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电镀技术培训 2010年12月 目录 第一章电镀基础知识第二章镀层与镀液性能测试及仪器第三章电镀辅助设备及生产线 第一章电镀基础知识 电镀概念及应用电镀基础术语电镀层分类及要求电镀液分类及性能局部电镀电镀工艺的基本计算 返回 第一章电镀基础知识 第一节 电镀概念及应用1 电镀的定义电镀是以直流电通入一定的电解质溶液 通过电能向化学能的转换 把金属镀到零件表面上的过程 2 电镀的目的通过改变零件表面的外观和物理化学性质 达到装饰性 美观 耐蚀性 防锈 和耐磨性 硬度 等 3 电镀的应用电镀技术广泛应用于汽车 摩托车 卫浴 锁件 日用五金 机械等 4 电镀的基本工艺可以分为三个阶段 镀前处理 电镀处理 镀后处理 第一章 第一章电镀基础知识 第二节 电镀基础术语 镀液主盐 络合剂 附加盐 添加剂 缓冲剂等 设备 镀槽 电源 阳极 阴极 加温棒等 不溶性阳极 在电镀过程中不溶性阳极不发生溶解 表面上发生某些物质的氧化反应 而金属离子的消耗由添加主盐进行补充 电镀铬 可溶性阳极 即以被镀金属材料制作阳极 如镀镍用镍制作阳极 镀银用银制作阳极 阳极反应为金属的氧化反应 生成金属离子以补充阴极反应中金属离子的消耗 被镀工件作为阴极 表面上主要发生金属离子 或其络离子 的还原反应 形成金属镀层 覆盖在工件表面 在硫酸镍电解液中镀镍 主要阴极反应为 Ni2 2e Ni为简单金属离子的还原 阴极反应 在氰化物电解液中镀铜 主要阴极反应为 Cu CN 3 2 e Cu 3CN 为金属络离子的还原 第一章 第三节 电镀层分类及要求 镀层分类 必须指出 镀层的阳极性或阴极性区分不是绝对的 而是与使用环境密切相关 第一章电镀基础知识 2 对镀层要求1 结合力基体与镀层 镀层与镀层2 镀层覆盖覆盖均匀 无缺陷3 厚度厚度 孔隙率4 其他指标光亮度 硬度 色彩 耐蚀性 外观 五金电镀 第一章 第一章电镀基础知识 3 影响质量因素1 镀前处理除油 水洗 活化 酸蚀等2 镀液特性和状况镀液性质 各组分的含量等3 基体金属状况电负性 带电入槽等4 电镀过程电流密度 温度 送电方式 搅拌等5 析氢反应针孔 麻点 鼓泡 氢脆等6 电镀后处理清洗 钝化 除氢 抛光等7 电镀电源电流 电压 波形等 第一章 环保三价铬电镀 第一章电镀基础知识 第四节 电镀液分类及性能1 电镀液的分类1 单盐镀液氯化物镀锌2 络合物镀液氰化物镀银2 镀液的性能分散能力指镀液所具有的镀层厚度均匀分布的能力 也叫均镀能力 覆盖能力指镀液能使零件深孔 凹洼的表面沉积出镀层的能力 也叫深镀能力 电流效率指电极上通过单位电量时 产物的实际重量与其电化当量之比 通常以百分数表示 以 表示 第一章电镀基础知识 3 电镀工艺条件的影响1 阴极电流密度范围上限下限2 温度范围高温低温3 搅拌阴极移动 空气搅拌 镀液循环4 电源功率 波形5 基体金属材料性质 表面状况6 几何因素镀槽 阳极 挂具和零件 第一章 第一章电镀基础知识 4 镀层分布的影响因素 1 阴极极化度 阴极极化度大 分散能力好 2 镀液电导率 加入电解质 3 阴极电流效率 电流效率 电流密度 4 基材表面状况 光洁度 短时间冲击电流 5 几何因素 电极形状 尺寸等 镀槽的形状 第一章 第二章镀层与镀液性能测试及仪器 电镀层性能测试及仪器电镀溶液性能测试及仪器电镀中使用的精密分析仪器 返回 第二章镀层与镀液性能测试及仪器 第一节 电镀层性能测试及仪器1 概述实际条件考核暴嗮试验 大气腐蚀试验等模拟条件考核老化试验 潮湿试验 盐雾试验2 电镀层外观检测1 表面缺陷麻点 针孔 脱皮 起泡2 光泽性光泽 半光泽 亚光3 覆盖性上镀面积 复杂零件4 色泽黑钝化 蓝白钝化 第二章镀层与镀液性能测试及仪器 3 镀层的结合力镀层结合力是指镀层与基体金属或中间镀层的结合强度 即单位表面积的镀层从基体金属或中间镀层上剥离所需要的力 参考标准 GB T5270 200X 金属基体上的覆盖层 电沉积和化学沉积层 附着强度试验方法 一般情况下 车间内只做定性检验 具体检验方法有如下几种 1 弯曲试验2 划痕试验3 锉刀试验4 加热试验 第二章镀层与镀液性能测试及仪器 4 电镀层厚度测量电镀层厚度是衡量镀层质量的重要指标 它在很大程度上影响着产品的可靠性和使用寿命 镀层厚度检验方法有破坏法和非破坏法两大类 破坏检测法 阳极溶解法 最常用的镀层厚度测量方法 金相显微法 镀层厚度测量的仲裁方法 等 非破坏检测法 磁性法涡流法X 射线光谱测定法 第二章镀层与镀液性能测试及仪器 5 电镀层孔隙率测量应用较广的镀层孔隙率测试方法使用的是铁试剂试验法和潮湿硫 硫华 试验法 参考标准 GB T17721 1999 金属覆盖层孔隙率试验铁试剂试验 本方法特别适用于工程用铬覆盖层 GB T18179 2000 金属覆盖层孔隙率试验潮湿硫 硫华 试验 本方法特别适用于在还原硫气氛中不明显变色的各种单层或组合覆盖层 例如 金 镍 锡 锡 铅 钯及其合金 第二章镀层与镀液性能测试及仪器 6 电镀层硬度试验 1 划痕法划痕法的设备比较简单 锉刀硬度法即是其中的一种 2 压痕法压痕法使用专用的显微硬度计或附有硬度测定装置的金相显微镜 3 维氏和努氏显微硬度测定参考标准 GB T9790 1988 金属覆盖层及其他有关覆盖层维氏和努氏显微硬度试验 第二章镀层与镀液性能测试及仪器 7 电镀层延展性测量延展性是材料的一种性能 它不受试样尺寸的影响 但覆盖层厚度可能影响线性延伸性的数值 测量金属覆盖层延展性的方法可分为二大类 1 在有基体的覆盖层上测量 2 在去除基体后的覆盖层箔上测量 参考标准 GB T15821 1995 金属覆盖层延展性测量方法 第二章镀层与镀液性能测试及仪器 8 人工加速腐蚀试验人工加速腐蚀试验种类很多 常用的有 中性盐雾试验 NSS试验 醋酸盐雾试验 ASS试验 铜加速醋酸盐雾试验 CASS试验 腐蚀膏腐蚀试验 CORR试验 参考标准 GB T10125 1997 人造气氛腐蚀试验盐雾试验 盐雾箱 第二章镀层与镀液性能测试及仪器 中性盐雾试验 NSS试验 1 试验溶液将化学纯的氯化钠溶于蒸馏水或去离子水中 其浓度为50g L 5g L 溶液的pH值为6 5 7 2 使用前须过滤 2 试验条件 试验温度 35 2 相对湿度 95 盐水溶液pH值 6 5 7 2 降雾量 1 5 0 5mL h 80cm2 喷雾时间 连续喷雾 应按被试覆盖层或产品标准的要求而定 第二章镀层与镀液性能测试及仪器 第二节 电镀溶液性能测试及仪器1 概述电镀溶液是决定电镀层质量的最基本和最主要的因素 如pH值 电导率 电流效率 表面张力 分散能力 极化曲线 第二章镀层与镀液性能测试及仪器 2 pH计pH试纸和pH计pH计测量的基本原理 测定一个电极电位与氢离子浓度相关的电极与参比电极之间的电位差 甘汞电极 pH计 第二章镀层与镀液性能测试及仪器 3 极化曲线的测定极化曲线在电镀研究和实际生产中都有着十分重要的意义 例如 镀层致密 光亮程度就取决于溶液的极化度大小 动态恒电位扫描法扫描电压 然后用函数记录仪或示波器连续记录下电位 电流关系曲线的方法 电化学工作站 第二章镀层与镀液性能测试及仪器 4 霍尔槽试验霍尔槽是一种试验效果好 操作简单 所需溶液体积小的小型电镀试验槽 电流密度温度pH值镀液成分分散能力整平性 霍尔槽 霍尔槽电源 第二章 第二章镀层与镀液性能测试及仪器 第三节 电镀中使用的精密分析仪器1 概述电镀中的使用的精密分析仪器1 原子吸收分光光度仪 AAS 2 紫外 可见分光光度仪 UV VIS 3 循环伏安分析仪 CVS 4 X射线能量色散光谱仪 EDX 5 扫描电子显微镜 SEM 6 X射线测厚仪 XRF测厚 原子吸收分光光度仪 AAS 紫外 可见分光光度仪 UV VIS X射线测厚仪 XRF测厚 返回 第三章电镀辅助设备及生产线 电镀辅助设备电镀生产线设备 返回 第一节 镀辅助设备1 机械设备1 磨光用旋转的磨光轮上磨料对工件表面进行磨削加工过程 2 抛光用涂有抛光膏的抛光轮对零件表面进行加工的过程 3 滚光将零件与磨削介质放进滚桶中做低速旋转 靠零点和磨料的相对运动进行光饰处理的过程 第三章电镀辅助设备及生产线 第三章电镀辅助设备及生产线 2 超声波设备作用 强化除油 除垢和清除表层氧化膜等表面净化过程 促进电镀过程的电化学反应 以实现常规电镀和清洗方式所不能达到的效果 第三章电镀辅助设备及生产线 3 过滤机过滤机滤芯分类 TYR系列 纱绕滤芯 TYZ系列 纸质滤芯 TYS系列 微孔塑料滤芯 TYB系列 布质滤芯 TYC系列 烧结陶瓷滤芯 TYJ系列 金属纤维滤芯 第三章电镀辅助设备及生产线 4 纯水机纯水机目前采用机理有 离子交换 反渗透等 先对原水进行过滤处理 砂缸 碳缸 后进行离子交换或反渗透处理 第三章电镀辅助设备及生产线 5 水冷机冷却方式为冷却管冷却 优点 结构简单 容易制造安装 不需要专门的换热器及溶液循环水泵 缺点 占用了槽子内部空间 影响装载量 由于槽液接近静止状态 所需换热面积大 第三章电镀辅助设备及生产线 6 空气压缩机空气压缩机是气源装置中的主体 它是将原动机 通常是电动机 的机械能转换成气体压力能的装置 是压缩空气的气压发生装置 第三章电镀辅助设备及生产线 7 整流器分类 硅整流器设备 可控硅整流设备和高频开关电源设备 两个主要功能 第一 将交流电 AC 变成直流电 DC 经滤波后供给负载 或者供给逆变器 第二 给蓄电池提供充电电压 开关电源 硅整流器电源 可控硅电源 第三章电镀辅助设备及生产线 8 抽风机分类 离心式轴流式电镀生产中常用的是低压和中压离心式抽风机 风量大 效果好 第三章电镀辅助设备及生产线 9 甩干机电镀工件清洗后必须尽快脱水干燥 防止附着残液产生腐蚀和水渍 大部分甩干机的机盖都带有电加热器 第三章电镀辅助设备及生产线 10 挂具用于悬挂工件并将电流导致工件的框架 有的要配备辅助阳极 辅助阴极或屏蔽板等 例 铝阳极氧化 塑料电镀使用的挂具表面非接点部位要有良好的绝缘层 第三章电镀辅助设备及生产线 11 钛篮 安放阳极 导电作用 第三章电镀辅助设备及生产线 12 加热设备蒸汽加热 电加热1 蒸汽加热蒸汽加热就是使高温蒸汽通过加热元件 利用热交换原理加热 2 电加热电加热则是利用加热元件使电能转化为热能 第三章 第三章电镀辅助设备及生产线 第二节 电镀生产线设备电镀生产线就是按照工艺把各种槽体 除油槽 酸性槽 电镀槽 水洗槽等 依次摆置 完成一整套工艺流程的设备 辅助设备 镀件提升装置 电气控制装置 电源 过滤机 加热与冷却设备 检测设备 空气搅拌设备 抽风设备 回收设备 纯水机等 按照结构分 直线式 环形式 按照运行方式分 手动线和自动线 按照镀件装挂方式分 吊镀线 滚镀线 按镀层种类分 镀锌 铜 镍 铬 镀硬铬等 按镀件电镀方式分 带材电镀 线材电镀 滚挂镀 第三章电镀辅助设备及生产线 1 手动型电镀生产线手动型生产线通常适用于小批量或贵重金属电镀 如镀镍 镀银 镀金等 包括整套工艺的电镀缸 水缸及生产线外围所有的电镀设备 手动型电镀生产线的特点 可同时具有2 3个工艺流程 满足多种零件的电镀工艺 系统具有很强的适应能力 第三章电镀辅助设备及生产线 2 自动型电镀生产线自动型生产线是按照一定的电镀工艺过程要求将有关镀槽及辅助设施组合为一体的总称 优点 生产效率高 产品质量稳定 劳动条件好 缺点 设备投资高 维护工作较复杂 第三章电镀辅助设备及生产线 3 直线式电镀生产线 龙门 直线式电镀生产线是是把各工艺槽排成一条直线 在它的上方用带有特殊吊钩的电动吊车来传送挂有工件的极杆或滚筒 特点 结构简单合理 操作方便 适用于大 中 小型零件和各种批量的生产规模 使用比较普遍 第三章电镀辅助设备及生产线 4 环形式电镀生产线环形式电镀生产线的工艺槽典型排列方式呈U形 因此又称为U形自动线 优点 自动化程度高 效率高 外形美观 机械运转速度可调 使镀件夹持稳定 运转周期短 适用于镀层质量要求高 大批量 形状较单一 工艺成熟的电镀 缺点 制造费用高 占地面积较大 机械结构要求高 只适用于中型零件的生产 第三章电镀辅助设备及生产线 5 线 带 材电镀生产线带料及线材电镀属于捲料连续电镀过程 其电镀自动线除连续电镀所需各种工艺槽和导向导电装置外 还设有放料和收捲装置 1 带料电镀生产线水平放置垂直放置2 线材电镀生产线水平运动式垂直浸入式盘绕式 第三章电镀辅助设备及生产线 目前 下列零件一般不宜采用滚镀 1 成堆翻滚时容易产生永久变形的零件 2 容易在翻滚时产生 搭桥 现象的枝杈零件 3 容易互相粘帖或在滚镀中容易漂浮的薄片零件 4 孔内也要求有均匀镀层或者要求保持棱角的零件 5 镀层厚度超过10 m的零件 6 重量超过0 5kg的零件等 滚桶 返回 6 滚镀生产线滚镀可节省大量装卸零件的时间 增加镀槽的一次装载量