电解抛光与电镀的区别
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电镀工艺知识目录1. 电镀工艺简介 (3)1.1 电镀原理 (4)1.2 电镀材料 (5)1.3 电镀设备 (6)1.4 电镀工艺流程 (7)2. 电镀前处理工艺 (8)2.1 工件表面清洗 (9)2.2 除油除锈 (11)2.3 活化处理 (12)3. 电镀工艺参数控制 (13)3.1 pH值控制 (14)3.2 电解液成分控制 (16)3.3 电流密度控制 (17)4. 常见的电镀工艺 (19)4.1 直接电镀法 (20)4.2 间接电镀法 (21)4.2.1 化学镀层法(如酸性镀铜、碱性镀镍等) (23)4.2.2 热浸镀锌层法 (24)4.2.3 其他特殊材料的电镀方法(如塑料电镀等) (26)5. 电镀质量检测与控制 (28)5.1 结合力检测 (29)5.1.1 经过清洗和活化的工件表面应具有良好的附着力 (30)5.1.2 在不同电镀条件下,各种金属的结合力应符合要求 (32)5.2 孔隙率检测 (33)5.2.1 应确保在所有表面上没有可见的孔隙或气泡 (34)5.2.2 对于一些对孔隙率敏感的应用领域,需要进行严格的测试和控制35 5.3 可焊性检测 (36)5.3.1 在适当的电镀条件下,所得到的金属涂层应具有良好的可焊性38 5.3.2 对于一些对焊接性能敏感的应用领域,需要进行严格的测试和控制406. 电镀环保与安全问题 (41)6.1 防止废水污染的方法 (42)6.1.1 采用合适的废水处理设施,将废水排放到规定的标准范围内436.1.2 加强废水处理设施的维护和管理,确保其正常运行 (44)6.2 防止废气排放的问题 (45)6.2.1 采用合适的废气处理设施,将废气排放到规定的标准范围内466.2.2 加强废气处理设施的维护和管理,确保其正常运行 (47)6.3 防止固体废物产生的问题 (48)6.3.1 对产生的固体废物进行分类和收集,合理储存和处理 (49)6.3.2 加强固体废物处理设施的管理和维护,确保其正常运行.501. 电镀工艺简介电镀工艺是一种通过电流在金属表面形成一层均匀、致密的电解质膜的加工方法。
机械抛光、化学抛光和电解抛光的定义及优缺点机械抛光定义机械抛光是靠切削或使材料表面发生塑性变形而去掉工件表面凸出部得到平滑面的抛光方法,一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等,以手工操作为主,表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。
机械抛光是模具抛光的主要方法。
优缺点机械抛光缺点是劳动强度大,污染严重,而且复杂零件无法加工,而且其光泽不能一致,光泽保持时间不长,发闷、生锈。
其优点是加工后零件的整平性好,光亮度高。
化学抛光定义化学抛光是靠化学试剂的化学浸蚀作用对样品表面凹凸不平区域的选择性溶解作用消除磨痕、浸蚀整平的一种方法。
化学抛光可作为电镀预处理工序,也可在抛光后辅助以必要的防护措施直接使用。
优缺点化学抛光缺点是光亮度差,有气体溢出,需要通风设备,加温困难。
抛光液容易失效,溶液消耗快。
抛光结果不是太佳,试样的棱角易受蚀损,抛光面易出现微小波纹起伏,高倍观察时受到影响。
其优点是加工设备投资少,复杂件能抛,速度快,效率高,防腐性好。
电解抛光定义以金属工件为阳极,在适宜的电解液中进行电解,有选择地除去其粗糙面,提高表面光洁程度的技术,又称电解抛光。
电抛光可增加不锈钢的耐腐蚀性,减少电气接触点的电阻,制备金相磨片,提高照明灯具的反光性能,提高各种量具的精度,美化金属日用品和工艺品等,适用于钢铁、铝、铜、镍及各种合金的抛光。
优缺点其缺点是1:电解抛光的质量与电解液以及电流与电压的规范有关。
要摸索不同的抛光参数,而影响电解抛光的参数较多,不易找到正确的电解抛光参数。
2:对于铸铁及夹杂物等试样,较难获得良好的结果。
3:电解液组成复杂,使用时需要注意安全操作。
其优点是1:内外色泽一致,光泽持久光无法抛到的凹处平。
2:生产效率高,成本。
可大批量制备样品3:增加工件表面抗腐蚀性,可适用于所有不锈钢材质。
1.特种加工是直接利用电能,热能,光能,电化学能,机械能等多种形式的能量实现添加或去除材料的加工工艺方法来完成对零件的加工成形的2.电火花加工分为(电火花成形加工)和(电火花切割加工)3.特种加工对材料可加工性和结构工艺性等的影响:(提高了材料的可加工性)(改变了零件的典型工艺路线)(改变了试制新产品的模式)(需要重新衡量传统结构工艺性的好坏)(特种加工已经成为微细加工和纳米加工的主要手段)4.特种加工与切削加工的不同本质和特点是:1)不主要依靠机械能,主要用其他(如电)去除金属材料2)工具硬度可以低于被加工材料的硬度3)加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力5.电火花成形加工的英文缩写为EDM,电解加工缩写为ECM,熔丝堆积法缩写为FDM6.电火花穿孔成形加工机床主要由主机.脉冲电源.自动进给调节系统.工作液净化机及循环系统几部分组成7.按工具电极和工件相对运动的方式和用途不同,大致可分为电火花穿孔成形加工、短电弧加工、电火花线切割、电火花磨削和镗磨、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花表面强化与刻字七大类。
8.电火花加工时,通常有空载,火花,短路三种状态。
9.要使电火花加工顺利进行必备的条件有有效放电间隙、脉冲性放电、绝缘工作液10.电火花加工进给系统必须是自动进给调节系统11.电火花加工中,由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫极性效应12.电火花加工的表面质量主要是指被加工零件的表面粗糙度、表面变质层、表面力学性能13.当采用短脉冲精加工时,应采用正极性加工;当采用长脉冲粗加工时,应采用负电极加工,可以得到较高的蚀除速度和较少的电极损耗14.电火花线切割加工采用窄脉冲、正极性加工15.电火花加工系统主要由工件和工具,脉冲电源,自动进给和调节装置几部分组成。
16.电火花线切割机床通常分为两类,一类是快走丝用钼丝,另一类是慢走丝用黄铜丝。
17.我国通常把工具电极接负极时称为正极性加工,反之,工具电极接正极时称为负极性加工。
第一章电镀工艺电镀原理电镀(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。
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。
从而起到防止金属氧化(如锈蚀),提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性(硫酸铜等)及增进美观等作用。
电镀作用镀金作用加强导电能力、提高表面稳定度(防氧化)、装饰。
镀银作用镀银最大的作用是利用镀层防止腐蚀,增加导电率、反光性和美观。
广泛应用于电器、仪器、仪表和照明用具等制造工业。
镀钛作用镀钛是用化学方法使钛金属附着在别的物体表面上,形成的钛镀层具有极好的抗蚀性,可用于保护被镀物体,提高表面耐磨性。
镀钛颜色有金色,黄铜色,玫瑰金色,银白色,黑色,古铜色,紫铜色,蓝色等氮化钛HV2300-2700左右镀钛产品图镀锌作用锌在干燥的空气中几乎不发生变化。
在潮湿的空气中,锌表面会生成致密的碱式碳酸锌膜。
起到美观、防锈作用。
镀白锌镀蓝锌镀黑锌镀五彩锌镀锡及其合金是一种可焊性良好并具有一定耐蚀能力的涂层,电子元件、印制线路板中广泛应用。
提高焊接性能。
常用的有镀雾锡跟镀亮锡镀镍电镀镍层在空气中的稳定性很高,由于金属镍具有很强的钝化能力,在表面能迅速生成一层极薄的钝化膜,能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。
镍镀层的硬度比较高,可以提高制品表面的耐磨性.第二章烤漆跟喷粉液体烤漆树脂型合成涂料与溶剂混合后施工,以压缩空气或者静电雾化后附着产品,溶剂蒸发或者相互反应后形成固化膜。
优点,光泽好,可以精细化作业。
材料利用率低。
颜色范围广。
粉末喷涂是用喷粉设备(静电喷塑机)把粉末涂料喷涂到工件的表面,在静电作用下,粉末会均匀的吸附于工件表面,形成粉状的涂层;粉状涂层经过高温烘烤流平固化,变成效果各异(粉末涂料的不同种类效果)的最终涂层;粉末喷涂的喷涂效果在机械强度、附着力、耐腐蚀、耐老化等方面优于喷漆工艺,成本也在同效果的喷漆之下。
电镀利用电解工艺,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。
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。
电镀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。
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。
电镀的基体材料除铁基的铸铁、钢和不锈钢外,还有非铁金属,如ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料,但塑料电镀前,必须经过特殊的活化和敏化处理。
镀层镀层分为装饰保护性镀层和功能性镀层两类。
分类装饰保护性镀层主要是在铁金属、非铁金属及塑料上的镀铬层,特别是钢的铜-镍-铬层,锌及钢上的镍-铬层。
为了节约镍,人们已能在钢上镀铜-镍/铁-高硫镍-镍/铁-低固分镍-铬层。
与镀铬层相似的锡/镍镀层,可用于分析天平、化学泵、阀和流量测量仪表上。
功能性镀层这种镀层种类很多,如:①提高与轴颈的兼容性和嵌入性的滑动轴承罩镀层,铅-锡,铅-铜-锡,铅-铟等复合镀层;②用于耐磨的中、高速柴油机活塞环上的硬铬镀层,这种镀层也可用在塑料模具上,具有不粘模具和使用寿命长的特点;③在大型人字齿轮的滑动面上镀铜,可防止滑动面早期拉毛;④用于防止钢铁基体遭受大气腐蚀的镀锌;⑤防止渗氮的铜锡镀层;⑥用于收音机、电视机制造中钎焊并防止钢与铝间的原电池腐蚀的锡-锌镀层。
适用于修复和制造的工程镀层,有铬、银、铜等,它们的厚度都比较大,硬铬层可以厚达300微米。
常用表面处理工艺流程(1)钢铁件电镀锌工艺流程┌酸性镀锌除油→ 除锈→ │ → 纯化→ 干燥└碱性镀锌(2)钢铁件常温发黑工艺流程┌ 浸脱水防锈油││ 烘干除油→除锈→常温发黑→│ 浸肥皂液——→ 浸锭子油或机油││└浸封闭剂(3)钢铁件磷化工艺流程除油→除锈→表调→磷化→涂装(4) ABS/PC塑料电镀工艺流程除油→亲水→预粗化(PC≥50%)→粗化→中和→整面→活化→解胶→化学沉镍→镀焦铜→镀酸铜→镀半亮镍→镀高硫镍→镀亮镍→镀封→镀铬(5) PCB电镀工艺流程除油→粗化→预浸→活化→解胶→化学沉铜→镀铜→酸性除油→微蚀→镀低应力镍→镀亮镍→镀金→干燥(6)钢铁件多层电镀工艺流程除油→除锈→镀氰化铜→镀酸铜→镀半亮镍→镀高硫镍→镀亮镍→镍封→镀铬(7)钢铁件前处理工艺流程(打磨件、非打磨件)1、打磨件→除蜡→热浸除油→电解除油→酸蚀→非它电镀2、非打磨件→热浸除油→电解除油→酸蚀→其它电镀(8)锌合金件镀前处理工艺流程除蜡→热浸除油→电解除油→酸蚀→镀碱铜→镀酸铜或焦磷酸铜→其它电镀(9)铝及其合金镀前处理工艺流程除蜡→热浸除油→电解除油→酸蚀除垢→化学沉锌→浸酸→二次沉新→镀碱铜或镍→其它电镀除蜡→热浸除油→电解除油→酸蚀除垢→铝铬化→干燥→喷沫或喷粉→烘干或粗化→成品除蜡→热浸除油→电解除油→酸蚀除垢→阳极氧化→染色→封闭→干燥→成品(10)铁件镀铬工艺流程除蜡→热浸除油→阴极→阳极→电解除油→弱酸浸蚀→预镀碱铜→酸性光亮铜(选择)→光亮镍→镀铬或其它除蜡→热浸除油→阴极→阳极→电解除油→弱酸浸蚀→半光亮镍→高硫镍→光亮镍→镍封(选择)→镀铬(11)锌合金镀铬工艺流程除蜡→热浸除油→阴极电解除油→浸酸→碱性光亮铜→焦磷酸铜(选择性)→酸性光亮铜(选择性)→光亮镍→镀铬(12)电叻架及染色工艺流程前处理或电镀→纯水洗(2-3次)→预浸→电叻架→回收→纯水洗(2-3次)→烘干→成品不锈钢镀光亮镍工艺流程:有机溶剂除油→化学除油→水洗→阴极电解活化→闪镀镍→水洗→活化→水洗→镀光亮镍→水洗→钝化→水洗→水洗→热水洗→甩干→烘干→验收。
三种抛光工艺的不同什么是抛光?抛光是使用物理机械或化学药品降低物体表面粗糙度的工艺。
抛光技术主要在精密机械和光学工业中使用。
抛光后的工件表面光滑具有良好的反射效果。
工件抛光后会减少厚度并容易划伤,必须使用细丝绒布,麂皮,天鹅毛和专用清洗剂清洁表面。
化学抛光化学抛光原理化学抛光是金属表面通过有规则溶解达到光亮平滑。
在化学抛光过程中,钢铁零件表面不断形成钝化氧化膜和氧化膜不断溶解,且前者要强于后者。
由于零件表面微观的不一致性,表面微观凸起部位优先溶解,且溶解速率大于凹下部位的溶解速率;而且膜的溶解和膜的形成始终同时进行,只是其速率有差异,结果使钢铁零件表面粗糙度得以整平,从而获得平滑光亮的表面。
抛光可以填充表面毛孔、划痕以及其它表面缺陷,从而提高疲劳阻力、腐蚀阻力。
电化学抛光原理电化学抛光也称电解抛光。
电解抛光是以被抛工件为阳极,不溶性金属为阴极,两极同时浸入到电解槽中,通以直流电而产生有选择性的阳极溶解,从而使工件表面光亮度增大,达到镜面效果。
CMP原理CMP,即Chemical Mechanical Polishing,化学机械抛光。
CMP技术所采用的设备及消耗品包括:抛光机、抛光浆料、抛光垫、后CMP清洗设备、抛光终点检测及工艺控制设备、废物处理和检测设备等。
CMP技术的概念是1965年由Monsanto首次提出。
该技术最初是用于获取高质量的玻璃表面,如军用望远镜等。
1988年IBM开始将CMP技术运用于4MDRAM 的制造中,而自从1991年IBM将CMP 成功应用到64MDRAM 的生产中以后,CMP技术在世界各地迅速发展起来。
区别于传统的纯机械或纯化学的抛光方法,CMP通过化学的和机械的综合作用,从而避免了由单纯机械抛光造成的表面损伤和由单纯化学抛光易造成的抛光速度慢、表面平整度和抛光一致性差等缺点。
它利用了磨损中的'软磨硬'原理,即用较软的材料来进行抛光以实现高质量的表面抛光。
十种常用的材料表面处理工艺表面处理是在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。
表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。
我们比较常用的表面处理方法是,机械打磨、化学处理、表面热处理、喷涂表面,表面处理就是对工件表面进行清洁、清扫、去毛刺、去油污、去氧化皮等。
今天我们就来了解下表面处理工艺。
01.真空电镀—— Vacuum Metalizing ——真空电镀是一种物理沉积现象。
即在真空状态下注入氩气,氩气撞击靶材,靶材分离成分子被导电的货品吸附形成一层均匀光滑的仿金属表面层。
适用材料:1、很多材料可以进行真空电镀,包括金属,软硬塑料,复合材料,陶瓷和玻璃。
其中最常见用于电镀表面处理的是铝材,其次是银和铜。
2、自然材料不适合进行真空电镀处理,因为自然材料本身的水分会影响真空环境。
工艺成本:真空电镀过程中,工件需要喷涂,装载,卸载和再喷涂,所以人力成本相当高,但是也取决于工件的复杂度和数量。
环境影响:真空电镀对环境污染很小,类似于喷涂对环境的影响。
02.电解抛光—— Electropolishing ——电抛光是一种电化学过程,其中浸没在电解质中的工件的原子转化成离子,并由于电流的通过而从表面移除,从而达到工件表面除去细微毛刺和光亮度增大的效果。
适用材料:1.大多数金属都可以被电解抛光,其中最常用于不锈钢的表面抛光(尤其适用于奥氏体核级不锈钢)。
2.不同材料不可同时进行电解抛光,甚至不可以放在同一个电解溶剂里。
工艺成本:电解抛光整个过程基本由自动化完成,所以人工费用很低。
环境影响:电解抛光采用危害较小的化学物质,整个过程需要少量的水且操作简单,另外可以延长不锈钢的属性,起到让不锈钢延缓腐蚀的作用。
03.移印工艺—— Pad Printing ——能够在不规则异形对象表面上印刷文字、图形和图象,现在正成为一种重要的特种印刷。
适用材料:几乎所有的材料都可以使用移印工艺,除了比硅胶垫还软的材质,例如PTFE等。