电镀基本知识讲解

电镀基本知识讲解電鍍

電

鍍

L.H產品設計中心 目 錄

第一章 電鍍的定義 3

第二章 電鍍的基本知識 3

第一節 電鍍液 3

第二節 電鍍反應 4

第三節 電極與反應原理 5

第四節 金屬的電沉積過程 5

第五節 影響電鍍質量的要素 6

第三章 電鍍工藝 7

第一節 鍍前預處理 7

第二節 鍍后處理 7

第四章 鍍鋅 8

第一節 鋅酸鹽鍍鋅 9

第二節 氰化鍍鋅 9

第三節 銨鹽鍍鋅 9

第四節 氯化物鍍鋅 9

第五節 硫酸鹽鍍鋅 9

第六節 鍍鋅常見缺点及糾正方法 10

第七節 鍍鋅后除氫處理 10

第八節 鋅鍍層的鈍化處理 11

第五章 鍍鎳 11

第一節 普通鍍鎳(暗鍍) 11

第二節 光亮鎳 12

第三節 高硫鎳 12

第四節 鎳封 12

第五節 緞面鎳 12

第六節 高應力鎳 13

第七節 鍍多層鎳 13

第八節 氨基磺酸鹽鍍鎳 13

第九節 檸檬酸鹽鍍鎳 14

第六章 鍍鉻 14

第一節 鍍鉻層的種類 14

第二節 鍍鉻的陽極 15

第三節 鍍鉻工藝 15

第七章 其它電鍍 17

第八章 鍍層功用測試 18

第一節 電鍍層外觀檢驗 18

第二節 結合力試驗 18

第三節 電鍍層厚度的測量 19

第四節 孔隙率的測定 19

第五節 鍍層顯微硬度的測定 19

第六節 鍍層內應力的測試 19 第七節 電鍍層脆性測試 19

第八節 氫脆性的測試 20

第九節 鍍層焊接功用的測試 20

第九章 電鍍層的選擇及標記 21

第一節 對電鍍層的要求 21

第二節 鍍層运用條件的分類 21

第三節 電鍍層的選擇 21

第四節 金屬鍍層的表示方式(GB-1238-76) 25

第五節 金屬鍍層的表示方式(JIS H 0404) 25

第十章 參考文獻 29電 鍍

第一章 電鍍的定義

電鍍是指在含有欲鍍金屬的鹽類溶液中﹐以被鍍基體金屬為陰極﹐通過電解作用﹐使鍍液中欲鍍金屬的陽離子在基體金屬外表沉積出來﹐构成鍍層的一種外表加工方法。鍍層功用不同于基體金屬﹐具有新的特征。根據鍍層的功用分為防護性鍍層﹐裝飾性鍍層及其他功用性鍍層。

第二章 電鍍的基本知識

第一節 電鍍液

1. 主鹽

主鹽是指鍍液中能在陰極上沉積出所要求鍍層金屬的鹽﹐用于提供金屬離子。鍍液中主鹽濃度必須在一個適當的范圍﹐主鹽濃度添加或減少﹐在其他條件不變時﹐都會對電沉積過程及最后的鍍層組織有影響。比如﹐主鹽濃度降低﹐電流效率提高﹐金屬沉積速度加快﹐鍍層晶粒較粗﹐溶液分散才干下降。

2. 絡合劑

有些情況下﹐假定鍍液中主鹽的金屬離子為簡單離子時﹐則鍍層晶粒粗大﹐因此﹐要采用絡合離子的鍍液。獲得絡合離子的方法是参与絡合劑﹐即能絡合主鹽的金屬離子构成絡合物的物質。絡合物是一種由簡單化合物相互作用而构成的〝分子化合物〞。在含絡合物的鍍液中﹐影響電鍍效果的主要是主鹽與絡合劑的相對含量﹐即絡合劑的游離量﹐而不是絕對含量。

3. 附加鹽

附加鹽是電鍍中除主要鹽外的某些鹼金屬或鹼土金屬鹽類﹐主要用于提高電鍍液的導電性﹐對主鹽中的金屬離子不起絡协作用。有些附加鹽還能改善鍍液的深鍍才干﹐分散才干﹐產生細致的鍍層。

4. 緩沖劑

緩沖劑是指用來穩定溶液酸鹼度的物質。這類物質普通是由弱酸和弱酸鹽或弱鹼和弱鹼鹽組成的﹐能使溶液遇到鹼或酸時﹐溶液的pH值變化幅度縮少。

5. 陽極活化劑

鍍液中能促進陽極活化的物質稱陽極活化劑。陽極活化劑的作用是提高陽極開始鈍化的電流密度﹐從而保証陽極處于活化狀態而能正常地溶解。陽極活化劑含量缺乏時陽極溶解不正常﹐主鹽的含量下降較快﹐影響鍍液的穩定。嚴重時﹐電鍍不能正常進行。

6. 添加劑 添加劑是指不會明顯改變鍍層導電性﹐而能顯著改善鍍層功用的物質。根據在3 鍍液中所起的作用﹐添加劑可分為﹕光亮劑﹐整平劑﹐和抑霧劑等。

第二節 電鍍反應

1. 電化學反應

下圖是電鍍裝置表示圖﹐被鍍的零件為陰極﹐與直流電源的負極相連﹐金屬陽極與直流電源的正極聯結﹐陽極與陰均浸入鍍液中。當在陰陽兩極間施加一定電位時﹐則在陰極發生如下反應﹕從鍍液內部擴散到電極和鍍液界面的金屬離子Mn+從陰極上獲得n個電子﹐還原成金屬M

另一方面﹐在陽極則發生與陰極完全相反的反應﹐即陽極界面上發生金屬M的溶解﹐釋放n個電子生成金屬離子M n+。

電鍍裝置示意圖陽極PAR陰極陽極1-1

2. 法拉第定律

電流通過鍍液時﹐電解質溶液發生電解反應﹐陰極上不斷有金屬析出﹐陽極金屬不斷溶解。因此﹐金屬的析出(或溶解)量肯定與通過的電荷有關。根據少量實驗結果﹐法拉第树立了析出(或溶解)的物質與電荷之間的關系的定律。

法拉第一定律﹕電極上析出(或溶解)物質的重量與進行電解反應時所通過的電荷成正比﹐即﹕m=kQ=kIt(m為電極上析出或溶解物質的質量﹔Q為通過的電荷時﹔K為比例常數﹔I為電流﹔t為通電時間。

法拉第第二定律﹕在不同的電解液中﹐通過相反的電荷量時﹐在電極上析出(或溶解)物的物質的量相等﹐并且析出(或溶解)1mol的任何物質所需的電荷量都是9.65X104C.這一常數稱為法拉第常數﹐用F表示。K=M/F

3. 電流效率

電鍍時﹐陰極上實際析出的物質的質量并不等于根據法拉定律失掉的計算結果﹐實際值總小于計算值﹐這是由于電極上的反應不只一個﹐例如鍍鎳時﹐在陰極上除發生這一主反應外﹐還會發生副反應。

4. 電鍍液的分散才干

鍍溶液的分散才干是指電鍍液所具有的使金屬層厚度均勻散布的才干﹐也稱均鍍才干。電鍍液的分散才干越好﹐在不同陰極部位所沉積出的金屬層厚度越均勻。

5. 電鍍液的覆蓋才干

在電鍍生產中﹐常用到的另一個概念是覆蓋才干﹐亦稱深鍍才干﹐它是指電鍍液所具有的使鍍件的深凹處沉積上金屬鍍層的才干。分散才干和覆蓋才干不同﹐前者是說明金屬在陰極外表散布均勻水平的問題﹐它的前提是在陰極外表都有鍍層﹔然后者是指金屬在陰極外表的深凹處有無沉積層的問題.

第三節 電極及反應機理

A. 電極電位

當金屬電極浸入含有該金屬離子的溶液中時﹐存在如下的平衡﹐即金屬失電子而溶解于溶液的反應和金屬離子得電子而析出金屬的逆反應應同時存在﹕

Mn++ne M

平衡電位與金屬的本性和溶液的溫度﹐濃度有關。為了精確比較物質本性對平衡電位的影響﹐人們規定當溶液溫度為250C﹐金屬離子的濃度為1mol/L時﹐測得的電位叫標准電極電位。標准電極電位負值較大的金屬都易失掉電子被氧化﹐而標准電極電位正值較大的金屬都易失掉電子被還原。