电镀毕业论文资料

首钢工学院
毕业设计（论文）题目：机件表面处理中电镀的工艺及应用
系别：机电工程系
专业：机械设计与制造
班级：机设101
姓名：
指导教师：
2013年5月1日
首钢工学院毕业论文
摘要
电镀生产是现代表面处理中重要的做成部分，电镀主要是运用电解
原理电解作用使金属或其它材料制作的表面附着一层金属膜的工艺从面
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
中还有其它的步骤，有除油，酸洗，中和，其中有的电镀完还需要钝
化，这几个步骤中机件必须清洗干净，否则容易出现腐蚀。

电镀中有很多的镀种，如：铬，锌，银，锡，铜，镍等。

当然还有
其它的一些，其中要看机件的要求，尺寸大小。

关键词：电镀腐蚀步骤生产工艺
目录
总论.................... . (1)
电镀工作的组成................. (1)
电镀生产工艺： (1)
第一章电镀的工作原理及应用 (2)
1.电镀铬 (2)
2电镀铬工艺 (3)
2.1铬酐浓度和硬度的关系 (3)
2.2硫酸颔联和硬度的关系 (3)
2.3电流密度和硬度的关系 (3)
2.4镀铬液稳定和硬度的关系 (3)
2.5镀铬层厚度与硬度的关系 (4)
2.6铬镀层受温度的影响 (4)
2.7性能和用途 (4)
2.8镀铬基本原理 (4)
3.电镀铬的优点 (4)
3.1经电镀铬处理后优点 (4)
第二章电镀锌的工作原理组成 (6)
1.电镀锌 (6)
2.国内按电镀溶液分类 (6)
2.1氰化物镀锌 (6)
2.2锌酸盐镀锌 (6)
2.3氯化物镀锌 (6)
2.4硫酸盐镀锌 (7)
3.电镀锌工艺流程 (7)
4.电镀锌镀液配制 (7)
5.电镀锌影响因素 (8)
5.1锌含量的影响 (8)
5.2氢氧化钠的影响 (8)
5.3铁含量的影响 (8)
5.4光亮剂的影响 (8)
5.5温度的影响 (8)
5.6阴极移动的影响 (8)
6.电镀锌特点 (9)
第三章电镀工艺的未来发展 (11)
1.电镀工艺展望 (12)
第四章结束语 (14)
1.致谢 (14)
2.实训收获 (14)
3.参考资料 (15)
4.结束语 (15)
机件表面处理中电镀的工艺及应用
吕志远
总论：
电镀工作的组成：
电镀中有主要的四个步骤，除油，酸洗，中和，还有最后主要的电镀。

在处理以上四个步骤中个个槽子里的槽液必须用水涮干净，要不就会出现腐蚀或者机件不干净电镀不上。

由于机件的大小和形状，有没有盲孔等还需要特别的工艺，其中除油分正向和反向，正向可以多除一会，反向不能多除，还有电不能太大，容易出现腐蚀。

再有就是酸洗，就是把机件放在盐酸里面泡一下，时间也不能太长，要不也会出现腐蚀，机件的表面就会出现坑坑哇哇的情况，这样这个机件也就费了。

其中中和是最容易处理的，就是把在盐酸里泡完用水涮干净的机件在在中和里面泡一下，和酸中和，如果没有中和，万一机件有空的地方存酸了那么就会在电镀过程中出现腐蚀不严重还可以从新来过，严重了机件也就费了。

电镀生产工艺：
电镀生产的工艺过程，主要是机件不能出现腐蚀，按照工艺的流程走，镀层厚度在工艺的范围之内，电镀工艺的追求就是严把质量关。

要每一次的工艺质量达到100％。

引言：表面科学与技术是研究表面现象和表面过程并非为人类造福
或被人们利用的科学技术。

第一章电镀的工作原理及应用
电镀（Elcctroplating）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作
的表面附着一层金属膜的工艺从面起到防止腐蚀，提高耐磨性，导电
性，反光性及增进美观等作用。

电镀时，镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的金属制品做阴
极，镀层金属的阳离子在金属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，和表面美观。

1.电镀铬：
电镀铬是工业上应用最广泛的电镀技术之一。

铬镀层不仅具有漂亮
的外观，还具有硬度高，耐磨性好等多种良好性能，被广泛用于多种领
域。

现阶段使用最多的镀铬工艺是直流电镀或脉冲电镀。

由于脉冲电源
制造技术的限制，对脉冲电镀铬的研究一般是使用高频脉冲电镀，频率
在100Hz以上或是使用双向脉冲电镀技术，低频脉冲条件下电镀铬层的
研究报道甚少。

为了进一步提高铬镀层的性能，探讨低频脉冲电镀参数
对镀铬制备工艺和镀层稳定性的影响，开展了本次试验研究。

本研究开
创性地使用低频脉冲电镀工艺进行电镀铬镀层的研究（脉冲频率为
0~5.0Hz），针对飞机起落架液压气密零件最常用的三种材料：30CrMnSiA 合金钢，1Cr11Ni2W2MoVA和15-5PH(0Cr15Ni5Cu3NB)不锈钢，在不改变
企业现有六价铬镀铬溶液的基础上，采用五因素五水平正交实验和单因
素实验相结合的研究方法，对铬镀层的各种性能进行测试和表征，从而
得出一系列具有知道意义的研究成果。

2.镀铬工艺：
镀铬是泛指电镀铬
镀铬有两种的，一种是装饰铬，一种是硬铬。

镀铬是比较好的一种增加便面硬度的方法，但是它的优缺点很多，
所以好多情况下都没采用。

优点一，表面光洁度好，优点二，不会生锈，一点锈斑都不会有；三，镀的过程中原零件变形小。

四，如果零件尺寸不到位，可以通过加
几丝铬来达到尺寸。

优点五，表面比较美观。

等等
缺点一，价格高，不光镀的费用高，而且镀后还要加工。

缺点二，
不适合表面比较复杂的零件，缺点三，厚度太薄，一般只有0.05-
0.15mm左右，缺点四，对零件表面的光洁度要求比较高。

等等
镀硬铬一般采用比较多的是常在高温条件下使用的机械。

镀装饰铬顾名思义，主要目的就是为了表面光亮、外形美观、防锈等。

根据其目的来判断要镀那种铬
2.1铬酐浓度和硬度的关系
在其它工艺条件相同的时候，铬酐浓度低时硬度高。

但浓度低，镀
液变化快，不稳定。

2.2硫酸含量和硬度的关系
在正常的镀铬工艺规范中。

铬酐与硫酸的比值应该保持在100：1.在其它浓度不变时，提高硫酸含量，铬层的硬度也会相应增高。

但二者
比值为100:1.4。

在提高硫酸含量硬度值又会下降。

2.3电流密度和硬度的关系
正常温度下，铬层硬度随着电流密度的增加而增加。

当电流密度达
到一定极限时硬度趋向稳定。

2.4镀铬液稳定和硬度的关系
在较高温度（65~75摄氏度）下，由稀溶液镀出的铬层比由高浓镀
液镀出的铬层硬度高15~20％；在较低温度下，由稀溶液镀出的铬层比
由浓度液镀出的铬层硬度没有多大差别。

2.5镀铬层厚度与硬度的关系
一般硬铬镀出硬度是随厚度提高而提高的，硬度的最高值在0.2mm 左右。

以后，即使在提高厚度，硬度也不会在增加。

2.6铬镀层受温度的影响
铬镀层随着受热温度的提高，硬度显著下降。

2.7性能和用途
因为铬表面易于钝化，有很强的耐腐蚀，所以用于装饰电镀的最外层，其厚度一般只有0.5-1微米，通常称之为装饰铬。

铬的另一个特点是具有极高的硬度，HV750-1000，因而有经常用于耐磨要求的场合，通常称之为硬格。

2.8镀铬基本原理
第一阶段，随着电极电位上升，电流密度上升，电极反应为
2H--------＞H2
第二阶段，随着电极电位继续上升，电力你密度转为下降。

这是一
个形成阴极膜的过程。

第三阶段，随着电极电位继续上升，电流密度又转为上升。

3.电镀铬的优点：
3.1经电镀铬处理后，模具、工件有如下优点：
1）、表面平整、光洁、易于脱模，为保证产品之光洁、平整。

2）、不会生锈，一点锈斑都不会有。

3）、镀的过程中原零件变形小，表层镀铬后可增强硬度（HR65以上），耐高温达500℃、耐腐蚀、防酸、耐磨损。

4）、如果零件尺寸不到位，可以通过加几c铬来达到尺寸。

5）、根据产品之特点，达到视觉、立体的效果，确保产品的稳定的表面质量。

第二章电镀锌的工作原理组成
1.电镀锌：
行业内又称冷镀锌，就是利用电解，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。

与其他金属相比，锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属，属低值防
蚀电镀层，被广泛用于保护钢铁件，特别是防止大气腐蚀，并用于装
饰。

镀覆技术包括槽镀（或挂镀）、滚镀（适合小零件）、自动镀和连
续镀（适合线材、带材）。

2.国内按电镀溶液分类：
可分为四大类：
2.1氰化物镀锌
由于（CN）属剧毒，所以环境保护对电镀锌中使用氰化物提出了严
格限制，不断促进减少氰化物和取代氰化物电镀锌镀液体系的发展，要
求使用低氰（微氰）电镀液。

采用此工艺电镀后，产品质量好，特别是彩镀，经钝化后色彩保持好。

2.2锌酸盐镀锌
此工艺是由氰化物镀锌演化而来的。

国内形成两大派系，分别为：
a）武汉材保所的“DPE”系列；b) 广电所的“DE”系列。

两者都属于碱性添加剂的锌酸盐镀锌，PH值为12.5~13。

采用此工艺，镀层晶格结构为柱状，耐腐蚀性好，适合彩色镀锌。

注意：产品出槽后—>；水洗—>；出光（硝酸+盐酸）—>；水洗—>；钝化—>；水洗—>；水洗—>；烫干—>；烘干—>；老化处理（烘箱内80~90℃。

2.3氯化物镀锌
此工艺在电镀行业应用比较广泛，所占比例高达40%。

钝化后（兰白）可以锌代铬（与镀铬相媲美），特别是在外加水溶
性清漆后，外行人是很难辩认出是镀锌还是镀铬的。

此工艺适合于白色钝化（兰白，银白）。

2.4硫酸盐镀锌
此工艺适合于连续镀（线材、带材、简单、粗大型零、部件），成
本低廉。

3.电镀锌工艺流程
以镀锌铁合金为例，工艺流程如下：
化学除油→热水洗→水洗→电解除油→热水洗→水洗→强腐蚀→水
洗→电镀锌铁合金→水洗→水洗→出光→钝化→水洗→干燥。

4.电镀锌镀液配制：
镀液的配制（以lL为例）：
⑴在镀槽内先加入1/3体积的纯净水；
⑵用1/3的纯水溶解氢氧化钠（溶解时会发热，必须小心）；
⑶用少量的水将氧化锌调成糊状，然后加入较多的纯水，充分搅
拌。

将搅拌好的氧化锌慢慢加入到溶解好的氢氧化钠溶液中，边加边搅拌，使其充分络合后加入到镀槽中；
⑷当镀液温度降至30~C以下后，加入85g的Baser，充分搅拌；
⑸将15mL BaseF溶解在15g BaseR中，然后将其混合物加入镀槽；
⑹加入4mL的H—O624，充分搅拌；加水至所配体积；
⑺加入光亮剂ZF-105A、ZF-105B；充分搅拌。

黑色钝化工艺流程：水洗→出光→水洗→黑色钝化→水洗→后处理→干燥。

5.电镀锌影响因素
5.1锌含量的影响
锌含量太高，光亮范围窄，容易获得厚的镀层，镀层中铁含量降低；锌含量太低，光亮范围宽，要达到所需的厚度需要较长的时间，镀层中铁含量高。

5.2氢氧化钠的影响
氢氧化钠含量太高时，高温操作容易烧焦；氢氧化钠含量太低时，分散能力差。

5.3铁含量的影响
铁含量太高，镀层中铁含量高，钝化膜不亮；铁含量太低，镀层中铁含量低，耐蚀性降低，颜色偏橄榄色。

5.4光亮剂的影响
ZF-IOOA太高，镀层脆性大；太低，低电流区域无镀层，钝化颜色不均匀；ZF一100B太高，镀层脆性大；太低，整个镀层不亮。

5.5温度的影响
温度太高，分散能力下降，镀层中铁含量高，耐蚀性降低，钝化膜颜色不均匀，发花；温度太低，高电流密度区烧焦，镀层脆性大，沉积速度慢。

5.6阴极移动的影响
必须采用阴极移动。

移动太快，高电流密度区镀层粗糙；太慢，可能产生气流，局部无镀层。

6.电镀锌特点：
电镀锌目的是为了防止钢铁类物体被腐蚀，提高钢铁的耐蚀性及使用寿命，同时也使产品增加装饰性的外观，钢铁随着时间的增长会被风化，水或泥土腐蚀。

国内每年被腐蚀的钢铁差不多占整个钢铁量的十分之一，所以，为了保护钢铁或其零件的使用寿命，一般都采用电镀锌来将钢铁加工处理。

由于锌在干燥空气中不易变化，而且在潮湿的环境下更能产生一种碱式碳酸锌薄膜，这种薄膜就能保护好内部零件而不被腐蚀损坏，即使锌层被某种因素破坏的情况下，锌和钢经过一段时间结合会形成一种微电池，而使钢基体成为阴极而受到保护。

总结电镀锌有以下特点：
1）、抗腐蚀性好，结合细致均匀，不易被腐蚀性气体或液体进入内部。

2）、由于新层比较纯，无论在酸或碱环境底下都不易被腐蚀。

长时间有效的保护钢体。

3）、经铬酸钝化后形成各种颜色使用，可根据客户喜爱挑选，镀锌美观大方，具有装饰性。

4）、锌镀层具有良好的延展性，在进行各种折弯，搬运撞击等都不会轻易掉落。

第三章电镀工艺的未来发展
1.电镀工艺展望:
现在已经得到应用的新合金工艺有锌系列，镍系列，铜系列，锡系列，银系列等。

锌作为钢铁的优良廉价的防护性镀层被广泛的采用，但
是自从日本汽车打进欧洲和北美市场，汽车的耐盐防护性就提到了议事
日程。

在开展高耐蚀性镀层的研究中，锌合金的研究引人注目。

最先出
现的是锡锌合金，这种合金的含锌两在30﹪左右时耐盐水喷雾时间最长，出现红锈的时间可达1500铬个小时以上。

最开始进入实用化的工艺是70年代末的有机翔酸的中性镀液，后来有柠檬酸镀液。

在锡锌工艺之后出现的是锌镍工艺。

这种工艺由于含镍
两在5-10﹪，成本比锡锌要低，因此很快得到普及。

最先出现的是用于
钢板连续电镀的硫酸盐工艺，着大约在1982面前后。

以后开打出氯化铵型工艺，现在比较成熟的是碱性锌酸盐工艺。

这种工艺的特点是抗腐蚀
性能特别号，不经钝化的镀层耐盐雾到出现红锈的时间在150小时以上。

在高温下也仍能维持其优良的防护性能。

因此在汽车等行业有较多
的应用。

在锌镍开发之后两年，锌铁工艺就进入了实用化。

锌铁与前面的工
艺不同的是铁的含量很小，只在0.2到0.6左右。

虽然以前有用于钢板电镀的锌铁合金，其含铁量在10-20﹪，但现在进入实用的还是这种低铁含量的镀层。

比较成熟的有锌酸盐工艺。

其耐蚀性也很好，但一定要
经过钝化才能有高的耐蚀性，当含铁量在0.4左右时，出现红锈的盐水喷雾时间可达1500小时以上。

在欧洲还有用锌钴合金工艺的，这种工艺与锌铁一样们可以不用银
盐做出黑丝钝化膜。

含钴量也仅在1﹪左右。

镍一直是电镀加工工业中的重要镀种，由于镍资源的紧张和价格昂贵，开发镍合金电镀是节镍的一种选择。

同事，有些镍合金的功能性能
也是市场所需要的，因此，镍基合金的应用也很广泛。

镍铁合金不仅可
节约部分镍，而且镀层性能也比纯镍铁镀层要好。

这种镀层的含铁两在
7﹪-30﹪左右，镀层中的含铁量与镀液中的镍铁比例成正比。

也有采用镍锰铁合金电镀工艺的报导。

用于装饰的镍合金更多，特别是黑色镀层方面，不少是用的镍合金，比如镍锡，镍钴，镍铬等。

铜镍合金更是在装饰电镀中有比较的的应用。

铜合金如铜锡合金，铜锌合金，很早就有大量的应用。

这方面的新工艺的主攻方向是一非氢氧化物络合物来取代氰化物，比如焦磷酸盐，柠檬酸盐镀铜合金等。

锡作为钎焊性镀层主要是用在电子电镀行业，但是也可以用在装饰和防护方面，比如代银的锡合金，用于罐头盒防腐的镀锡工艺等。

但主要还是电子工业中有大量应用，现在用得最多的仍然是锡铅合金。

也有锡铈，锡铋等。

当前的趋势是采用无氟和无铅的新工艺取代老工艺。

其它贵金属的合金主要使用在装饰和功能性方面。

正如前面讲到的，由于合金电镀技术的开发可能产生出一些新的合金，这不仅在表面处理业有重要意义，对材料科学也有重要意义。

因此，在新世纪，对合金电镀的研究仍会加紧进行。

特别是在多元合金，宝库奥三元，四元合金等的开发上还有很大的空间。

电子电镀工艺除了少数是利用了传统的工艺意外，大多数是近几十年开服的新工艺。

比如非金属电镀新工艺，化学镀新工艺，贵金属电镀新工艺，合金电镀新工艺等。

一印刷线路板的电镀为例，它是一孔金属化为中心的综合了前处理，化学镀，电镀，退镀等技术的工艺。

化学镀中的各种化学镀镍技术，更是在电子工业中有举足轻重的作用。

从电磁屏蔽到硬盘的电镀，都是用的化学镀镍。

当然化学镀不仅仅是用于电子行业，在其他很多行业都有重要的价值，比如在石油化工行业，一些管道的内壁防护就在采用化学镀镍技术。

功能性电镀实际上是一个含义较广的概念，他涵盖了电子电镀，减磨电镀，耐磨电镀，以及所有有特别要求的电镀技术。

可以说举凡对产品或材质表面有电学，力学，光学，生物学等方面要求而通过电镀加工可以满足其他要求的镀层，都可以叫做功能性镀层。

显然要满足上述各种要求，光靠老工艺是不行的，因此，在功能性电镀中的新工艺的比例是最高的。

现在引起各方面关注的是各种复合电镀技术。

复合电镀是指在单金
属电镀或合金电镀溶液中分散一些功能性微粒，使之在电镀过程中与及
时或合金共沉淀，从而使被镀表面得到某些特定的性能。

大家经常见到的沙面镀镍工艺，有一种就是采用了分散微粒的办
法。

早期的复合电镀的载体大多数是采用的镀镍工艺，现在已经发展到
采用镀锌工艺为载体，进一步发展到以化学镀为载体。

用来做分散体的
微粒有香料，磨料如金刚砂，SiC,Al203等，也有颜料，石墨，二硫化钼等。

由这些微粒的性能可以得知分散有它们的镀层具有什么样的功能。

还有横多新工艺，都可以包括在功能性电镀的范围。

可以预料，今后的
电镀新工艺的开发方向将主要是应用于电子行业或有特殊要求的行业的
功能性电镀技术。

第四章结束语
1.致谢
感谢我的指导老师宋老师，这篇论文的每个细节和每个数据，都离
不开您的细心指导，而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很快的
完成我的毕业论文。

感谢班主任赵兰香老师，三年的生活相处虽不长，却从您身上学到
了太多，必将终身受益。

感谢所有教授过我课程的首钢工学院的老师
们，是您们诲人不倦才有了现在的我。

在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文
的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这
里请接受我诚挚的谢意！
2.实训收获
在实习期间时间好似流水，转眼间我已经工作了六个多月了。

在此
我收获了很多。

第一天师傅就对我说：第一要保证你的安全，第二要保
证产品的安全，要学会看，学会做。

除此师傅还说要养成良好的操作习惯。

实习这段时间我一直牢牢地记住了他的话。

每天进入车间第一件事是——做6S，即做好车间内的生产设备仪器的保养工作。

擦槽子，擦仪器做好现场的保洁，每天早晨的6S让我们养成了良好的习惯，能正确的认识到习惯在于养成。

谁也不会无缘无故的
变成另外的一个样子。

在有就是每天早晚的开电关电的问题，也是在于
节能，何有一个良好的习惯，前一阵子公司又有了一个广播操比赛，车
间有组织了每天早晨的做操，让我们着实又感受到了好像又回到了初中
高中的时代。

在电镀中有很多的关键，比如除油除的干净不干净，除的不干净容
易出现质量问题，还有酸洗的过程中有没有出现腐蚀现象，如出现腐蚀
那么机件也就作废了，电镀中有很多需要我们去注意，比如在电镀的时
候电流的大小对机件的影响，电流大了，机件有可能就烧了，那么镀的
这一次就废了，只能退掉镀层从新镀，以上就是大致的需要注意事项，
有的镀层镀完以后还需要除清，来巩固镀层。

3.参考资料：
电镀技术资料大全
电镀工艺手册
现代使用电镀技术
表面处理工艺技术
4.结束语
从学校出来实习已经六个月了，有了工作的繁忙才会知道学校的轻松。

来北京长空机械有限责任公司的六个月中，学的最多的就是态度，
真是印证了那句老话：“态度决定一切”。

在厂里一开始看师傅们镀各种各样的机件，看是容易实际难度挺
大，初期的难度在于过心理这关，虽然有师傅带领，但是刚接触毕竟就
还有一个恐惧心理的过程，我也是用了几天才度过了这个过程；除此你
会遇到各种各样的技术问题，这就需要你一直都得保持一种冷静的心态
去面对，这是比较难搞定的因为人是很容易受情绪影响的，这也是我们
每天要面对的问题！
每天进入车间第一件事是——做6S，即做好车间内的生产设备仪器的保养工作。

擦槽子，擦仪器做好现场的保洁，每天早晨的6S让我们养成了良好的习惯，能正确的认识到习惯在于养成。

谁也不会无缘无故的
变成另外的一个样子。

在有就是每天早晚的开电关电的问题，也是在于
节能，何有一个良好的习惯，前一阵子公司又有了一个广播操比赛，车
间有组织了每天早晨的做操，让我们着实又感受到了好像又回到了初中
高中的时代。

对于上班时间我觉得还是挺合理的，早上八点半做6S，九点正是上班，一开始车间里自己请师父做饭，所以十一点半就休息了，那会是最
好的，后来又改成从外面订饭，所以就改成十二点休息了，下午四点半
洗澡，五点下班。

有正常的国家休息日。

虽然公司的管理不是很紧，但
是做为实习生我们却都一直保持准时上下班，工作就该用认真的态度去
面对。

我觉得在公司最重要在于和同事间的相处，对于我们来说他们都
是前辈，都是老江湖，虽然大家一起都是同事，喊名字很正常，但是我
个人还是习惯在他们的姓后面加个“哥”或者“姐”，喊起来不仅自己觉得亲切点，给人的印象也会好很多！当然也不是仅仅就这些，比如你看
见某位同事忙，你可以问他是否需要帮忙，我相信少说多做，会让你得
到更多的尊重。

人生是一门大学问，相处过程中，还需要你去抓住其中
的点点滴滴，寻求自己的做人原则。

我相信以后的学弟，学妹们。

在实习前也会象一年前的我们一样在
宿舍里讨论去哪里实习，去哪方面的公司实习。

其实我觉得不用想太
多，认真学好知识，水到自然成。

关键在于你现在就要学会怎么样为人
处事，怎么样去扮演你自己在学校里，在社会里的角色。

精彩的人生要
靠你自己去创造！。