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星期六,4 月 4日,2026
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复合镀的基本原理

复合镀按沉积方式的不同可分为以下3种。
 
(1)以微粒子为弥散相,使之悬浮于镀液中进行电沉积或化学沉积,这种方法称为弥散沉积
法。
 
(2)粒子大或重时,让粒子先沉积于基体表面,再用析出金属填补粒子间隙,这种方法称为沉积共析法。
 
(3)把长纤维埋人或卷缠于基体表面后进行沉积,这种方法称为埋置沉积法。
 
习惯上把前两种方法称为复合镀,而把后一种方法称为纤维强化复合镀。
 
复合镀的过程是物理过程和化学过程的有机结合。一般认为,弥散复合电镀时,微粒与金属共沉积过程分为镀液中的微粒向阴极表面附近输送、微粒吸附于被镀金属表面、金属离子在阴极表面放电沉积形成晶格并将固体微粒埋入金属层中等几个步骤。共析出的粒子在沉积的金属中形成不规则分布的弥散相。在纤维强化复合镀中,卷缠的长纤维呈现有规则的排列。化学镀同样可以制备高质量的复合镀层。
 
微粒向阴极表面附近的输送主要取决于镀液的搅拌方式和强度,以及阴极的形状和排布状况。微粒在阴极表面的吸附受到微粒与电极间作用力等各种因素的影响,如微粒和电极的特性、镀液的成分和性能及电镀的操作条件等。一般来说,只有在微粒周围的金属层厚度大于微粒粒径的一半时,才认为微粒已被金属嵌人。因此,微粒在阴极表面的吸附程度、流动的溶液对阴极上微粒的冲击作用、金属电沉积的速度等都会对微粒在基质金属中的嵌人产生影响。
 
要制备理想的复合镀层,不仅要求微粒和纤维自身稳定,而且还应不促使镀液分解。微粒的粒径或纤维的直径要适当,通常为0.1?10μm,但以0.5?3μm最好。此外,适当的搅拌也必不可少。


 

电镀层怎样分类?

1. 按电化学性质分类
可分为阳极性镀层和阴极性镀层。
(1) 阳极性镀层
镀层金属的电势比基体金属的电势低的镀层叫阳极性镀层。如钢铁件上镀锌,海洋环境下的铁制品表面镀镉,有机酸环境下的铁制品表面镀锡等。这类镀层的特点是当形成腐蚀微电池时,即当发生电化学腐蚀时,处于阳极的镀层金属不断损耗而基体金属得到保护。所以首先腐蚀的是镀层金属(如锌、镉,相对钢铁制品而言),对钢铁件起电化学保护作用。
对阳极性镀层,镀层的厚度对防护能力有决定性影响。

(2) 阴极性镀层
镀层金属相对于基体金属的电势高的镀层叫阴极性镀层。如钢铁件上的铜、镍、铬、金、银镀层等。阴极镀层只有在它完整无缺时,才对基体金属起保护作用。否则,这些镀层一旦形成腐蚀微电池,首先腐蚀的是作为阳极的基体金属,是从里往外腐蚀的,不但不能保护基体金属,反而加快腐蚀速度。所以对于阴极性镀层特别重要的是镀层要有一定厚度,孔隙率要尽可能低。

金属的电极电势随介质与工作条件的不同而发生变化,因而镀层究竟是阳极性镀层,还是阴极性镀层,要看镀层所处的介质和环境来确定。如对铁而言,在一般条件下锌是典型的阳极性镀层,但在70~80℃的热水中锌的电极电势却变得比铁高,因而成了阴极性镀层。再如锡对铁来说,在一般条件下是阴极性镀层,但在有机酸的介质中却变成阳极性镀层。

2. 按用途分类
可分为防护性镀层。防护-装饰性镀层、修复性镀层、功能性镀层等。
(1)护性镀层
防止基体金属在大气或其他环境中发生腐蚀的镀层叫防护性镀层。如钢铁件上的锌、镉、锡等镀层以及锌基合金镀层(锌-铁、锌-钴、锌-镍等)属于此类镀层。对于黑色金属工件,在一般大气条件下均采用镀锌进行防护。此镀层用途广泛,约占电镀生产量的50%以上。在潮湿和海洋性大气中可用镀镉层保护。对于紧固件的防护选用镉或镉-锡合金。如在化工生产中高压垫圈密封防腐等。锡镀层对有机酸有很好的耐蚀性,它不仅防锈力强,且产生的腐蚀化合物对人体无害,大量用于食品加工行业。

(2) 防护-装饰性镀层
既能防止基体金属发生腐蚀又具有美观的镀层称为防护装饰性镀层。如钢铁件上的铜/镍/铬镀层,镍-铁/铬镀层,铜-锡/铬等。它要求镀层既能防腐蚀,又具有装饰性。这类镀层往往是先镀“底层”,再镀“表层”,有时还有“中间层”。之所以如此,是因为很难找到一种单一的金属镀层能够同时满足防护与装饰的双重要求。一些镀层金属虽然防腐蚀能力很强,但在使用环境下它不能持久保持光泽。另外一些镀层金属虽然防腐蚀能力较差,但它能赋予制品外表经久不变的光泽,且不易磨损。因此,利用多层电镀彼此间的长处对其进行搭配使用,弥补相互的缺陷。如铜/镍/铬镀层,先镀铜作为底层,再镀镍作为中间层,以提高耐蚀性,外层是微带蓝色的光亮铬,有很好的装饰性。在仪器仪表、汽车、自行车的外表部件大都采用这种组合镀层。

(3) 修复性镀层
可使局部磨损的工件局部或整体加厚或恢复尺寸的镀层叫修复性镀层。一些主要的机械零部件,如火车、汽车。石油化工等机械上的大轴、曲轴、齿轮等都可以进行电镀修复,以延长使用寿命,深井泵轴等可用电镀硬铬、镀铁加以修复。

(4) 功能性镀层
功能性镀层是利用镀层金属的各种机械、物理、化学性能来满足各类场合的需要,根据镀层的性能,又可将它们分为以下主要的几类。

①耐磨和减摩镀层。靠提高制品的表面硬度来增加其抗磨损能力,在工业上多采用镀硬铬,如各种轴和曲轴的轴颈、印花辊的辊面、发动机的汽缸内壁和活塞环、冲压模具的内腔等;以铅-锡合金、铅-锡-铜合金等作减摩镀层,用于滑动接触面,起润滑作用,从而减少滑动摩擦。

②抗高温氧化镀层。对可能在高温下被氧化(高温腐蚀)的零部件表面镀高温抗氧化层,以提高零部件表面的抗高温氧化能力。如喷气发动机转子、叶片等高熔点的金属材料制作的某些特殊用途的工件需镀镍、镀铬。镀铂-锗合金;在某些情况下,还使用复合镀层,如镍-氧化锗。镍-氧化铝等来提高金属材料的抗高温氧化性能。

③磁性镀层。在电子计算机设备中的磁环、磁鼓、磁盘、磁膜磁储存部件,均需使用磁性材料。常用的磁性合金镀层有钴-镍、镍-铁、镍-磷-钴等。目前多采用电镀和化学镀方法来制备磁性材料,以满足这方面的要求。通过改变电镀工艺参数,还可以调整镀层的磁性能参数。

④可焊性镀层。一些电子元器件组装时,需要进行钎焊。为了改善它们的焊接性能,通常镀的锡、银或锡-铅合金。金等都属于此类镀层。若同时要求耐磨,可镀以银-锑合金。金-钴合金、金-锑合金等。

在生产实践中应用的其他功能镀层还有很多。如为了增强钢丝与橡胶热压时的点合性,可以在钢丝上镀黄铜(铜-锌合金) ;为提高表面导电性能的镀层,可镀铜或镀银,既要求导电性能好,同时还要具有一定的耐磨性时,则应镀以金或银合金;为了抵抗硫酸及铬酸的腐蚀,可以镀铅。为防止局部渗碳需镀铜,防止局部渗氮则应镀锡;为了增加反光能力,可以镀铬、银或高锡青铜;为了消光或吸收光能转变为热能,可镀黑镍、黑铬等。

3.按镀层的组合形式分类
可分为简单结构、多层组合结构。复合镀层等三类。
(1) 简单结构
只镀单层镀层,也称单金属电镀。用一层金属来满足使用要求。
(2) 多层组合结构
多层镀层可由不同金属镀层组成,如铜/镍/铬三层结构;也可由相同金属组成,如高耐蚀性的双层镍和三层镍等。
(3) 复合镀层
是以金属为基,非金属或金属微粒为分散相,组成弥散结构的镀层,即复合镀层,具有高耐磨,高耐蚀性。利用复合镀技术,改善材料表面结构或状态,提高材料的使用功能,扩大材料的应用范围,获得具有一定功能的镀层,乃是电镀的发展趋势。

简述基材镀层选择的原则及要求

在生活中的许多物品,如水龙头、水壶、门窗、甚至是汽车零件、电路板等物品,它们或多或少都在使用电镀技术。
 
电镀工艺除了增加物体表面美观度外,还可因表层基材镀上金属镀层,而改变物体表面性质或尺寸,使其能达到本身材质无法做到的事情,例如赋予物品的防锈,防止磨损的功能,或提高导电性、润滑性、耐热性、耐候性及强度等。
 
因此,电镀就作为一种应用极为广泛表面处理工艺,但是并不是每一种基材和镀层都可以相互搭配,基材与镀层的选择也是有技巧的。每一种镀层都具有独特的性质与用途,在选择镀层时除需考虑镀层的应用性质外,还应考虑加工工艺及成本等问题。
 
镀层选择的几点要求:
1、零件的工作环境及要求
绝大多数零件的电镀要求有良好的防护性,环境因素是金属材料发生腐蚀的根本条件,如大气环境(工业性大气、海洋性大气)、工作温度、湿度、介质性质、力学条件等,所以环境因素是选择镀层首先考虑的问题。与此同时,还应考虑电性能、磁性能等特定的功能。
 
2、零件的种类与性质
基体材料的种类和物理、化学性质对选择镀层的种类和结构有着很大的影响,如钢铁材料在一般性大气中的防护镀层应采用镀锌层、阳极性镀层、简单结构。由于铜、镍、铬相对于钢铁都是阴极性镀层,要求镀层应有较小的孔隙率和适当的厚度,而且还应根据材料的种类选择与其相应的前处理工艺,才可以获得与集体结合良好的镀层。
 
3、零件的结构、形状及尺寸公差
结构复杂或带有深孔的零件,应选用覆盖能力及分散能力良好的镀液,否则在凹洼或深孔的表面无法镀上镀层,或镀层不均匀。一般情况下,对于较细的管状零件其内壁很难得到完整的镀层,则通过采用化学镀的方法,能很好地解决这一问题。对于尺寸公差较小、要求严格的精密零件,必须采用性能良好的薄层。
 
4、镀层的性质及使用寿命
镀层可以改变基体材料的表面性质,可以延长零件的使用寿命,但并非死永久性的。特别是防护性镀层,经过一定的时间仍需进行修复或更换。选用镀层的性质与寿命要和零件的具体要求相适应,满足预期的目的,使得零件在使用期内能安全可靠的工作。
 
不同镀层的性质既有共性也有差异,因此产品进行电镀加工时,应根据不同的工作条件和环境,同时结合电镀加工成本来选择适当的镀层。

影响电镀层质量的两大因素探讨

电镀件质量的好坏直接影响着设备的整体质量。影响电镀质量的因素包括内部因素和外部因素。因此,不仅要对影响电镀质量的内部因素应有一个全面的认识,而且对影响电镀质量的外部因素也不容忽视,严格控制每一个环节,才能确保电镀质量。

影响电镀质量的因素包括内部因素和外部因素两个方面:
一、内部因素
电镀车间内部严格的质量管理是电镀零件质量的有力保障。为了从根本上提高电镀质量,并获得优质镀层的目的,对影响电镀质量的每一个内部环节都应有一个全面的认识。

(一) 前处理因素
镀层与基体之间的结合力、防腐性能和外观质量的好坏,与零部件镀前表面处理的优劣有着直接关系。附着于零件表面的油、锈、氧化皮等污物,就是妨碍电镀液与金属基体充分接触的中间障碍物,在这种表面上不可能形成合格的电镀层。当镀件上附着极薄的甚至肉眼看不见的油膜和氧化膜时,虽然得到外观正常、结晶细致的镀层,但是结合强度大为降低。
因此,做好零件的前处理,是整个电镀工序获得良好结果的先决条件。首先,必须保证除油和酸洗溶液的浓度和纯度,溶液中漂浮的油污要及时清理干净;其次,除锈液杂质达到一定量时,将会影响镀层质量,所以要定期更换。

(二)电镀药液因素
在电镀生产中,由于各种原因,导致各种有害杂质进入电镀液。杂质的种类繁多,大致有金属杂质、金属氧化物、非金属杂质和种种不溶性悬浮物、有机杂质等。各种镀液所含杂质的种类不尽相同,对同一种杂质的容忍程度也不相同。当一种或几种有害杂质积累到一定程度时,就会影响镀液性能和镀层质量,因此,不能等到杂质积累到造成危害时,才处理电镀液。另外,电镀药液各成分含量有一个最佳工艺范围,应对槽子药液定期进行化验分析,保证各成份在工艺范围内;同时,根据生产任务量、实际经验和化验结果,在杂质积累到有可能影响电镀层质量之前,净化处理电镀液,以保证电镀药液的稳定性。

(三)工艺条件控制因素
工艺条件的控制直接影响着电镀层的质量。只有掌握和控制好每个镀种的各工艺条件,才能获得优质镀层。温度、电流密度、pH值、电镀时间等工艺条件必须相匹配。如在镀硬铬时,温度和电流密度配合不当,对镀铬溶液的阴极电流效率、分散能力、镀层硬度和光亮度都有很大的影响。如下图,当温度较高时,需适当增加电流密度,才可以获得所需的镀层。二者互相制约,改变其一,另一因素必须跟着变化。因此对工艺条件控制不好,就会发生电镀质量事故。

二、外部因素
零件的电镀质量作为产品零件整体质量的一个环节,不仅受电镀工艺及电镀车间内部环节的影响,而且还不同程度地受企业其他生产环节和生产、技术部门的影响,这些因素往往非常容易被忽视,我们应该对这些因素有一个全面的认识。

(一)设计因素
产品设计人员在零件的图纸设计过程中往往只注重产品零件的形状、尺寸、加工精度等因素,对零件的加工工艺考虑不多,尤其是电镀工艺,这给电镀工作带来许多不必要的麻烦,同时对产品的质量也有一定的影响。

1.零件形状对电镀质量的影响。
镀铬电解液的分散能力极低,在零件的棱角、尖端部分电流集中,容易引起零件局部产生毛刺、烧焦、结瘤等缺陷;对于形状比较复杂的零件,其深凹处及内表面往往得不到镀层,从而达不到预期的效果。虽然采用象形阳极、防护阴极和辅助阳极,可以得到厚度尽可能均匀的镀层,但这势必给电镀工作带来很大的麻烦,并且电镀成本将大幅度增加。因此,设计人员在设计过程中应综合考虑,工艺人员也应加强工艺审查。只有在万不得已的情况下,使用象形阳极、防护阴极和辅助阳极。

2.组合件对电镀质量的影响。
所谓组合件是指由多个零件经焊接或铆合后成为不可拆的部件。如一些产品,悬锭系列粗纱机上,上、下清洁装置的绒带托板结合件即为此例,它是整套进行电镀。在电镀过程中,药液渗入零件缝隙内,一方面电镀后零件放置一段时间以后,藏于缝隙中的电解液向外渗出,与镀层发生反应造成零件锈蚀。另一方面,由于药液的渗入,上一道工序的药液得不到彻底清洗,污染下一道工序的药液,造成药液被污染而影响电镀质量。因此,在设计时,应尽量避免整套结合件进行电镀,尽可能考虑单个零件电镀后,再进行铆合或采用其它方法进行合套。

3.图纸标注不清。
习惯上,需电镀处理的零件在图纸上只简单注明镀种,而对于哪些是主要电镀面,没有明确注明,这使具体操作时容易造成混淆。对于主要部位,电镀工序必须保证镀层内在及外观的质量,不能有明显的色差。因此,只有在图纸上标明出主要部位和次要部位,电镀过程中才能恰当地选择挂具触电,确定零件的装挂位置,做到照顾主要部位,兼顾次要部位,绝缘保护不镀部位,以保证电镀的质量。

(二)镀前表面因素
电镀前零件表面质量严重影响着电镀的质量。在整平光滑表面上形成的镀层永远优于粗糙表面上形成的镀层。电镀之前的机加工、冷拉等零件制造工序,只保证本工序加工的尺寸、形位公差、表面光洁度等合格,而零件表面的锈蚀、氧化皮、难除污垢、磕碰等将导致电镀后零件外观达不到设计使用标准要求。另外,部分零件在进入电镀工序时表面状态不一致,同一个零件既有加工精密的部位,又有存在严重锈蚀及氧化皮的部位,使得电镀前处理无法进行,酸洗时间太短会使有氧化皮的部位氧化皮除不尽而无法进行电镀,酸洗时间太长会使精密尺寸部位腐蚀报废。正确的方法应该是先将锈蚀严重和有氧化皮的材料进行喷砂或酸洗等预处理除去表面氧化皮,然后再进行机械精加工,为零件最后进行的电镀处理提供一个尽可
能一致的表面状态,防止造成电镀工序顾此失彼。

(三)生产进度因素
由于许多零件的加工工序需跨转多个车间,而电镀总是最后一道工序,经常是零件还没有到
达电镀车间,装配车间已经等零件装配了。这种情况造成工期太紧,经常是连班加点赶工期,易造成电镀时间达不到工艺要求、或夜间工作光线不好看不清晰,从而影响电镀质量。因此,生产部门应协调好各车间加工工期,做到均衡生产,以保证电镀工序的加工时间,以生产出合格的电镀产品。

(四)储存、包装方面因素
在大气条件下,黑色金属用锌镀层来防止腐蚀。但当锌镀层接触到酚醛漆类、醇酸漆、酚醛塑料、潮湿的木材、胶合板等,对锌镀层的腐蚀是相当严重的,时间越长腐蚀产物越厚,这是少量有机挥发气氛对大气腐蚀的加速作用,叫做气氛腐蚀。能产生这样的有机挥发气氛的物质有:油漆、塑料、树脂、木材等。气氛腐蚀的腐蚀速度与有机挥发气氛的浓度有很大关系,浓度越高,腐蚀越严重。但是,有机挥发气氛只有在潮湿的大气中,才能腐蚀锌镀层,如果只有腐蚀气氛,而周围空气很干燥,则基本上不出现腐蚀现象,因此在大气中,只有在没有有机挥发气氛或者完全干燥空气的条件下,锌镀层才是可靠的防护性镀层。电镀合格的零件在储存过程中,一定保证库房的环境,避免零件发生气氛腐蚀。另外,在运输过程中,产品包装直接影响零件抗腐蚀能力。因此必须最大限度地减少有机挥发气氛源,镀锌件一定要用木箱包装存放,要加可靠的内包装,并放入干燥剂,以保证零件与外界腐蚀氛围完全隔离,否则零件极容易锈蚀,影响产品质量,造成不良影响。这些外部因素非常容易被我们忽视,成为影响电镀质量的重要因素。

三、结语
电镀作为制造业中的一个特殊工种,不可或缺,但往往不被重视。一旦出现了质量问题,只是从电镀工序找原因,而忽视其它外在因素。因此,为了确保电镀产品质量,不只是电镀车间,整个质量控制系统,都要有明确的责任和权限,尽可能为电镀工序着想,为电镀加工提供一个良好的基体底层。从图纸设计到工艺、工装准备,从零件加工、装配、检验到转运、保管,直到最后的包装运输,每一个环节都应严格控制,确保电镀质量,这对提高产品质量具有十分重要的现实意义。

三种常用的金属表面处理方法

机械处理法
机械处理法主要包含喷丸法和抛丸法两种。喷丸可以分为喷丸和喷砂,采用喷丸进行表面处理,打击力大,效果也很明显,但是可能导致工件变形。抛丸法主要利用离心力,将弹丸加速,然后抛射到工件清理锈迹和氧化皮。喷砂适用于工件表面要求较高的清理,但是喷砂过程中产生大量的矽尘无法清除,严重影响操作工人的健康并污染环境。抛丸的缺点很多,例如灵活性差、工件内部死角无法清理完全、设备结构复杂、费用高等。但是,无论抛丸法还是喷丸法,都无法处理清理带油污的工件。
 
化学处理法
主要利用酸性或碱性溶液与工件表面的氧化物及油污发生化学反应,使其溶解在酸性或碱性的溶液中,从而达到去除工件表面锈迹氧化皮及油污的目的。化学处理适用于对薄板件的处理,但缺点很明显:如果时间控制不当,即使在后续添加缓蚀剂后,钢材也会产生过蚀现象。以金属制品为例,金属制品在经过表面处理过程中,经酸洗和水冲洗后,金属制品表面很清洁,但是非常活化,很容易遭受腐蚀,当采用钝化液产生的钝化薄膜层将金属制品表面与外在介质隔离开,那么钝化薄膜层质量的差异对最终表面钝化处理效果起到关键性作用,但是经亚硝酸钠钝化产生的钝化薄膜层具有弹性差、孔隙率大、耐蚀性和耐磨性不佳等特点,因此,钝化处理后的金属制品存放时间短,短期内金属制品表面依然会重新发生氧化现象产生锈斑,不仅浪费钝化原材料,而且增加生产成本和能源消耗,以及金属材料损耗,尤其是延误了生产周期,严重的妨碍和制约了生产的正常有序进行。
 
手工处理法
用手工可以除去工件表面的锈迹和氧化皮,不过手工处理的劳动强度较大,生产效率低,质量差,最终清洁也不彻底,尤其对于结构比较复杂的工件和有孔零件,在经过酸性溶液清洗后,残余的酸液难以彻底清除,这会为工件日后的使用埋下隐患。除此之外,化学物质大都易挥发,成本高,后续的化学排放工作的进行也比较困难,一旦处理不当,会对环境造成严重影响,为此,手工处理法逐渐被机械处理法所取代。
 
无论上述何种处理方法,都有一定的局限性,事实上,现有很多金属工件的表面处理方法还不完备,或是处理效率低,或是对工件本身有损坏。

常用镀膜技术—离子镀

子镀是一种物理气相沉积技术,通常在低气压气体放电等离子体环境中进行,也称为离子气相沉积。离子镀不仅可以镀单单一金属和合金,而且还可以获得电镀和化学镀所不能得到的金属与非金属化合物镀层。此镀层的硬度和耐磨性极高,若用于刀具,可以大幅度提高刀具的切削速度和使用寿命,还可以改善切削过程,提高加工精度。
 
在一般情况下离子镀的镀层很薄,所以常将离子镀的镀层称为镀膜。更重要的是,真空蒸镀和溅射镀膜传统的蒸镀以及溅射镀膜都主要利用中性粒子成膜,在膜层粒子到达基片时的速度较低,因而会产生诸如沉积速率低、膜层附着力差、膜层不致密等问题,而离子镀可以很好解决上述问题。
 
离子镀技术原理。离子镀技术采用专用设备和特定的水性化学原材料,应用化学反应的原理通过直接喷涂的方式达到电镀的效果,使得被喷物体表面呈现铬色、镍色、金以及各种色彩渐变色等镜面高光效果。
 
离子镀技术分类。根据膜层粒子的获得方式,离子镀可以分为蒸发型离子镀和溅射型离子镀,其中蒸发型离子镀又根据放点原理不同可以分为直流二级型离子镀、热丝弧离子镀、空心阴极离子镀以及热阴极离子镀等。直流二级离子镀,通过稳定的辉光放点,空心阴极离子镀和热丝弧离子镀,都是热弧光放电,而阴极电弧离子镀放电类型最特殊,采用了冷弧光放电。
 
在众多离子镀技术中阴极电弧离子镀是集大成者,目前逐渐发展为硬质薄膜领域的主力。首先,带有正电位的引弧针靠近带有负电位的靶材,阴阳两极之间距离足够小的时候,两极之间的气体会被击穿,形成胡电流,此时,部分氮气发生离化,形成氮的阳离子以及电子。受到电场力的吸引,接下来氮的阳离子会飞翔阴极靶材附近,而电子会飞向引弧针,当电子到达阳极时,粒子将不能到达阴极靶面,二是在距离靶面较近的位置富集,形成正离子堆积层。接下来电子会飞向正离子堆积层,形成电流,堆积层和靶面被导通,在靶面附近产生电弧,蒸发了靶材,同时吸引正离子,产生溅射。
 
离子镀技术应用。离子镀一应广泛应用于各行业沉积各种功能的镀层,许多甚至已经进入工业规模。期初离子镀金膜或银膜解决了滚珠轴承的润滑问题,后来逐渐发挥在那位防腐膜、超硬膜等。离子镀TiN膜后呈现金黄色,已经被运用于钟表零件、文化用品、餐具等方面,不仅外观美丽,而且耐腐蚀耐热。
 

环保酸洗工艺在电镀行业的合理应用

在众多电镀工艺中,HCL对多种镀液影响较少,所以钢铁件酸洗用HCL较多。但随着对HCL酸洗控制越来越严格,大家都在选用更合适的酸洗工艺。
 
除HCL外,无机强酸有硫酸、硝酸、氢氟酸,这些酸都是不允许使用的。中强酸有磷酸、草酸、氨基磺酸等,弱酸不适合用于酸洗。所以大家就倾向选用磷酸进行酸洗,选用磷酸作为钢铁件酸洗时,要充分考虑到磷酸对镀液的影响。
 
磷酸酸洗在加温或超声波条件下,能提高清洗速度,无挥发损失和不产生有害酸雾。废水处理简单,净化水可回用,达到零排放。
 
爱尔斯姆科技经过实践,磷酸对镀锌、镀铜、镀镍等镀液影响不大;但是,磷酸会在钢铁表面形成磷酸亚铁膜,电镀和化学反应成膜一样,金属表面活性越好,膜层越好,所以磷酸不溶膜会对后面的电镀有一些影响,必须除掉磷酸亚铁膜。
 
所以说用磷酸酸洗只是解决问题的第一步,还有许多相关问题需要解决。
 
1)提高酸洗速度,延长老化时间
磷酸酸洗的缺点是氧化层溶解速度慢,容易老化。为解决这两个问题,北京爱尔斯姆科技经过几年的研究和改进,开发出环保快速酸洗净洗剂,解决了提高酸洗速度、降低磷酸消耗量、延长老化时间的问题。为更多的延长磷酸的老化时间,又开发了抗老化添加剂。这样,经过添加上述产品后,磷酸的用量比原来降低了一倍左右。
 
2)降低酸洗成本
磷酸价格比HCL高约10倍,将来可能还会升高。为接近HCL酸洗,必须大幅度改善磷酸酸洗工艺。北京爱尔斯姆科技推荐使用不增加药液金属离子,同时又能增加酸性的再生处理液的磷酸酸洗再生添加剂。该再生剂可使多种金属离子在酸性条件下产生沉淀,使磷酸还原。
 

快速解决电镀不良的问题

随着工业化生产的不断细分,新工艺新材料的不断涌现,在实际产品中得到应用的设计效果也日新月异,电镀是产品在设计中经常要涉及到的一种工艺。
 
电镀是指在含有预镀金属的盐类溶液中,以被镀基体金属为阴极,通过电解作用,使镀液中预镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来,形成镀层的一种表面加工方法,从而使电镀件起到防止腐蚀、提高耐磨性、增加硬度、提高导电性、润滑性、耐热性、反光性及增进美观等作用。
 
环顾四周,我们会发现,电镀存在于生活的方方面面,我们随便写的笔中有电镀,衣服上的商标有电镀,更别说汽车,手机,电脑中的电镀,电镀几乎无孔不入。
 
但电镀后的产品也可能会有一些不良缺陷,比如:起泡、脱皮、麻点、粗糙、露底材、腐蚀、电镀烧焦、杂物等。这些不良品会阻碍企业的持续发展。所以电镀件的检验是电镀完成后不可缺少的工作,只有检验合格的产品才能交给下一工序使用。电镀件的基本检验项目有:膜厚、附着力、可焊性、外观、包装、盐雾实验等。电镀不良在不同性质的产品中也有不同的影响,比如装饰性外观缺陷会导致产品不能像期望的那样外观完好,但它不会造成功能失效;而功能性表面缺陷是指产品构件的基材在产品使用过程中被腐蚀,这种缺陷是不允许在任何已经表面处理完毕的零件存在的。那么,产生这些不良缺陷的原因是什么?怎样才能从源头上纠正这些问题?怎样才能以最低的成本解决以上问题?怎样才能知道产品是否合格?别担心,杰昌电镀能帮您全方位地分析解决以上各类电镀问题。
 
电镀液浓度、添加剂含量、温度、pH等参数变化都会影响工艺,所以在电镀行业中控制好这些因素是至关重要的。

电镀基本工艺流程

一、基本工序
(磨光→抛光)→上挂→脱脂除油→水洗→(电解抛光或化学抛光)→酸洗活化→(预镀)→电镀→水洗→(后处理)→水洗→干燥→下挂→检验包装

二 、各工序的作用
1、  前处理﹕施镀前的所有工序称为前处理﹐其目的是修整工件表面﹐除掉工件表面的油脂、锈皮、氧化膜等,为后续镀层的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%的电镀不良品是由前处理不良造成,所以前处理在电镀工艺中占有相当重要的地位。在电镀技朮发达的国家,非常重视前处理工序,前处理工序占整个电镀工艺的一半或以上,因而能得到表面状况很好的镀层和极大地降低不良率。

喷砂﹕ 除去零件表面的锈蚀、焊渣、积碳、旧油漆层,和其它干燥的油污﹔除去铸件,锻件或热处理后零件表面的型砂和氧化皮﹔除去零件表面的毛刺和和方向性磨痕﹔降低零件表明的粗糙度,以提高油漆和其它涂层的附着力﹔使零件呈漫反射的消光状态。

磨光﹕ 除掉零件表明的毛刺﹐锈蚀﹐划痕﹐焊缝﹐焊瘤﹐砂眼﹐氧化皮等各种宏观缺陷﹐以提高零件的平整度和电镀质量。

抛光﹕ 抛光的目的是进一步降低零件表面的粗糙度﹐获得光亮的外观。有机械抛光﹐化学抛光﹐电化学抛光等方式。

脱脂除油﹕除掉工件表面油脂。有有机溶剂除油﹐化学除油﹐电化学除油﹐擦拭除油﹐滚筒除油等手段。

酸洗﹕ 除掉工件表面锈和氧化膜。有化学酸洗和电化学酸洗。

2、电镀
在工件表面得到所需镀层﹐是电镀加工的核心工序﹐此工序工艺的优劣直接影响到镀层的各种性能。此工序中对镀层有重要影响的因素主要有以下几个方面﹕


①  主盐体系
每一镀种都会发展出多种主盐体系及与之相配套的添加剂体系。如镀锌有氰化镀锌﹐锌酸盐镀锌﹐氯化物镀锌(或称为钾盐镀锌)﹐氨盐镀锌﹐硫酸盐镀锌等体系。

每一体系都有自己的优缺点﹐如氰化镀锌液分散能力和深度能力好﹐镀层结晶细致﹐与基体结合力好﹐耐蚀性好﹐工艺范围宽﹐镀液稳定易操作对杂质不太敏感等优点。但是剧毒﹐严重污染环境。氯化物镀锌液是不含络合剂的单盐镀液﹐废水极易处理﹔镀层的光亮性和整平性优于其它体系﹔电流效率高﹐沉积速度快﹔氢过电位低的钢材如高碳钢﹐铸件﹐锻件等容易施镀。但是由于氯离子的弱酸性对设备有一定的腐蚀性﹐一方面会对设备造成一定的腐蚀﹐另一方面此类镀液不适应需加辅助阳极的深孔或管状零件。

②添加剂
添加剂包括光泽剂,稳定剂,柔软剂,润湿剂﹐低区走位剂等。光泽剂又分为主光泽剂﹐载体光亮剂和辅助光泽剂等。对于同一主盐体系﹐使用不同厂商制作的添加剂﹐所得镀层在质量上有很大差别。总体而言欧美和日本等发达国家的添加剂最好﹐台湾次之﹐大陆产的相对而言比前两类都逊色。

主盐与具体某一厂商的添加剂的联合决定了使用的镀液的整体性能。优秀的添加剂能弥补主盐某些性能的不足。如优秀的氯化物镀锌添加剂与氯化物主盐配合得到的镀液深镀能力比许多氰化镀锌镀液的深度能力好。

③电镀设备
(1)挂具﹕方形挂具与方形镀槽配合使用﹐圆形挂具与圆形镀槽配合使用。圆形镀槽和挂具更有利于保证电流分布均匀﹐方形挂具则需在挂具周围加设诸如铁丝网之类的分散电流装置或缩短两侧阳极板的长度﹐使用如图所示的椭圆形阳极排布。
(2)搅拌装置﹕促进溶液流动﹐使溶液状态分布均匀﹐消除气泡在工件表面的停留。
(3)电源﹕ 直流﹐稳定性好﹐波纹系数小。

三、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﹐如耐蚀性﹐抗变色能力﹐可焊性等。
脱水处理﹕水中添加脱水剂﹐如镀亮镍后处理
钝化处理﹕ 提高镀层耐蚀性﹐如镀锌
防变色处理﹕水中添加防变色药剂﹐如镀银﹐镀锡﹐镀仿金等
提高可焊性处理﹕如镀锡

因此后处理工艺的优劣直接影响到镀层这些功能的好坏。

简述电镀溶液及辅助槽的加热形式

在电镀生产中有许多工位是需要加热的,电镀工艺中的加热主要形式有:蒸汽加热、循环热水加热、电加热、夹套槽间接加热等。

1、蒸汽加热
蒸汽加热的优点是加热速度较快,效果好,对大型铜镍铬自动线或工作槽液体积较大时特别适用。对工作液或工作槽加热,采用耐腐蚀易导热的金属管制成蛇形管,置于槽底或槽侧,从一端通入蒸汽,出气则可用于加热热水槽。也有作成排管式加热的,加热管置于槽底,加热较均匀,但不利于打捞掉件,故用槽侧加热方式的较多。对热水槽可直接冲入蒸汽加热,热效率高。对电镀液等工作液则不能用蒸汽直冲,否则一是引入杂质多,二是冷凝水造成溶液被稀释、体积不断加大。
蒸汽加热具有如下缺点:(1)需烧蒸汽锅炉提供过热蒸汽。而烧锅炉又有不少问题,如:①需对锅炉用水作软化处理;②需具有操作上岗证的专门锅炉工进行操作;③锅炉系压力容器,每年需停炉清洗水垢,由劳动执法部门作例行年检,年检合格后才能继续使用;④锅炉对烟尘的治理要求越来越高,治理达标困难;⑤成本高。在许多城市与城郊都已限制或禁止使用锅炉。(2)实现自动控温设备成本较高。一方面,自动控温需采用质量优良、经久耐用的蒸汽电磁阀来控制蒸汽的供汽与停供;另一方面要不间断地提供蒸汽供应,间歇式烧锅炉无法实现自动控温。因此,大型电镀厂或工业园区集中供热多采用蒸汽加热为佳。

2、循环热水加热
对加热温度要求不高的溶液,可用热水循环通过蛇形加热管来加热。用无压开水锅炉,将炉中水烧至85℃~90℃时,用管道泵将热水输送入加热管,出水再返回无压锅炉。用循环热水加热时,加热速度较慢。对高温烫洗用热水的加热,仍辅以电加热。

3、电加热
由于蒸汽加热的诸多问题及限制,多数电镀厂都转为采用电加热了。电加热,对电镀厂是一种清洁能源,不会产生环境污染。电加热的另一优点是易于实现对溶液的自动恒温控制。电加热的缺点是加热速度较慢,电功率要求较大。如对无保温层的溶液槽计算结果为:1000L溶液,从30℃加热到55℃,若需2~3h要热起来,电功率应达30~35kW,即使有良好保温层,电功率也要在20kW左右为好。

采用电加热时务必注意:(1)单班制生产时,务必采用恒温控制设施,不生产时恒温保温。若槽液停用已冷至室温,则晚上提前加热,恒温到工作液温时,上班即可工作,否则上班时现加热,会等很长时间才能生产。(2)凡加温用工作槽都应设保温层。虽一次投资大,但长期节能效果明显,添加保温层的附加投入很快即可回收回来,否则会得不偿失。不生产时或预加热时,槽口要用厚实塑料布将表面遮盖严实。

4、夹套槽间接加热
 对于易腐蚀加热器的溶液及一些加热时不允许局部过热而要求加热均匀的溶液及既要加热又要冷却的溶液,有时仍采用夹套槽加热办法。采用数字显示式温度控制器,温控探头置于工作液中。夹套水采用电加热时,控制电加热器供电的通断。当用蒸汽加热时,则由蒸汽电磁阀控制蒸汽供应。对于生产时因电流密度大而镀液温升快的电抛光、镀硬铬等工艺,则一开始应加热到工作液温,以后则应通入冷水降温。达到工作液温应切断加热源,温控仪仅作监测液温用;蒸汽加热时,关死手动蒸汽阀,改通入冷水;电加热时切断加热电源,开启冷却供水阀供给冷却水。依温控器显示液温值调整冷水供给量,使液温维持在工艺允许范围内。冷却出水用作清洗用水。