电镀常识
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电镀中文名称:电镀英文名称:electroplating定义1:利用电解工艺,将金属或合金沉积在镀件表面,形成金属镀层的表面处理技术。
应用学科:电力(一级学科);配电与用电(二级学科)定义2:利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。
应用学科:机械工程(一级学科);表面工程(二级学科);电镀与化学镀(三级学科)电镀(Electroplating)就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。
一、电镀的概念电镀时,镀层金属或其他不溶性材料做阳极,待镀的工件做阴极,镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。
为排除其它阳离子的干扰,且使镀层均匀、牢固,需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液,以保持镀层金属阳离子的浓度不变。
电镀的目的是在基材上镀上金属镀层,改变基材表面性质或尺寸。
电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。
二、电镀的作用利用电解作用在机械制品上沉积出附着良好的、但性能和基体材料不同的金属覆层的技术。
电镀层比热浸层均匀,一般都较薄,从几个微米到几十微米不等。
通过电镀,可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层,还可以修复磨损和加工失误的工件。
此外,依各种电镀需求还有不同的作用。
举例如下:1.镀铜:打底用,增进电镀层附着能力,及抗蚀能力。
2.镀镍:打底用或做外观,增进抗蚀能力及耐磨能力,(其中化学镍为现代工艺中耐磨能力超过镀铬)。
3.镀金:改善导电接触阻抗,增进信号传输。
4.镀钯镍:改善导电接触阻抗,增进信号传输,耐磨性高于金。
5.镀锡铅:增进焊接能力,快被其他替物取代(因含铅现大部分改为镀亮锡及雾锡)。
三、电镀的材料要求镀层大多是单一金属或合金,如钛靶、锌、镉、金或黄铜、青铜等;也有弥散层,如镍-碳化硅、镍-氟化石墨等;还有覆合层,如钢上的铜-镍-铬层、钢上的银-铟层等。
喷油、丝印、移印、电镀常识一、相关测试1、附着力测试:5%2、甩油测试:10%3、擦油测试:30%(10循环)4、耐酒精测试:30%(15循环)5、浓度测试:20ml量杯,8.5’~10’二、喷油1.1什么是手喷用压缩空气作为动力使涂料(或油漆)从喷枪嘴中喷出呈漆雾状而涂表面的一种方式。
1.2手喷的优缺点优点:油漆快干,,密着性好,高效对涂面几何结构复杂的表面大都能获得涂层。
缺点:生产效率低,耗损量大,扩散到空气中的油漆对人体有害,故施工环境要求有良好抽风通风装置。
1.3工艺流程工件(素材)→专用治具架或架子上→拉线→吹物→喷油→拉线(烤拉)→检查→自然风干→包装(或丝印/移印)。
1.4手喷枪及其操作1.4.1喷枪:(Spray Gun)简称喷枪,本厂所使用喷枪属于压力型喷枪(Pressure TypeSpray Gun)。
1.4.2操作的基本原理:当压缩空气从喷枪嘴吹出时,在喷嘴口处形成负压区,大气压把油漆从漆路压到喷嘴处,从而被吹散成雾状漆,均匀地喷涂于工件上。
1.4.3操作要求a、喷枪压力:4.0~4.5×105Pa油漆的浓度:8.5~10.0Sb、喷枪与工件的距离:20~40cm为宜c、喷枪移动的速度:30~60cm/s1.5什么是油漆(涂料)呢?指含有或不含有颜料的树脂或油制成的混合液体涂于需装饰物(工件)表面经干燥、硬化成坚韧之涂膜,起到保护、装饰作用。
1.6油漆的种类a、硬胶漆:用来喷硬胶:如ABS、GPPS、HIPS、ect。
b、软胶漆:用来喷PVC、PC、ect。
c、含金油漆:用来喷在合金件静电油层上。
注:通常软胶油漆可喷在硬胶上,但硬胶漆则不可喷在软胶上。
电镀件喷油①真空电镀,用硬胶油漆②水电镀,用烘漆,加入适量固化剂。
1.7油漆对喷油件质量影响1.7.1油漆的颜色/粘度/硬细度/干燥速度决定喷油质量。
1.7.2油漆的成膜质量有关的因素表面效果(视觉)①漆膜颜色②漆表面光泽③遮盖力A深层附着力→百格测试B硬度/耐磨度→擦油耐磨C耐冲击性→震箱/投掷D 耐候性→耐水/耐热/老化/酸/碱。
电镀基础培训资料电镀基础培训资料(一)一、电镀的概念与分类电镀是一种利用电解原理将金属沉积在物体表面的技术。
通过在导体表面形成一层金属膜,可以增加其外观的美观性、耐腐蚀性和导电性能。
根据电镀所用的金属不同,电镀可以分为许多类型,其中常见的有镀铬、镀镍、镀锌、镀铜等。
每种电镀方法都有其独特的用途和特点。
二、电镀工艺电镀可以分为四个基本步骤:准备工作、前处理、电镀过程和后处理。
1. 准备工作:首先,需要准备好适合电镀的基材。
通常,金属和合金是最常见的基材。
然后,对基材进行清洁和表面处理,以确保金属能够均匀沉积。
清洁过程可以使用化学溶液、机械清洗或喷砂等方法。
2. 前处理:前处理的目的是进一步清洁基材表面,并为金属沉积创造条件。
在前处理中,常用的方法包括脱脂、酸洗、电解除锈和活化等。
这些步骤可以去除杂质和氧化物,并提高基材的表面活性。
3. 电镀过程:电镀过程通过电解槽中的电流和电解液中的金属离子来实现。
在电解槽中,工件作为阴极放置,金属电解液中的金属离子由阳极释放。
金属离子在电解液中移动并与工件的表面反应,形成金属沉积层。
4. 后处理:电镀完成后,需要进行后处理以提高镀层的质量和外观。
常见的后处理包括洗涤、中和、抛光、防氧化和烘干等。
三、电镀的应用电镀在各个行业中起着重要作用。
以下是一些常见的应用领域:1. 五金制品:镀铬、镀镍、镀锌等电镀方法广泛应用于五金制品的表面处理上,以提高其外观质量和耐腐蚀性。
2. 汽车工业:电镀在汽车制造中有重要的应用,如镀铜、镀镍、镀锌等涂层的使用,可以提高汽车零部件的抗腐蚀性能。
3. 电子行业:电镀在电子产品的制造过程中起着关键作用。
例如,在电路板制造中,电镀可以用于金手指的制备,以实现电路板与其他设备的连接。
4. 配饰制造:珠宝、手表、眼镜等配饰制造行业也广泛应用电镀技术,以增加产品的美观性和耐磨性。
总之,电镀是一种常见的金属表面处理技术,通过在基材表面形成一层金属沉积层,可以提高产品的外观、耐蚀性和导电性能。
电镀工艺基本知识电镀工艺是利用电解的原理将导电体铺上一层金属的方法。
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。
镀层性能不同于基体金属,具有新的特征。
根据镀层的功能分为防护性镀层,装饰性镀层及其它功能性镀层。
电镀时,镀层金属或其他不溶性材料做阳极,待镀的工件做阴极,镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。
能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、光滑性、耐热性和表面美观。
工艺过程一般包括电镀前预处理,电镀及镀后处理三个阶段。
完整过程:1、浸酸→全板电镀五金及装饰性电镀工艺程序:铜→图形转移→酸性除油→二级逆流漂洗→微蚀→二级→浸酸→镀锡→二级逆流漂洗2、逆流漂洗→浸酸→图形电镀铜→二级逆流漂洗→镀镍→二级水洗→浸柠檬酸→镀金→回收→2-3级纯水洗→烘干塑胶外壳电镀流程:化学去油.--水洗--浸丙酮---水洗---化学粗化水洗敏化--水洗--活化--还原--化学镀铜--水洗光亮硫酸盐镀铜--水洗--光亮硫酸盐镀镍--水洗--光亮镀铬--水洗烘干送检。
技术问题解决在以上流程中.最易出现故障的是光亮硫酸盐镀铜.其现象是深镀能力差及毛剌、粗糙等.对深镀能力差,应区别对待.如果低电流区不亮,而高电流区很亮且偏于白亮,则可考虑N(乙撑硫脲)是否过多.调整办法逛加入适量M(2—巯基苯骈'眯脞)及SP(聚二硫二丙烷磺酸钠),如仍不行,可加入50〜100ml双氧水搅拌10分钟试镀.如果低电流区不亮.高电流区很亮且偏于桔红色亮,测可考虑M是否过多.调整办法是加适量N及P(聚乙二醇),如仍不行,可加入50~100ml双氧.水搅拌10分钟试镀,如果低电流区不亮,而高电流K亮度亦差,则可考虑N或M 是否过少.调整办法是加入适量M或N(亦可同时加入适量SP).如果高电流区长毛刺,通常加入适当SP即可消除.如果铍层表面无论轫上还是朝下均有细麻砂,则M过多,可添加适量P来消除.但若镀层表面轫上有麻砂,则应考虑是否有铜粉的缘故,可加入50ml双氧水来消除.一般说来,光亮镀铜液在每天下班时应加入50ml 双氧水。
关于电镀的知识点总结一、电镀的原理电镀是利用电解质中的金属离子在电场作用下沉积在导电基材上形成金属镀层的表面处理方法。
其主要原理是在外加电压的作用下,金属阳离子在阴极处接受电子并还原成金属原子,然后随着电流的通过沉积在导电基材表面,形成金属镀层。
同时,阴极处的氧化物或者其它不溶于水的物质在电场作用下会向阳极迁移,使阳极被腐蚀掉。
二、电镀的工艺流程电镀工艺流程包括前处理、电镀、后处理等步骤。
其中前处理是为了去除基材表面的油污、氧化膜等杂质,以便金属镀层的附着力和质量。
常见的前处理方法包括除油、脱脂、去氧化等。
电镀是将经过前处理的基材浸泡在电解液中,通过外加电压使金属离子沉积在基材表面形成金属镀层。
后处理主要是清洗,以去除电解液残留和电镀产生的杂质,提高镀层的质量。
三、电镀常见问题及解决方法1. 镀层不结合:可能的原因包括基材表面处理不当、电解液浓度不足、电流密度过大等。
解决方法是加强前处理工艺、根据实际情况调整电解液的浓度和电流密度。
2. 镀层孔洞:可能的原因包括电解液中含有杂质、电流密度不均匀等。
解决方法是加强后处理工艺,定期更换电解液,调整电流密度。
3. 镀层粗糙:可能的原因包括电解液中有悬浮颗粒、电流密度过大等。
解决方法是过滤电解液,均匀分布电流密度。
4. 镀层起泡:可能的原因包括电解液中有气体、电流密度过大等。
解决方法是排除电解液中的气泡,调整电流密度。
四、电镀的应用电镀广泛应用于汽车零部件、家用电器、建筑材料等领域。
其中汽车零部件包括车身、底盘、发动机等部件的表面处理。
家用电器包括厨房用具、浴室用具等的表面处理。
建筑材料包括门窗、护栏等的表面处理。
电镀能够提高材料的耐腐蚀性、导电性和外观质量,使其更耐用、美观。
五、电镀的发展趋势随着环保意识的增强,传统的化学镀铬已经被禁止使用。
因此,发展环保型电镀技术是电镀行业的发展趋势之一。
这包括采用无铬镀层、无镍镀层等新型电镀方法。
同时,随着电子、汽车、航空等行业的快速发展,对高耐蚀、高导电、高强度的金属表面处理要求也在不断提高,因此电镀行业需要不断研发新的电镀工艺和技术,以满足不同材料和工艺的需求。
电镀加工的基本要素介绍电镀的要素:1.阴极:被电镀的素材或者其他货物,指各种接插件端子。
2.阳极:若是可溶性阳极,则为欲电镀的电镀金属部分。
若是不可溶性阳极,大部分为贵重金属或者五金类(白金,氧化铱)。
3.电镀的药水成分:含有欲镀金属离子的各类型调配的不同浓度的电镀药水。
4.电镀槽或者电镀缸:可以承受并储存电镀药水的槽体或者缸体,一般考虑强度,耐蚀,耐温等环境因素。
5.整流器设备:提供直流电源的电力设备。
关于金属的钝化知识概论电化学腐蚀动力学的一般规律表明,当金属按照正常的阳极反应历程溶解时,则电极电位愈正,金属的溶解速度也愈大。
镍和铁在盐酸中进行阳极极化时即如此。
但是在许多情况下,也可看到与此相反的结果。
如金属的电极电位因外加阳极电流或局部阳极电流而向正方向移动,当超过一定数值后,金属的溶解速度反而剧烈地减小了。
铁和不锈钢在硫酸中进行阳极极化时便台观察到此现象。
金属阳极溶解过程中的这种“反常”现象称为金属的钝化过程。
如果把一铁片放在稀硝酸中,定会剧烈地溶解,且铁的溶解速度随硝酸浓度的增加而迅速增大,当硝酸浓度增加到30-40%时,溶解度达到最大值,若继续增大硝酸的浓度(>40%),铁的溶解度却突然成万倍下降,并使表面处理一种特殊的状态。
这时即使把它转移到硫酸中去,也不会再受到酸的浸蚀,因为金属已发生了钝化。
除硝酸外,倘若介质中含有强氧化性的氯酸、氯酸钾、重铬酸钾、高锰酸钾和氧这类化合物,都能使金属产生钝化。
它们统称为钝化剂,不过钝化的发生并不单纯地取决于钝化剂氧化性的强弱。
例如,过氧化氢或高锰酸钾的氧化还原电位比重铬酸钾的氧化还原电位要正,按理说它们的是更强的氧化剂,但是实际上它们对铁的钝化作用动比重铬酸盐差。
过硫酸盐的氧化还原电位比重铬酸盐更正些,可是它反而不能使铁钝化。
显然,这是阴离子的牲对钝化过程的影响有关。
钝化现象的发生虽然通常和氧化性介质的作用有关,但有些金属却可在非氧化性介质中发生钝化。
电镀基本知识1、表面处理的目的一、美观(appearance).为了提高制品之附加价值,赋予制品表面美观,例如装饰性电镀 (decorative plating) Au, Ag, Rh, Ni, Cr,黄铜等电镀 (electroplating).二、防护(protection)为了延长制品的寿命,再制品表面披覆(coating)耐腐蚀之材料,例如保护性电镀(protective plating) Zn,Cd,Ni,Cr,Sn 等电镀.三、特殊表面性质(special surface properties)1. 提高制品之导电性(electrical conductiuity),例如电镀Ag,Cu.2. 提高焊接性(soderability)在通讯急电子工业应用,例如Sn-Pb 合金电镀.3. 提高光线之反射性(light reflectivity ) 例如宇宙飞船,人造卫星的外壳需反射光线,Ag及Rh的镀层被应用上.4. 减小接触阻抗(contact resistance)例如在电子组件之Au及Pd电镀.四、机械或工程性质(mechanical or engineering properties)1. 提高制品之强度(strenth),例如塑料电镀.2. 提高制品之润滑性 ( bearing propertries ) 例如多孔洛电镀 (porous chromium plating), 内燃机之铝合金活塞 (piston) ,镀锡Sn以防止汽缸 (cylinder)壁刮伤.3. 增加硬度(hardness)及耐磨性(wear resistance) ,例如硬洛电镀(hard chromium plating).4. 提高制品之耐热性,耐候性,抗幅射线,例如塑料,非金属之电镀.2、电镀常识2.1电镀利用电解原理,使金属或合金沉积在制件表面,形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程。
2.2前处理零件在处理之前,程度不同地存在着毛刺和油污,有的严重腐蚀,给中间处理带来很大困难,给化学或电化学过程增加额外阻力,有时甚至使零件局部或整个表面不能获得镀层或膜层,还会污染电解液,影响表面处理层的质量。
电镀知识详解【一】电镀的定义和分类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,电镀是我们在设计中经常要涉及到的一种工艺,而电镀效果是我们使用时间较长,工艺也较为成熟的一种效果,对于这种工艺的应用在我们的产品上已经非常多,我们希望通过总结我们已有的经验作一些设计的参考性文件,可以更好的将电镀效果应用在我们的设计上,也更合理的应用在我们的设计上,可以为以后的工作带来一些方便。
通过这种工艺的处理我们通常可以得到一些金属色泽的效果,如高光,亚光等,搭配不同的效果构成产品的效果的差异性,通过这样的处理为产品的设计增加一个亮点。
1.电镀的定义和分类1-1-1.电镀的定义电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面,以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程,就叫电镀。
简单的理解,是物理和化学的变化或结合。
电镀工艺的应用我们一般作以下几个用途:a.防腐蚀b.防护装饰c.抗磨损d.电性能:根据零件工作要求,提供导电或绝缘性能的镀层e.工艺要求1-1-2.常见镀膜方式的介绍这里从类同与电镀的一些工艺作分析介绍,以下的一些工艺都是在与我们电镀相关的一些工艺过程,通过这样的介绍给大家对这些工艺有一个感性的认识。
化学镀(自催化镀)autocalytic plating在经活化处理的基体表面上,镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。
这是在我们的工艺过程中大多都要涉及到的一个工艺工程,通过这样的过程才能进行后期电镀等处理,多作为塑件的前处理过程。
电镀electroplating利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程,这种工艺过程比较烦杂,但是其具有很多优点,例如沉积的金属类型较多,可以得到的颜色多样,相比类同工艺较而言价格比较低廉。
电铸 electroforming通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品(能将铸模和金属沉积物分开)的过程。
电镀基础知识及工艺流程简述工艺流程通常包括以下步骤:1. 准备基材:首先需要对基材进行清洗、去油、去污等处理,以确保金属离子能够均匀地沉积在表面上。
2. 预处理:包括除锈、脱脂、除氧化膜等工序,以确保金属表面的质量和清洁度。
3. 镀前处理:对基材进行酸洗、活化处理等,以增强表面的粗糙度和活性,有利于金属离子的沉积。
4. 电镀:将基材作为阴极,将金属的阳极放入含有金属离子的电解液中,施加一定的电压使金属离子沉积在基材表面上。
5. 清洗:将电镀后的基材进行清洗,去除电解液、残留物等。
6. 后处理:对电镀后的基材进行抛光、烘干等处理,以提高表面的光洁度和耐腐蚀性。
电镀工艺流程中的每个步骤都非常重要,影响着最终电镀层的质量和性能。
只有严格控制每个环节,才能获得高质量的电镀产品。
电镀是一种广泛应用的表面处理工艺,通过在金属表面形成均匀、致密、具有特定性能的金属薄膜,来改善金属的耐腐蚀性、耐磨性、导电性、外观和机械性能。
电镀工艺通常使用的金属包括镍、铬、铜、锌、金、银等,不同金属的电镀层具有不同的特性和应用范围。
在电镀工艺中,首先是基材的准备工作。
基材通常是金属制品,如铜、铁、铝等,必须经过清洗和去油等预处理过程,以确保表面没有杂质和氧化物。
只有确保基材表面的纯净和平整,金属离子才能均匀地沉积在其表面。
接下来是镀前处理,主要包括除锈、脱脂、活化等工序。
其中除锈是将基材表面的氧化铁等杂质去除,以保证金属离子的沉积均匀。
脱脂是将表面的油脂和污垢去除,活化则是提高基材表面的活性,增强金属离子的沉积性能。
在完成镀前处理后,即可进行电镀。
电镀分为镀前处理、电镀和后处理三个阶段。
在电镀阶段,需要将经过准备的基材作为阴极,放置于含有金属离子的电解液中,同时将金属的阳极放入电解液中。
通过施加电压,金属离子便会沉积在基材表面,形成金属的电镀层。
在整个电镀过程中,需要严格控制电镀参数,包括电流密度、电镀时间、温度、搅拌速度等,以确保电镀层的厚度、致密性和均匀性。
金属电镀小常识一、镀锌、镀镍、镀铬三者电镀的区别:第一:价格上。
从低到高为镀锌、镀镍、镀铬。
材料上和人工上的差别决定价格。
常规的镀锌镀镍为滚镀,镀铬为挂镀第二:外观上。
镀锌白色,光泽不亮:镀镍银色,有光泽镀;镀铬白色,有光泽镀第三:防锈能力上。
镀锌一般,镀镍好,镀铬最好铬最为常见的存在形式是作为合金元素用于不锈钢中,来增强不锈钢的硬度。
镀铬工艺通常分为三种类型:装饰性镀层、硬质铬镀层以及黑色铬镀层。
铬镀层在工程领域中应用相当广泛,装饰性铬镀层通常作为最表层镀于镍层外面,镀层具有精致细腻如镜面一般的抛光效果。
作为一道装饰性后处理工序,铬镀层厚度仅为0.006毫米。
在打算采用铬镀层工艺的时候,一定要充分考虑到这一工艺的危险性。
近十年来,六价装饰性铬水被三价铬水所取代的趋势越来越明显,因为前者具有非常强的致癌性,而后者则被认为毒性相对小一些。
材料特性:光洁度非常高优良的防腐蚀性能坚硬耐用易于清洗摩擦系数低。
典型用途:装饰性镀铬是许多汽车元件的镀层材料,包括车门把手以及缓冲器等,除此之外,铬还应用于自行车零部件、浴室水龙头以及家具、厨房用具、餐具等。
硬质镀铬更多的用于工业领域,包括作业控制块中的随机存储器、喷气机发动机元件、塑料模具以及减震器等。
黑色镀铬主要用于乐器装饰以及太阳能利用方面。
二、金属镀层的特点及应用:镀锌:1、名称:镀锌.2、特点:锌在干燥空气中,比较稳定,不易变色,在水中及潮湿大气中则与氧或二氧化碳作用生成氧化物或碱性碳酸锌薄膜,可以防止锌继续氧化,起保护作用. 锌在酸及碱、硫化物中极易遭受腐蚀. 镀锌层一般都要经钝化处理,在铬酸或在铬酸盐液中钝化后,由于形成的钝化膜不易与潮湿空气作用防腐能力大大加强. 对弹簧零件,薄壁零件(壁厚<0.5mm)和要求机械强度较高的钢铁零件,必须进行除氢,铜及铜合金零件可不除氢. 镀锌成本低、加工方便、效果良好. 锌的标准电位较负,所以锌镀层对很多金属均为阳极性镀层.3、应用:在大气条件和其他良好环境中使用的钢铁零件普遍使用镀锌,但不宜作摩擦零件的镀层.镀镉:1、名称:镀镉.2、特点:在海洋性的大气或海水接触的零件及在70℃以上的热水中,镉镀层比较稳定,耐蚀性强,润滑性好,在稀盐酸中溶解很慢,但在硝酸里却极易溶解,不溶于碱,它的氧化物也不溶于水. 镉镀层比锌镀层质软,镀层的氢脆性小,附着力强,而且在一定电解条件下,所得到的镉镀层比锌镀层美观. 但镉在熔化时所产生的气体有毒,可溶性镉盐也有毒. 在一般条件下,镉对钢铁,为阴性镀层,在海洋性和高温大气中为阳极镀层.3、应用:它主要用来保护零件免受海水或与海水相类似的盐溶液以及饱和海水蒸汽的大气腐蚀作用,航空、航海及电子工业零件、弹簧、螺纹零件,很多都用镀镉. 可以抛光、磷化和作油漆底层,但不能作食具.镀铬:1、名称:镀铬.2、特点:铬在潮湿的大气中、碱、硝酸、硫化物、碳酸盐的溶液中以及有机酸中非常稳定,易溶于盐酸及热浓的硫酸. 在直流电的作用下,如铬层作为阳极则容易溶于苛性钠溶液. 铬层附着力强,硬度高,HV800-1000,耐磨性好,光反射性强,同时还有较高的耐热性,在480℃以下不变色,500℃以上开始氧化,700℃则硬度显著下降. 其缺点是硬、脆,容易脱落,当受交变的冲击负荷时更为明显,并具有多孔性. 金属铬在空气中容易钝化生成钝化膜,因而改变了铬的电位,因此铬对铁就成了阴极镀层.3、应用:在钢铁零件表面直接镀铬作防腐层是不理想的,一般是经多层电镀(镀铜→镍→铬)才能达到防锈、装饰的目的. 目前广泛应用在为提高零件的耐磨性、修复尺寸、光反射以及装饰等方面. 松孔镀铬:1、名称:松孔镀铬.2、特点:松孔镀铬是耐磨镀铬的一种特殊形式,它与一般镀铬的明显区别,即在镀铬层的表面上产生网状沟纹或点状孔隙. 目的是为了保存足够的润滑油,以改善摩擦条件,减少两摩擦面的金属接触,提高耐磨性.3、应用:广泛应用于内燃机的气缸、气缸套、活塞环、活塞销以及上述零件磨损后的修复等方面.镀铜:1、名称:镀铜.2、特点:铜在空气中不太稳定,易于氧化,在加热过程中尤甚. 同时具有较高的正电位,不能很好地防护其他金属不受腐蚀,但铜具有较高的导电性,铜镀层紧密细致,与基体金属结合牢固,有良好的抛光性能等. 铜比铁的电位较高,对铁来说是阴极性镀层.3、应用:铜镀层很少用作防护性镀层. 一般是用来提高其他材料的导电性,作其他电镀的底层,防止渗碳的保护层,在轴瓦上用来减少摩擦或作装饰等.镀镍:1、名称:镀镍.2、特点:镍在大气和碱液中化学稳定性好,不易变色,在温度600℃以上时,才被氧化. 在硫酸和盐酸溶液中溶解很慢,但易溶于稀硝酸,在浓硝酸中易钝化,因而具有好的耐腐蚀性能. 镍镀层硬度高、易于抛光、有较高的光的反射性并可增加美观. 其缺点是具有多孔性,为克服这一缺点,可采用多层金属镀层,而镍为中间层. 镍对铁为阴性镀层,对铜为阳极性镀层.3、应用:通常为了防止腐蚀和增加美观用,所以一般用于保护一装饰性镀层上,铜制品上镀镍防腐较为理想,但由于镍比较贵重,多用铜锡合金代替镀镍.镀锡:1、名称:镀锡.2、特点:锡具有较高的化学稳定性,在硫酸、硝酸、盐酸的稀溶液中几乎不溶解,在加热的条件下,锡缓慢地溶于浓酸中. 在浓、热的溶液中溶解并生成锡酸盐. 硫化物对锡不起作用,锡在有机酸中也很稳定,其化合物无毒,锡的焊接性很好. 在一般条件下,锡镀层对铁属于阴极性镀层,对铜则属于阳极性镀层.3、应用:广泛用于食品工业的容器上和航空、航海及无线电器材的零件上,还可以用来防止铜导线不受橡胶中硫的作用,及作为非渗氮表面的保护层.镀铅:1、名称:镀铅.2、特点:铅在硫酸、二氧化硫及其它硫化物和硫酸盐中不受腐蚀,但在高温(>200℃)的浓硫酸中及浓盐酸中则发生强烈的腐蚀,在稀盐酸中反应缓慢,在有机酸—醋酸、乳酸、草酸中比较稳定.3、应用:在化学工业中应用较多,如加热器、结晶器、真空蒸发器等内壁镀铅. 镀铜锡合金:1、名称:镀铜锡合金.2、特点:电镀铜锡合金是在零件上镀铜锡合金后,不必镀锡,而直接镀铬. 对于钢制零件用低锡青铜(含锡5-15%),对于铜及铜合金零件用高锡青铜(含锡约38%以上). 低锡青铜镀层防腐能力良好,其物理、力学性能和工艺性能比中锡(含锡15-25%)及高锡青铜镀层好.3、应用:镍是一种比较稀少而贵重的金属,目前在电镀工业上广泛采用电镀铜锡合金来代替镀镍.二〇一四年五月十五日星期四。
表面處理第一章、概論第二章、前處理第三章、鍍鎳第四章、鍍錫第五章、鍍金第六章、浸漬電鍍與無電電鍍第七章、陽極處理第八章、塑膠電鍍第九章、電鍍檢驗第一章、概論1-1、何謂表面處理:作用於金屬表面使其具有特定性質(此種特性為未經處理的金屬表面所未具備),有些金屬製品僅需將其表面磨光滑即可,有些則需塗上有機塗料以改進其表面的耐蝕性才適用,有些金屬製品須將其表面轉化成氧化層或其他化合物層,才適合於特定之環境。
電鍍之操作基本上以直流電來進行。
1.食品業、馬口鐵(鍍錫鐵皮),用於罐頭包裝。
2.電子業、銅材底(鍍錫-鉛)3.汽車業、鋼鐵底材(鍍銅、鍍鎳後再鍍上鉻)1-2-1、電鍍(Electrodeposition or Electrodepsiting)是指將適用而含有欲鍍金屬離子的電解液中之電子離子,鍍著於工件表面的操作,被鍍物於陰極(Cathode)目的:1.防止腐蝕或增進美觀2.使具特殊性質,如硬度、耐磨性、導電性,電鍍前處理:1.除垢2.脫脂3.去除氧化層電鍍之操作條件:1.溫度2.電流密度3.PH4.攪拌狀況陽極之分類:1.可溶式:陽性極組與欲鍍金屬相同,於電鍍過程中可被分解,來補充還原之金屬離子。
2.不可溶式:即為無法分解,需由外界添加適用之化合物。
1-2-2、鍍層成長模式:鍍層原子與底材原子間,晶格參數差異太大或操作電流密度過高,則將影響磊晶成長的厚度將縮小,底材之前處理也將影響。
1-2-3、電鍍之均勻性1.電流密度2.電鍍液之導電度3.電流效率4.陰極(被鍍物)的電化學特性1-2-4、異物共鍍著現象:通常金屬表面層原子所具能量較內層原子為高,表面能越高其吸引力越強大,其結果是將異物吸附於金屬表面。
1-2-5、氫氣之影響當氫原子介入結晶晶格中時,會使鍍層具有極大之內應力,因而變脆。
當氫原子於電鍍層中形成氫分子時,將產生極大之應力使電鍍層破裂,或造成鍍層之塑性變形。
1-2-6、鍍層之內應力內應力可能為底材晶格與鍍層金屬晶格不相配所致,或為操作方式,異物共鍍、氫氣所致,將導致耐蝕性之降低。
1-2-7、硬度與耐磨性由多種因素交互作用所致的結果,硬度與耐磨性並非有絕對之關係。
1-2-8、孔隙(Porosity)底材粗糙、雜質、氫氣、PH值等都會影響到期孔隙之發生。
1-2-9、黏著性1.油脂、污垢或氧化物層2.底材金屬的結構及性質(表面)3.電鍍液的組成4.電鍍操作條件5.張應力6.氫氣1-3、電化學與電鍍電鍍是藉通直流於電鍍槽,使金屬離子在被鍍物表面還原成金屬原子,並成長為鍍層的操作。
在電鍍槽中進行還原反應之端稱為陰極(Cathode),而進行氧化反應端及稱為陽極(Anode)。
1-4、鍍浴(電鍍液)由含有欲鍍成分金屬的離子等電解質的水溶液所組成:鍍浴內所含各成分之功用分為:1.提供金屬離子2.導電度(conductivity)3.使溶液穩定、防止水解等副反應4.緩衝劑5.改變鍍層結構6.處進陽極溶解7.改變鍍浴的特性以符合特定之需求1-5、電鍍操作條件對鍍層結構之影響1.改變電流密度電流密度越高,生產速率越快,但是若電流密度超過相對應溫度及鍍浴組成的極限值時,則反而將造成結晶粗大。
提高電流密度相對應加大極化。
2.改變溫度溫度上升、晶粒粗大,但可增進金屬鹽的解離及溶解度,提高鍍浴之導電性。
3.攪拌可促進金屬離子向陰極移動,從而提高電流密度,攪拌將可降低極化之發生。
第二章、前處理2-1、機械磨光金屬之磨光作業包含Grinding Polishing BuffingGrinding 輪磨,以剛性之研磨具進行研磨作業(砂輪)。
人造氧化鋁、碳化矽、金剛砂Polishing 拋光,以非剛性之研磨具進行拋光(布輪)。
毛氈、皮革Buffing 擦光,以柔軟細緻的研磨工具將工件表面研磨至鏡面般的作業。
2-1-1拋光機械拋光輪之速度取決於材料之性質,速度越高其磨耗越高,一般約為1500公尺/分以下,不銹鋼2700公尺/分、黃銅2000公尺/分、鋁1800~2300公尺/分2-1-2研磨材料人造氧化鋁其顆粒大小能夠控制均勻,而研磨材料之顆粒大小均勻是欲獲得研磨成品表面無刮痕得基本條件。
另外由於一般拋光輪,皆會殘留殘渣於上,後續發展出液態研磨劑(液態水乳劑)Water emulsions。
2-2、滾筒研磨滾筒研磨為最便宜且精度要求不高之工件上,其主要為去除工件之毛邊,一般分為兩步驟(沖擦、磨光)。
沖擦:將待研磨工件及研磨材(剛球、氧化矽等)放入滾筒中亦加入石蠟及水增進其沖擦作用。
作用為去除毛邊。
1.矽石灰石分解之碎粒2.油及石蠟3.剛球磨光:沖擦完成之工件必須脫脂,並添加矽藻土、氰化鈉作為光滑劑、磷酸三鈉為增光劑,添加清潔劑去除表面污垢等進行磨光。
2-3、振動研磨將工件、研磨材(花崗岩、石灰岩、燧石)、磨光化合物及水放入研磨機內,然後施以連續振動產生磨擦,達到預期效果。
2-4、電解研磨:電解研磨的機構大致為:在電解時陽極將產生一液體膜(含有極高陽極物質濃度的溶液),工件原本不光滑,有凹凸部位,在凸出部位之電流密度較大,凹不較小,故凸部之溶解速率較快,如此將可以得到平整光滑之表面。
亦為反電鍍。
功效:1.改進工件的微視均勻性,去除物件表面的形結構,及異物。
2.可在工件面形成鈍化層,增加抗蝕能力。
2-5、化學研磨不需用及外加電流,僅需將工件置入適當之溶液(磷酸、硝酸、醋酸)中即可,操作溫度約為95°C,主要用於鋁的發色處理。
2-6、酸洗(酸漬去銹)銹(Scale)、金屬表面於加工時因高溫產生之氧化物,通常將金屬至於酸中一段時間即可除去其銹,即為酸洗(Acid pickling)。
2-7、銅合金去銹處理銅合金於高溫中氧化表面形成氧化銅(CuO)內層為氧化亞銅(Cu2O),同常可用熱硫酸進行酸洗作業,酸洗作業中再浸入硫酸/重鉻酸溶液中防止其還原。
2-8電解去銹(Electrolytic pickling)在電解中金屬表面釋出氣體而靠此機械方式除去附著金屬表面的銹層。
1.陽極去銹(工件為陽極),不會造成工件的氫脆化。
2.陰極去銹(工件為陰極),不致發生腐蝕。
2-9化學脫脂自金屬表面去除油(Oil)及脂(Grease)的前處理工作但攸關表面處理成功與否,如果清理(Cleaning)不當將導致鍍層無法緊密附著於金屬表面上。
1.蒸氣脫脂(Vapor degreasing)2.噴霧脫脂(Spray degreasing)3.液態脫指(Liquid degreasing)4.溶劑乳液(Solvent emulsion degreasing)脫脂作業後需再進行鹼性處理,才可進行電鍍,2-10相關金屬實例1.鐵及鋼:一般不易清洗且不易被清理液侵蝕,故一般都使用電解陽極處理,以避免氫脆發生。
2.不銹鋼及鎳:一般使用電解陰極處理以避免金屬發生鈍化。
3.黃銅及銅:先經陰極處理,然後於取出前在實施約10秒的陽極處理。
4.鋁:蒸氣脫脂及乳液脫指等方法去除鋁表面之油脂。
第三章、鍍鎳概述:鎳電鍍常用於鋼鐵、黃銅、及鋅合金的電鍍,功用為防止腐蝕之用,Watts鍍浴是常用的鎳鍍浴,底材之清潔性極為重要。
3-1、Watts鍍浴:Watts浴在操作中最重要的是必須在陰極附近維持充分之因離子濃度,為此目標可以:1.使用高鎳含量之電鍍2.採用足夠高的操作溫度3.充分攪拌鍍浴本鍍浴的電鍍勻著性通常不錯,但需仔細控制陰極與陽極間的距離及採用適當的操作條件,可維持良好的電鍍勻著性。
3-2、光澤鎳電鍍:光澤鎳電鍍通常提供鍍鉻底層。
通常在鍍浴中添加特定之界面活性劑,此類之化合物會吸附於陰極表面,從而抑止鍍著程序,使的陰極極化程度提高,光澤劑可分為有機及無機化合物兩種。
優點:1.減少鎳鍍層磨光處理的費用及造成的鎳損失。
2.可直接鍍鎳,不必再經其他處理。
3-3光澤電鍍浴操作要領:添加劑的使用將會影響到鍍層的內應力,之間得關係為:1.隨濃度之提高,內應力亦增加2.剛開始濃度提高內應力下降,但到某一濃度時將隨之成正比上升。
3.剛開始雖能度下降但下降到某一極小值後將維持定值。
3-4急鍍鎳浴若干金屬工件常先施行急鍍鎳底層以提升後續鍍層之結合,通常低PH型Watts浴可作為急鍍浴使用。
第四章、鍍錫概論:鍍錫用途甚廣,例如:食品工業(因為鍍錫層無毒性,且耐鹼及清潔劑之腐蝕),工業用途方面為電子業及工件需要焊接的場合為主。
4-1、鹼性錫酸鹽鍍浴:主要成分為錫酸鈉或錫酸鉀,以及自由氫酸鈉,此法由於耗電量過大,今日以很少使用。
4-2、酸性硫酸鹽鍍浴:主要為硫酸亞錫及硫酸組成,典型配方如下:(p163)一般酸性浴所得鍍層無光澤,但此可藉由添加光澤劑(醛、酮)來改善,尚須配合添加界面活性劑,光澤鍍錫浴通常在室溫下進行,溫度範圍為15~35°C,鍍浴中不可有雜質存在。
4-3、氟硼酸亞錫鍍浴:本鍍浴屬於高速電鍍浴種,適用於線材的連續鍍浴,或其他需要短時間內達到足夠之電鍍厚度,通常可於室溫下操作,作業方便,且在甚高電流密度下所得鍍層結晶仍甚細緻。
第五章、鍍金概述:鍍金因外表美觀且可耐腐蝕、硬度高而耐磨耗,常運用於電子工業、太空工業、珠寶業、鐘錶工業…等。
5-1、前處理:鍍金前一定要充分清理才可確保鍍層具有良好的密著性,若清理不完全電器接點很快就會失效。
金可直接鍍於銅之表面但對底材金屬其保護層效果並不良好,故度金前先行鍍上一層鎳。
不同之鍍層將影響後續鍍金層之孔隙。
5-2、鹼性鍍浴成分為氰化金或氯化金溶於氫化鉀來調製,通常濃度較高的鍍浴可用於較厚金鍍層的電鍍,如果在實用操作濃度範圍內提高金濃度時可提高陰極效率及電流密度(亦加速電鍍速度)如下圖(p92)。
5-3、亞硫酸鹽鍍浴;本法不用劇毒氰化物,電鍍均勻性較佳且分佈均勻,可允許較多之雜質,鍍層之沿展性也較佳。
如圖所示(p94)5-4、中性及酸性鍍浴:為氰化物鍍浴,一般而言中性鍍浴也含有螯和劑(提高鍍浴導電度,改進電鍍之勻著性)、光澤劑,但當電鍍浴受污染時效率將會將低,此法之鍍層具光澤且孔度低,適合電子工業用。
5-5、操作要點:金陽極在氰化物浴中溶解太快,不適於光澤鍍浴,(因為金的溶解會干擾光澤劑再鍍浴中之平衡),因此其陽極大多採用碳、不銹鋼、鉑、鉑化鈦等不溶解陽極,其中不銹鋼適用於鹼性或中性光澤鍍浴,碳適用於酸性光澤鍍浴,鉑化鈦適用於氰化物鹼性、中性、酸性浴的鍍金作業中。
第六章、浸漬電鍍與無電電鍍6-1、浸漬電鍍浸漬電鍍(Immersion plating)係指將工件浸漬於鍍液中,而工件中將有若干金屬(Basic metal)融入鍍浴中,同時鍍浴中有等量金屬析出而鍍著於工件表面,。
擬鍍金屬必須比待鍍金屬的標準電極電位要有較高的正直。
6-1-1、黃銅浸漬電鍍所得浸漬電鍍之鍍層較為薄,主要提供裝飾用,而黃銅浸鍍實際上是銅-錫合金。