金属表面处理——电化学法 共38页

不锈钢外表处理不锈钢具有独特的强度、较高的耐磨性、优越的防腐性能与不易生锈等优良的特性。

故广泛应用于化工行业，食品机械，机电行业，环保行业，家用电器行业与家庭装潢，精饰行业，给予人们以华丽高贵的感觉。

不锈钢的应用开展前景会越来越广，但不锈钢的应用开展很大程度上决定它的外表处理技术开展程度。

1 不锈钢常用外表处理方法1.1 不锈钢品种简介1.1.1 不锈钢主要成分：一般含有铬〔Cr〕、镍〔Ni〕、钼〔Mo〕、钛〔Ti〕等优质金属元素。

1.1.2 常见不锈钢：有铬不锈钢，含Cr≥12%以上；镍铬不锈钢，含Cr≥18%，含Ni≥12%。

1.1.3 从不锈钢金相组织结构分类：有奥氏体不锈钢，例如：1Cr18Ni9Ti，1Cr18Ni11Nb，Cr18Mn8Ni5。

马氏体不锈钢，例如：Cr17，Cr28等。

一般称为非磁性不锈钢和带有磁性不锈钢。

1.2 常见不锈钢外表处理方法常用不锈钢外表处理技术有以下几种处理方法：①外表本色白化处理；②外表镜面光亮处理；③外表着色处理。

1.2.1 外表本色白化处理：不锈钢在加工过程中，经过卷板、扎边、焊接或者经过人工外表火烤加温处理，产生黑色氧化皮。

这种坚硬的灰黑色氧化皮主要是NiCr2O4和NiF二种EO4成分，以前一般采用氢氟酸和硝酸进展强腐蚀方法去除。

但这种方法本钱大，污染环境，对人体有害，腐蚀性较大，逐渐被淘汰。

目前对氧化皮处理方法主要有二种：⑴喷砂〔丸〕法：主要是采用喷微玻璃珠的方法，除去外表的黑色氧化皮。

⑵化学法：使用一种无污染的酸洗钝化膏和常温无毒害的带有无机添加剂的清洗液进展浸洗。

从而达到不锈钢本色的白化处理目的。

处理好后根本上看上去是一无光的色泽。

这种方法对大型、复杂产品较适用。

1.2.2 不锈钢外表镜面光亮处理方法：根据不锈钢产品的复杂程度和用户要求情况不同可分别采用机械抛光、化学抛光、电化学抛光等方法来达到镜面光泽。

这三种方法优缺点如下：1.2.3 外表着色处理：不锈钢着色不仅赋予不锈钢制品各种颜色，增加产品的花色品种，而且提高产品耐磨性和耐腐蚀性。

电化学原理在金属表面处理中的应用车辆工程02班20132540 张博轩一、金属表面处理的应用金属的表面处理有两个方面，一方面是表面防护，是为防止将金属腐蚀而采用各种防护方法，常用的表面防护方法有表面涂层和表面转化膜工艺。

另一方面是金属的表面改性，也称表面优化，改变材料表面以及近表面的组分、结构与性质，从而获得传统冶金和表面层处理技术无法得到的心薄层材料，或者使传统材料具有更好的性能。

二、电镀的原理电镀时，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、光滑性、耐热性和表面美观。

电镀需要一个向电镀槽供电的低压大电流电源以及由电镀液、待镀零件(阴极)和阳极构成的电解装置。

其中电镀液成分视镀层不同而不同，但均含有提供金属离子的主盐，能络合主盐中金属离子形成络合物的络合剂，用于稳定溶液酸碱度的缓冲剂，阳极活化剂和特殊添加物(如光亮剂、晶粒细化剂、整平剂、润湿剂、应力消除剂和抑雾剂等)。

电镀过程是镀液中的金属离子在外电场的作用下，经电极反应还原成金属原子，并在阴极上进行金属沉积的过程。

因此，这是一个包括液相传质、电化学反应和电结晶等步骤的金属电沉积过程。

在盛有电镀液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的负极和正极联接。

电镀液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。

通电后，电镀液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。

阳极的金属形成金属离子进入电镀液，以保持被镀覆的金属离子的浓度。

在有些情况下，如镀铬，是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极，它只起传递电子、导通电流的作用。

第二章电化学表面处理与加工2.1 概述一、概述金属表面处理技术涉及物理、化学、金属工程学、机械工程学等各个学科。

早期表面处理是指使金属制品表面美观耐腐蚀而进行的抛光、电镀、着色、涂漆等。

现在金属表面处理不仅使制品美观耐用，还能改善金属表面的各种机械性能，赋予表面某些特殊功能，而且利用表面处理技术对金属进行加工。

为达到这些目的，采用冶金、物理、化学及电化学多种方法。

过去难以电镀的铝、钛、粉末制品现在也能电镀，被处理的材料也从金属扩展到非金属，例如塑料、玻璃和陶瓷。

对于金属和无机覆盖层，传统的工艺包括电镀、阳极氧化、化学转化膜。

热喷涂、溅射、离子注人、物理或化学气相沉积、激光增强电沉积、自动催化沉积等技术也日益显出它们的重要性。

对于有机覆盖层，传统的方法如刷镀、手工喷涂、已显得陈旧，面临着自动涂装、电泳沉积、粉末涂层等技术的挑战。

电镀是金属表面处理的重要组成部分。

它是以被镀基体为阴极，通过电解作用，在基体上获得结合牢固的金属或合金膜的一种表面处理方法，具有如下的主要作用。

(1)提高外观质量：使产品美观，并能长期保持这种美观是电镀的重要目的之一。

为使基体表面平整光亮和提高耐蚀性，常镀上铜镀层或镍镀层作底层；大多数采用镀铬或镀金、银、锗等贵金属进行最后装饰性电镀。

(2)提高耐蚀性：电镀最基本的要求是耐蚀性。

在电镀件中用得最广泛的是钢铁，在钢铁表面镀覆其他金属，如镀锌或镀镐，保持美观并延长零件的寿命，从而显著地增加了整个产品的使用期。

根据上述两点，通常把镀层分为防护性镀层和防护-装饰性镀层。

(3)功能作用：电镀在机械、电、磁、光、热、化学等方面有着不少特殊的功能，因而出现了各种功能镀层，例如硬铬镀层（耐磨镀层）、锡铅镀层（减磨镀层）、高锡青铜镀层（反光镀层）、镍钻镀层（导磁镀层）、防渗碳铜镀层（热加工镀层）、转子发动机内腔的铬镀层（抗高温氧化层）、修复机床主轴的镀铁层（修复镀层）。

目前工业上用的电镀液大多数是水溶液，特殊情况下也使用熔盐或有机溶剂镀液。