表面处理习题与答案

表面处理习题与答案

1、金属表面预处理的主要目的是什么？

除油、除锈、获得具有一定粗糙度的表面

2、简述不同除油方法的特点和利弊。

有机溶剂除油：速度快，能同时溶解两类油脂，一般不腐蚀零件，除油不彻底，溶剂多易燃或有毒，成本高

化学除油：设备简单，成本低，除油时间长

电化学除油：除油快，彻底，能除去零件表面的灰及残渣，直流电源需电量大，阴极除油时易发生“氢脆”现象，处理深孔油污较慢

3、为什么高强度弹簧钢不宜采用阴极除油，而有色金属不宜采用阳极除油？

阴极除油易产生氢脆现象，引起镀层鼓泡。有色金属易被阳极氧化，形成一层氧化膜，，影响镀层结合力

4、用硫酸和盐酸进行的浸蚀在机理上有什么不同？指出它们各自的常用浓度及处理温度

硫酸：主要靠反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2析出氢气的剥离作用

20% 60℃

盐酸：主要靠化学作用，在外部进行，前三步反应为主要反应 15%

40℃

5、什么是弱浸蚀，为什么弱浸蚀不能忽视？

除去待镀期间生成的表层腐蚀物的过程。

弱浸蚀发生过浸蚀，对基体金属材料发生溶解。

6、常见的难镀材料有哪些？在镀前预浸一层薄金属的目的是什么？

高强钢和弹簧钢、不锈钢、铝及铝合金、镁及镁合金

其电位比较负，表面极易生成氧化膜，在镀液中易受到浸蚀而置换出被镀金属，影响了镀层的结合力

7、什么是电极极化现象？形成的原因有哪些？为什么说阳极电化学极化有利于电镀？生产上要用哪些手段削弱阳极浓差极化和加强阴极电化学极化？ 在电极上有电流通过时，其电极电位将发生变化，会偏离其平衡电位值，称电极极化。

反应物或反应产物在溶液中的扩散过程受到阻滞，电极过程中化学反应受到阻滞，可提高镀层的质量

削弱：机械搅拌，阳极活化剂加强：加入络合剂和添加剂

8、解释电流效率的概念：电解时实际析出（或溶解）的物质的量与理论计算量之比

9、什么是镀液的分散能力与覆盖能力？生产上分别采取什么措施改善两者能力？

分散能力：镀液使工作表面镀层厚度均匀一致的能力

①加入合适的络合剂或添加剂

②采用辅助阴极，防止边缘效应和尖端效应

③采用象形阳极

④合理布局阴阳极

覆盖能力：镀液使工件深孔、凹槽处镀上镀液的能力

①开始电镀时，使用一定的冲击电流，使基件表面覆盖一层镀层，然后降低至正常电流

②预镀中间镀层

③降低基体表面粗糙度

10、解释镀液主要组分及作用，为什么镀液中络合剂一定要有游离量？

主盐：能够在阴极上沉积出所要求镀层金属的盐称为主盐

导电盐：能提高溶液的电导率，而对放电金属离子不起络合作用的物质

络合剂：在溶液中能与金属离子生成络合离子的物质

缓冲剂：用来稳定溶液的PH值，特别是阴极表面附近的PH值的物质

稳定剂：用来防止镀液中主盐水解或金属离子的氧化，保持溶液的清澈稳定

阳极活化剂：在电镀过程中能够消除或降低阳极极化的物质，它可以促进阳极正常溶解，提高阳极电流密度

添加剂：是指那些在镀液中含量很低，但对镀液和镀层性能却有着显著影响的物质

11、目前大量使用的镀锌工艺有哪几种？有何优缺点？

氰化物镀锌：具有较好的分散能力和深镀能力。电流密度和温度范围较宽，对杂志敏感性小，工艺容易控制，操作及维护简单，镀层结晶均匀一致，光泽性好

电流效率低，氰化物有剧毒，废水处理成本高

锌酸盐镀锌：具有较好的分散能力和深度能力，成分简单稳定，操作维护方便，镀层结晶细致，光泽性好，钝化膜不易变色，对设备腐蚀性小，废水处理简单

电流效率低，超过一定厚度时脆性增加，对铸、锻件较难镀覆氯化钾镀锌：成分简单，稳定性高，对设备腐蚀性小，废水处理简单容易，无需排风设备，电流密度和温度范围宽，电流效率高，镀层的光亮性和整平性均优于

其他镀液体系

对金属有一定的腐蚀性，不适合镀深孔凹槽等复杂镀件，分散能力低于氯

化铵镀锌法

硫酸盐镀锌：成分简单，稳定性好，成本低，电流效率高，沉积速度快

分散能力和深镀能力差，镀层结晶较粗

12、镀锌后为什么进行钝化处理？钝化处理的发展趋势是什么

提高镀锌层的耐蚀性，增加其装饰性，改进金属基体与镀层的结合力

低污染、高耐蚀、多色彩、高效率、低成本

13、解释可用低电流密度除去溶液中重金属离子杂质的原因

重金属离子的电极电位都比锌正，比锌更容易从水溶液中电解析出

14、解释移动阴极阳极钝化、载体光亮剂、浊点、气相成膜 移动阴极：采用机械装置使被镀零件与极杠一起做周期性往复运动的阴极

阳极钝化：由阳极极化引起的金属钝化现象

光亮剂：能使镀层光亮

浊点：在水溶液中的溶解度随温度升高而降低，一定温度下出现浑浊，经放置后可得到两个液相，这个点就是浊点

15、半光亮镍和光亮镍的主要分别是什么？防护装饰性镀层为什么采用多层镀镍，为什么电镀镍通常不作为表面镀层使用？

半光亮镍比光亮镍的耐蚀性强

阴极性镀层只有当镀层完整无缺时镍镀层才能保护钢铁基体，但一般的镍镀层是多孔隙的，因而采用多层镀镍孔隙率高

16、目前应用最广泛的镍镀液是哪一种？硫酸盐低氯化合物镀液

17、镀镍液的工艺维护中为什么维持一定PH很重要？

当镍液的PH值很低时，镍无法沉积，当PH过高时，将会产生氢氧化镍沉淀，掺杂在镀层中使镀层质量恶化

18、生产中主要用什么方法除去镍液中的有机杂质？

活性炭除去，当有机杂质多时可先用双氧水氧化再加活性炭处理。不能用活性炭处理的杂质可用低电流密度电解除去

19、防护装饰性镀铬与镀硬铬的主要区别是什么？

装饰性铬：镀层较薄，主要以装饰为目的

镀硬铬：镀层较厚，多用于耐磨零件

20、为什么镀铬中要使镀液预先产生一定浓度的三价铬离子？生产中如何调整三价铬离子的

高低？

三价铬离子是阴极形成胶体膜的主要成分，只有当镀液中含有一定的三价铬离子时铬的沉积才能正常进行

通电处理、双氧水氧化、按计算进行稀释

21、为什么没有硫酸存在时镀不出铬？

硫酸是六价铬离子还原为金属铬的催化剂，没有硫酸，阴极上只产生氢气 22、镀铬的发展趋势是：低浓度铬酐镀铬、三价铬盐镀铬、稀土镀铬、有机添加剂镀铬

23、解释磷化的定义：钢铁零件中在含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行处理，使其表面形

成一层难溶的磷酸盐防护膜的方法

24、磷化的主要用途：①防蚀②涂漆前打底③减磨润滑作用

25、磷化膜的三个突出作用：提供清洁表面、显著提高涂膜附着力、成倍提高涂膜耐蚀力

26、锌系磷化与铁系磷化的主要区别是什么

锌系：一般形成灰色至深色磷化膜，适合于涂装打底，比较耐腐蚀

铁系：形成蓝色、彩虹色等不同磷化膜，耐蚀性差

27按磷化方法分类有哪三种磷化？最广泛应用的是哪一种？

浸渍磷化、喷淋磷化、刷涂磷化、浸渍磷化

28、什么是游离酸度和总酸度？如何测定？

总酸度：磷的盐、硝酸盐和酸的总和游离酸度：指游离的磷酸

测定：用移液管吸取10ml试液于250ml锥形瓶中，加5ml蒸馏水，加2-3滴甲基橙，用0.1mol/lNaOH标准液滴至橙色（游离酸度）粉红色（总酸度）

29、什么是化学镀镍？

指金属和还原剂在同一溶液中进行自催化的氧化还原反应，在固体表面沉积出金属镀层的方法

30、与电镀镍相比，化学镀镍层有何优异性

优点：①优异的抗蚀性和耐磨性②均镀能力好③使某些金属和非金属表面具有钎焊和铆焊能力④操作简单容易掌握

缺点：①化学药品价格高②镀镍层脆性大③对含有铝、铅的材料，镀之前要镀铜④沉积速度较慢⑤溶液稳定性差

31、化学镀镍的还原剂有哪些？最广泛使用的有哪一种？

次亚磷酸钠、硼氢化钠、硼烷、肼、次亚磷酸钠

32、化学镀镍的主要组分有哪些？ 镍盐、还原剂、络合剂、缓冲剂、稳定剂、光亮剂、增塑剂

33、解释铝及铝合金阳极氧化的定义及目的

将铝及其合金放在适当的电解液中作为阳极进行通电处理生成氧化膜，提高其耐蚀性、耐磨性、电绝缘性和装饰性

34、我国广泛采用的是哪种方法，其优点是什么？

硫酸阳极氧化法工艺简单，操作方便，溶液稳定，电能消耗少，成本低，允许杂质含量范围较大，适用范围较广

35、为什么在铝的阳极氧化时必须搅拌电解液？

在阳极氧化过程中由于产生较多热量造成制件附近的溶液升温较快而导致氧化膜的质量下降，为保证氧化膜质量

36、为什么不论氧化膜染色与否都必须对氧化膜进行封闭处理？

具有较高的孔隙率和吸附性能，很容易被污染，染色后的氧化膜若不经特殊处理已染上的色彩的牢固性和耐蚀性也较差