刷镀的原理

电刷镀技术的概况、应用及前景

一、电刷镀技术的介绍

电刷镀是用电解方法在工件表面获取镀层的过程。其中的在于强化、提高工件表面性能，取得工件的装饰性外观、耐腐蚀、抗磨损和特殊光、电、磁、热性能；也可以改变工件尺寸，改善机械配合，修复因超差或因磨损而报废的工件等，因而在工业上有广泛的应用

电刷镀技术（简称刷镀技术）是电镀技术中的一个重要分支，除了有上述的共同作用外，它更偏重于工件的修复应用和中小批量工件的功能性表面强化。因此在实践上更要求现场或在线施镀，在保证镀层品质的基础上，更强调镀层的快速高效沉积。刷镀的基本过程是用裹有包套浸渍特种镀液的镀笔（阳极）贴合在工件（阴极）的被镀部位并做相对运动形成镀层，刷镀电源串接于两级之间。为了稳定地向工件表面液层提供足够的被镀金属离子，高浓度的刷镀液直接泵送或自然回流阴阳极之间。

二、 电刷镀技术的服务内容

（1）磨损零部件的修复强化｡各种机械不同材料的轴类､箱体､端盖及其它零部件磨损后均可采用电刷镀的方法修复,修复硬度范围HRC20-60,可满足各种工况的要求,大幅度提高其使用寿命｡

（2）发动机曲轴磨损超差的修复｡采用电刷镀的方法可以恢复磨损超差曲轴的原有尺寸,大大延长曲轴的使用寿命｡

（3）加工超差复原｡贵重机械零部件加工超差,可以方便地使用电刷镀的方法校正其几何形状和尺寸精度｡

（4）大型机械零部件的不解体修复｡对于大型的､精度高的､结构复杂的机械零部件,可在现场进行不解体的局部修理,省去了拆卸､吊装､运输等环节,效率高,经济省时｡

（5）强化新产品新工件表面｡可应用于新产品新工件的生产工艺中,对其进行强化处理使之具有特定机械性能和物化性能｡ （6）制备工件､设备､金属结构件的表面防护层｡在工件､设备或钢铁结构件的表面涂镀防护层,使其表面具有高效耐腐蚀､抗氧化､耐高温等特殊性能,是一般涂料涂装防护所不能比拟的｡

刷镀

刷镀的原理：

用一个同阳极连接并能提供电镀需要的电解液的电极或刷，在作为阴极的制件上移动进行选择电镀的方法。

原理图

刷镀的特点：

★国际领先技术,真正的实现大电流、高频率、大工作比脉冲输出

★高效率(≥90%),节电显著(省电30%以上)(6V1500A与硅整流和可控硅相比,年省

刷镀机

电费一万元以上

★稳压、稳流、均流、恒功率等多种控制

★电流、电压、工作时间、频率计（可选）、安分计（可选）等全数字显示精度高,声光报警.

★软启动、停止功能,具有过流、过压、欠压、过热、缺相、欠水、短路等自动保

护功能,可靠性极高

★设备出厂前已经过严格检测和长时间的老化实验,可昼夜满负荷,大电流连续不间

断运行,真正可靠耐用.

★可使电镀层更加均匀、致密性好、光洁度高、增强了被镀件的耐磨性等

★工作时间短、效率高、节省原材料、降低成本、产值效率成倍增长

★体积小、重量轻，搬运方便

刷镀工艺基本程序

零件表面修整→镀前工装设置→电净处理→活化处理→刷镀层→镀后处理。

①表面修整。刷镀层厚度一般≤0.5mm，镀后不加工或少许加工，因此对零件的需镀表面在镀前应加工达到形位精度和表面粗糙度要求，以求获得均匀镀层。表面有油孔、键槽等，可用胶木、木材等镶堵。

②刷镀工装的设置。连续均匀刷镀时，一般把工件装夹在机床上，镀笔夹牢，调整机床速度满足刷镀速度要求。调整电源以满足刷镀所需电流量。按需用镀液种类，每种准备一支专用镀笔。按实际需要准备好表面处理材料及其他辅助工具。

③电净处理。用一般溶剂清洗后的表面仍会残留很薄的油膜。用电净液通电以镀笔涂刷，使表面残留油膜解离，经乳化或皂化达到去油的目的。表面用水冲后，水膜均匀满布，无干斑为达到要求。

④表面活化处理。用专用镀笔沾上活化液，在通电状态下刷抹零件表面，通过电化学反应以及产生气泡的机械剥离作用除去氧化膜，达到表面出现新鲜原金属色泽和无花斑为止。

２ＯＯ７年４月　涂装与电镀　３１　

高强度钢刷镀镉工艺研究　

颜华文庆杰戴树成　

（成都飞机工业公司制造工程部，四川成都，６１００９２）　

摘要本文研究了刷镀镉技术在飞机高强度钢结构件表面损伤修复中的应用。试验结果表明，该工艺操作简　便，质量稳定，适用于飞机零件现场维修。　关键词刷镀；高强度钢；镀镉　

１前言　

电刷镀技术具有操作设备简单、现场常温施镀、　电流密度大、镀层沉积速度快、工件无需拆离主机、　

修复成本低廉、经济效益显著等优点，因此在航空领　域获得广泛应用［　一３＿。　

目前飞机结构件常用３０ＣｒＭｎＳｉＡ、５０ＣｒＶ等高强　度钢材料（ａｂｅ＜１４５０ＭＰａ），表面保护层为镀镉。在结　构件装配或使用过程中，由于各种原因，零件表面经　常会出现划伤、腐蚀等缺陷，当基体未损伤时经修复　后仍可使用［４－５］。本文对高强度钢刷镀镉工艺进行　

了研究，刷镀后，镀层质量能满足使用要求。　

２原材料及设备　

（１）材料与规格　材料为３０ＣｒＭｎＳｉＡ，试片规格８０ｍｍ×２５ｍｍ×　

２ｍｍｏ　（２）￣ｌＪ镀镉溶液　

刷镀镉溶液包括：１＃电解清洗液、２撑活化液、　３撑去污液、４撑冲击镀镍液、５撑低氢脆刷镀液以及　６＃钝化液等。　

（３）ＤＳＤ一１５０型电源　电源为可调节直流电源，有极性转换开关，电源　

纹波系数不大于５％，电源装有安培小时计，以显示　刷镀消耗的电量。　

（４）镀笔　镀笔采用石墨阳极，表面包裹脱脂棉和涤纶包　套。　

３刷镀镉主要工序　

（１）电解清洗　用１＃电解清洗液电解除油，工件接电源负极，　工作电压８Ｖ一１５Ｖ，相对运动速度９ｍ／ｒａｉｎ一　１５ｍ／ｒａｉｎ，油除净为止，并用清水冲洗。电解清洗后，　工件表面应达到水膜连续状态。　

（２）活化　用２＃活化液活化工件表面，工件接正极，电压　为８Ｖ一２０Ｖ，相对运动速度９ｍ／ｍｉｎ一１５ｍ／ｒａｉｎ。活　化目的是在电流的作用下，电解腐蚀去除零件表面　

的氧化膜和影响镀层结合强度的杂质，以利于镀层　和基体金属的良好结合。工件表面出现黑灰色为正　常，用水冲洗，冲洗后表面呈暗灰色或黑灰色。　

刷镀工艺技术

刷镀工艺技术是一种表面处理技术，通过对物体表面进行镀层处理，达到改善物体外观和性能的目的。刷镀工艺技术的应用非常广泛，包括金属制品、塑料制品、玻璃制品、陶瓷制品等各类产品，可以有效地提升产品的附加值和市场竞争力。

刷镀技术的原理是利用电镀的原理，通过电解液中的金属离子与阳极上的金属产生氧化还原反应，使金属离子在电解液中电荷转移，从而在物体表面沉积形成金属镀层。而与传统的电镀工艺相比，刷镀技术更具有灵活性和适应性，在不同形状和材质的物体上都可以实现镀层的均匀和精确控制。

刷镀技术主要包括两个步骤：选择合适的电解液和控制电流密度。电解液的选择对于刷镀的效果非常重要，它决定了金属离子的传递速度和沉积形貌。常用的电解液有氰化镀液、硫酸铜镀液、硫酸镍镀液等。对于不同材质的物体，需要根据其特性选择合适的电解液进行刷镀。控制电流密度是为了保证刷镀的均匀性和质量稳定性，一般情况下，电流密度越高，金属离子的传输速度越快，金属镀层的厚度越厚。

刷镀工艺技术的优势主要体现在以下几个方面：

首先，刷镀技术可以在不需要专门的设备和环境条件的情况下进行，不需要大型的电镀槽和繁琐的操作步骤，只需要简单的工具和材料即可实施。这样可以大大降低生产成本，提高生产效率。

其次，刷镀技术可以根据需要进行局部镀层，不需要对整个物体都进行镀层处理。这对于一些复杂形状的物体或需要保护某些部分的物体非常有用。通过遮盖或掩膜的方式，可以将电镀液限定在需要镀层的部分，减少资源的浪费和处理的难度。

此外，刷镀技术的操作简单，易于掌握。不需要专业的技术人员即可实施，降低了对人员的要求和培训成本。同时，刷镀技术不需要进行高温处理，不会对物体的内部结构和性能产生影响，也不会产生环境污染。

然而，刷镀技术也存在一些局限性，例如，刷镀技术只适用于导电性较好的物体，不适用于非金属材料；刷镀层的附着力和耐腐蚀性不如传统的电镀层；刷镀技术对刷的工艺要求较高，容易产生刷痕和均匀性差的问题。