电镀及设备培训资料

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电镀及设备培训资料,工务部,前言,前言,本资料主要从电镀基本原理和设备构造着手，通过对电镀原理和设备构造的简单讲解，使大家对电镀相关知识有初步的了解。对设备结构及流程进行说明，同时将各部品的结构、及工作原理进行讲解，并指出可能影响产品质量的重要结构及动作部分。为现场生产中更好地理解并控制重要品质项目提供帮助。,由于时间紧迫及水平有限，资料中的内容可能有错漏之处，欢迎大家指正。同时欢迎大家以各自所在的领域为出发点，对本资料提出改善建议。,工务部,2009年2月2日,目录,1、电镀简介。4,2、电镀原理及基础。8,3、连续电镀设备分析。16,4、特殊结构解析。20,5、电控系统。40,目录,1、行业简介,1、电镀简介,2、电镀原理及基础,3、连续电镀设备分析,4、特殊结构解析,5、电控系统,返回,1、电镀简介,1.1 电镀的现状和发展趋势,1.2 电镀分类,1、行业简介,1.1、电镀的现状和发展趋势：,1、行业简介,电镀隶属于表面处理技术领域，在金属精饰中按吨位计占加工的首位。电镀的发展分三个时期：第一个时期是为了改善光泽或耐蚀性。第二个时期是因为劳力不足而迈向省力化、自动化。第三个时期为减轻公害时期，以拓展自身的生存空间,我国近代电镀行业发展较快，从业人员增多。但现有的电镀技术、设备及相关技术多是从欧洲、台湾引进；自主研发能力较弱。,总之,电镀工业在全世界已经发展了160多年，是一门既成熟又年轻的科学，我们电镀及科技工作者仍大有可为！,未来电镀的发展方向:合金和复合镀层等功能性电镀的研究,更加节能的电镀工艺,低污染化,以及新型电镀的研究,以适应科技和生产的需要,拓展行业的生存空间,1.2、电镀分类：,1、行业简介,挂 具,滚桶,电,镀,方,式,常规电镀,脉冲电镀,电刷镀,电 铸,滚 镀,连续电镀,挂 镀,自动挂镀线,滚 镀,连续电镀,2、电镀原理及基础,1、电镀简介,2、电镀原理及基础,3、连续电镀设备及流程分析,4、特殊结构解析,5、电控系统,返回,2、电镀原理及基础,2.1 电镀原理,2.2 法拉第定律,2.3 镀层分析,2.4 电镀流程分析,2、电镀原理及基础,2.1、电镀原理,1、电镀原理及基础,借助外界直流电的作用，在溶液中進行电解反应，使导电体的表面沉积一金属或合金层的方法，称为电镀。,图例：,阴极主要反应:,Cu,2+,+2e,-,Cu,阳极主要反应:,Cu Cu,2+,+2e,-,阴极副反应:,2H,3,O,+,+2e,-,H,2,+2H,2,O,阳极副反应:,6H,2,O O,2,+4H,3,O,+,+4e,-,2.2、法拉第定理,1、电镀原理及基础,法拉第定律是描述电极上通过的电量与电极反应物重量之间的关系,又称为电解定律.,电解定律是自然界中最严格的定律之一.它不受温度、压力、电解质溶液浓度、溶剂的性质、电解质材料和形状等因素的影响。,第一定律：,电解时,电极上析出(或溶解)物质的质量与电解液中所通过的电量成正比.,m=KIt=KQ,m-析出物质量(g),K-比例常数(电化当量)(g/Ah),I-电流强度(A),t-通电时间(h),Q-通过电量(Ah),第二定律：,电极上每析出(或溶解)1mol的任何物质所需的电量为n*96500C或n*26.8Ah,1电量为96500C,它是一个常数，一般称为法拉第常数,镀层厚度d的计算公式(d：um),d=(KD,k,t,k,100)/(60),电镀时间t计算公式（t：min）,t=(60d)/(KD,k,k,100),-电镀层金属密度(g/cm,3,),D,K,-阴极电流密度(A/dm,2,),k,-阴极电流效率(),1、电镀原理及基础,举例：,已知镀镍液电流效率,k,为,95%，D,K,为15A/d，电镀1分钟后所得镀层厚度是多少?,解：查得镍的K为1.095,为8.9,根据公式d=(KD,k,t,k,100)/(60),=(1.0951510.95100)/(608.9),=2.922(um),常用数据：,序号,金属,密度g/cm,2,熔点,沸点,比热容20J/g,线膨胀系数2010,-6,/,热传导20时W/cm,电阻系数,/cm,1,铜,8.96,1083,2595,0.3843,16.42,3.8644,1.63,3,锡,7.3,232,2270,0.2261,23,0.6573,11.3,4,金,19.3,1062.7,2949,0.1290,14.4,2.9609,2.21,5,银,10.9,960,2000,0.2336,18.9,4.0779,1.58,6,钯,12.0,1555,3980,0.2458,11.6,0.6741,10.8,8,镍,8.9,1452,2900,0.4689,13.7,0.5862,20,序号,金属,符号,原子价,比重,原子量,当量,电化学当量,mg/库仑,克/安培小时,1,金,Au,1,19.3,197.2,197.2,2.0436,7.357,2,金,Au,3,19.3,65.7,65.7,0.681,2.452,3,银,Ag,1,10.5,107.88,107.88,1.118,4.025,4,铜,Cu,1,8.93,63.54,63.54,0.658,2.372,5,铜,Cu,2,8.93,63.54,63.54,0.329,1.186,7,锡,Sn,2,7.33,118.70,118.70,0.615,2.214,8,锡,Sn,4,7.33,118.70,118.70,0.307,1.107,序号,金属镀层名称,金属镀层重量,mg/cm,2,g/dm,2,1,铜镀层,0.89,0.089,2,金镀层,1.94,0.194,3,镍镀层,0.89,0.089,4,镍镀层,0.73,0.073,5,钯镀层,1.20,0.120,2.3、镀层的分类：,1、电镀原理及基础,使,用,目,的,功,能,性,镀,层,耐磨和减磨性镀层,抗高温氧化镀层,修复性镀层,热处理用镀层,磁性镀层,导电性镀层,其他,可焊性镀层,防护-装饰性镀层,保护基体金属,赋予美丽外观.,提高制品表面硬度,增加其抗磨能力(,Sn-Pb,),磁环磁盘磁膜(Ni-FeCo-Ni),保护制品在热处理时不改变性能(CuSn),修复损坏部位(FeCuCr),改善焊接性能(Sn),改善光学性能镀层等(Cr,黑铬),防止制品在高温下被氧化腐蚀(Pt-rh),提高表面导电性能(Au-Co),镀,层,结,构,简单镀层,复合镀层,组合镀层,单一金属镀层(ZnCr),几层相同或不同金属叠加而成的镀层,(暗Ni-半光Ni-光Ni Ni-Au Ni-Cu),固体微粒均匀地分散在金属中而形成的镀层,(Ni-SiC Cu-Al,3,O,2,),1、电镀原理及基础,对镀层的主要要求：,1、,镀层与基体的结合必须牢固,附着力好,2、,镀层完整,结晶细致紧密,孔隙率小,3、,具有良好的物理、化学及机械性能,4、具有符合标准规定的镀层厚度,且镀层分布要均匀,影响电镀质量的因素：,因,素,电,源,基,件,溶,液,电流密度,添加剂、导电盐、金属离子浓度等直接影响镀层的好坏,电流密度影响镀层的结晶效果,电流波形,电 极,电流波形对镀层的结晶组织、光亮、镀液的分散能力和,覆盖能力等都有影响.现在多使用脉冲电流,电极的形状、尺寸、位置影响镀层的分布效果,成 分,温 度,搅 拌,适当的温度可以提高溶液的导电性，促进阳极溶解，,提高阴极电流效率，减少针孔，降低镀层内应力等,加速溶液对流，降低阴极的浓差极化作用,表面状态,形 状,清洁、平整的基件表面镀层效果越好,影响电流分布，位置定位等,上料,脱脂,酸洗,活化,预镀,电镀,水洗,钝化,封孔,干燥,下料,前处理,电 镀,后处理,2.4、电镀流程分析：,1、电镀原理及基础,前处理:电镀前的所有工序统称为前处理,目的是修整工件表面,去除工件表面的油脂,锈皮,氧化膜等,为后面镀层沉积提供所需的电镀表面.前处理主要影响到外观结合力,据统计,60%的电镀不良品由于前处理不良所造成.,前处理的方式有:喷砂、磨光、抛光、热浸脱脂、超音波脱脂、电脱脂、酸洗活化等。,电镀:在工件表面得到所需镀层。整个流程的核心程序。,后处理：电镀后对镀层进行各种处理以增强镀层的各种性能。如耐腐蚀性、抗变色能力、可焊性等。,后处理的方式有：钝化、中和、着色、防变色、封孔等,2、电镀原理及基础,1、行业简介,2、电镀原理及基础,3、连续电镀设备分析,4、特殊结构解析,5、电控系统,返回,3、连续电镀设备分析,3.1 用材分析,3.2 槽体结构,3.3 管路循环系统,3.4 机台骨架结构,3.5 其他配件,2、电镀原理及基础,3.1、用材分析：,1、行业简介,不锈钢:密度7.9g/cm,3,.常用的有JIS标准SUS 304 316等 GB的1Cr18Ni9Ti钢 由于钢中含有Ti,能促使碳化物稳定而具有较高的抗晶间腐蚀性.对硝酸、醋酸、磷酸、盐及碱的溶液、有机酸、水蒸气及湿空气的耐腐蚀性高。对浓硫酸、盐酸、氢氟酸、氯气等耐腐蚀性差。在电镀设备中。主要用于骨架结构、高温槽体、脱脂阳极、及治具零件上都有使用。材料常见，价格便宜。,铜:紫铜密度8.9g/cm,3,.常用的铜材有紫铜和黄铜也有特殊结构用磷青铜。铜具有良好的导电性能和导热性能。电镀设备中。主要用于制作导电柱、汇流铜排。还有个别用来制作导热管或冷却管的。材料常见，价格贵。,Ti:银白色金属，密度4.5g/cm,3,.其力学性能与化学性能与不锈钢接近。塑性好，可焊接，可切削加工，耐腐蚀性好，抗氧化性优于不锈钢。主要用于350度以下，受力不大，要求高塑性，耐腐蚀性场合。其抗拉强度为420MPA，冲击强度为80-100J/cm,2,弹性模量为105GPA。主要用于治具制作、泵浦轴心、加热器等。材料常见，价格贵。,PP:化学名聚丙烯。又名百折胶。密度0.91g/cm,3,.是最轻的塑料之一。物料稍软，不易折断，比重轻，可浮于水面。极易燃烧，离开火源可自熄，火焰蓝色，黄顶，少许白烟，会发涨有熔液下滴，石油味，似煤。PP产品质量轻、韧性好、耐化学性好，缺点是尺寸精度低、刚性差。多用于槽体制作、管道以及一些治具制作。材料常见，价格便宜。,3.1、用材分析：,1、行业简介,PVC:化学名聚氯乙烯。密度1.1-1.3g/cm,3,。PVC中类很多，分软质、半硬质和硬质PVC。离开火源会自动熄灭，燃烧时火焰黄色，绿边,黄绿白烟，有氯气味。多用于槽体制作、管道以及一些治具制作。材料常见，价格便宜。,附图：,POM:化学名聚甲醛。密度1.41-1.43g/cm,3,。,俗名赛钢。较脆，易折断，可以燃烧，离开火源可自燃，火焰呈清晰之蓝色，无烟，有熔液下滴，气味有毒特别刺鼻，会令人流泪。具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性，耐高温。适合做齿轮、轴承及管道零件等，材料常见，价格中等。,PP、PVC,黄铜,Ti,不锈钢,3.2、槽体结构：,1、行业简介,上槽,子槽,子槽堰口,1、行业简介,堰口流量计算：,Q=CbH,3/2,(m,3,/min),C=107.1+0.177/H+14.2H/D+2.04(B/D),1/2,-25.7(B-b)H/DB,1/2,子母槽容积比：1：5-6倍,进水,流量计算：,1、行业简介,各种槽体结构图：,3.2、槽体结构：,1、行业简介,视窗,溢流,排水,储槽：,储存药水，搅拌、加热、过滤、弱电解等一般在储槽内进行。容积根据交换速度，以及使用的时间，子槽容积等因素来决定，一般Ni、Sn储槽容积250-400L，Au、Pd在150L左右，水洗80-120L。,3.3、管路循环系统：,1、行业简介,泵浦管路,排水管路,回流管路,进水管路,管路是流体流动的通道，铺设时应避免过多的弯道，以防造成过大的管损。距离较远时应在一定位置做支撑补强。回流管路的大小一般为进水管径的4-6倍。管道材质一般采用PVC及PP管。,3.4、机台骨架结构：,1、行业简介,