蚀常用的松孔方法是阳极浸蚀，即在镀铬溶液中进行阳即在镀铬溶液中进行阳极处理，使电位较正的网纹边缘优先溶解。网纹的加宽和加极处理，使电位较正的网纹边缘优先溶解。网纹的加宽和加深程度可由通过单位面积的电量（称为浸蚀强度）来控制。深程度可由通过单位面积的电量（称为浸蚀强度）来控制。也可使用化学方法，如盐酸溶解。也可使用化学方法，如盐酸溶解。几种铬镀层几种铬镀层黑黑铬铬黑铬镀层黑铬镀层-色泽均匀色泽均匀，耐磨性，防护和装饰性耐磨性，防护和装饰性，以黑铬镀层最佳。（有些仪器零部件需要镀覆黑色膜层）。镀黑铬镀黑铬-采用铬酐电解液，加入发黑剂发黑剂（如硝酸钠）。（如硝酸钠）。SO42-和和Cl-有害，有害，使镀层不黑，因此要注意除去。铬酐浓度铬酐浓度过低、硝酸钠浓度硝酸钠浓度过低、电流密度电流密度过小、温度温度过高，都会导致外观不好。几种铬镀层几种铬镀层镀铬镀铬铬酐溶液镀铬镀硬铬镀乳白铬镀防护-装饰铬镀微裂纹铬和微孔铬镀松孔铬镀黑铬低浓度铬酐溶液镀铬镀镀铬铬添添加加剂剂三价铬溶液镀铬镀铬添加剂镀铬添加剂在铬酐溶液中加入在铬酐溶液中加入稀土添加剂稀土添加剂的优点的优点l 降低铬酐用量降低铬酐用量l 降低阴极电流密度，降低阴极电流密度，提高阴极电流效率提高阴极电流效率l 改善镀液分散能力和覆盖能力改善镀液分散能力和覆盖能力l 改善镀层性能改善镀层性能，如硬度提高，耐蚀性增加。，如硬度提高，耐蚀性增加。国内生产的稀土添加剂的成分包括国内生产的稀土添加剂的成分包括：多种稀土混合物 含氟化合物，如NH4F，H2SiF6，K2SiF6，HBF4 卤素化合物，如KClO3，KBrO3，KIO3，含鍶、镁、硼的化合物，有机羧酸或磺酸。使用稀土添加剂时，需加入硫酸，但硫酸含量低于标准镀使用稀土添加剂时，需加入硫酸，但硫酸含量低于标准镀铬溶液铬溶液。国内生产的部分镀铬稀土添加剂RL-3C：湖南稀土金属材料研究所BTL-1：南京大学应用化学研究所Cr-333：山西大学化学系DCA-1：天津大学刘淑兰CS：常熟市环保局CF-201：常熟电讯器材厂CX-III：常熟市科委和中国科技大学QD：南京航空航天大学材料系NS-31：苏州大学CR-901：西安市红华仪器厂CH-501：南京船舶研究所LS-III：中国科技大学与合肥科华精细化工所YC-1：青岛第一轻校CS-1-1型型稀土添加剂镀铬工艺稀土添加剂镀铬工艺镀铬镀铬铬酐溶液镀铬镀硬铬镀乳白铬镀防护-装饰铬镀微裂纹铬和微孔铬镀松孔铬镀黑铬低低浓浓度度铬铬酐酐溶溶液液镀镀铬铬镀铬添加剂三价铬溶液镀铬低浓度铬酐镀铬低浓度铬酐镀铬低浓度铬酐镀铬低浓度铬酐镀铬-将铬酐浓度降低到降低到 5060克克/升升。可以减轻对环境的污染，也降低了废水处理费用。特点特点：铬酐浓度低，溶液导电性下降，槽电压升高，需使用1820伏的电源。分散能力优于高浓度铬酐电解液，但覆盖能力较差，形状复杂工件镀光亮铬有一定困难。低浓度铬酐溶液镀铬在镀层光泽，结合力，裂纹等方面均可达到要求，镀层耐