电镀铬及表面处理

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2. 装饰零件的外表,使其光亮美观;
3. 提高零件的工作性能,如硬度、耐磨 性、 导电性、电磁性、耐热性等等。
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1 电镀基础知识
对电镀层有哪些要求? 1. 镀层与基体,包括镀层与基体之间,应有
良好的结合力; 2. 镀层在零件的主要表面上,应有比较均匀
的厚度和细致的结构; 3. 镀层应具有规定的厚度和尽可能少的孔 隙; 4. 镀层应具有规定的各项指标,例如表面粗
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钢铁的浸蚀
2 电镀前处理知识
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(1)侵蚀有三个作用
1 化学溶解作用
2 电镀前处理知识
2 产生气体对氧化皮的机械剥离作用
3 产生的氢气对高价氧化物还原作用,有利于氧化物的溶解
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(2)酸度和温度的影响
2 电镀前处理知识
Plating technology
电镀铬
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Plating technology
内容
1. 电镀基础知识 2. 电镀前处理知识 3. 电镀铬
1 电镀基础知识
电镀是指通过电化学方法在固体表面上 沉积一层金属或合金的过程。 电镀层的作用是什么?
1. 提高金属零件在使用环境中的抗蚀性 能;
(3)镀铬需采用较高的阴极电流密度,又由于阴极 及阳极之间存在大量的氢气及氧气,尽管铬酸的 导电性较好,仍需要采用大于12V的电源,而其他 镀种使用8V以下的电源即可。
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2 电镀前处理知识
刷光 用钢丝或铜丝刷光轮刷光工件表面
喷砂、喷丸 干喷是利用射吸原理以气流协带磨料高速
喷向工件,湿喷则以含砂液流高速喷向工件
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2 电镀前处理知识
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2 电镀前处理知识
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其自身盐来提供金属离子),属强酸性镀液。在铬
酸镀液中,阴极过程相当复杂,阴极电流大部分都
消耗在析出氢气及六价铬还原为三价铬两个副反应
上,故镀铬过程阴极电流效率极低,一般ŋ=8%~
1088 %2005。FH
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3 电镀铬
(2) 在镀铬液中,必须添加一定量的局外阴离子, 如SO42- 、 SiF62- 、F-等和必需有一定量的Cr3+, 离子才能实现金属铬的电沉积过程。
通常采用电机带动滚桶进行滚光通常采用电机带动滚桶进行滚光电镀前处理知识082005fh电镀工艺学045514震动机震动机采用带弹簧的偏轴机构产生震动采用带弹簧的偏轴机构产生震动旋转离心旋转离心电镀前处理知识082005fh电镀工艺学045515用钢丝或铜丝刷光轮刷光工件表面用钢丝或铜丝刷光轮刷光工件表面喷砂喷丸喷砂喷丸干喷是利用射吸原理以气流协带磨料高是利用射吸原理以气流协带磨料高速喷向工件湿喷则以则以含砂液流含砂液流高速喷向工高速喷向工电镀前处理知识082005fh电镀工艺学045516电镀前处理知识082005fh电镀工艺学045517电镀前处理知识082005fh电镀工艺学045518化学表面处理化学表面处理11包括有机溶剂除油包括有机溶剂除油化学除油及电化学除油化学除油及电化学除油以及超声波除油以及超声波除油
H2SO4中用 二邻甲苯基硫脲
(阴离子型)(可适当加入Cl-)
溶解产物铁盐累积到一定程度会降低硫酸侵蚀速度。
通常控制铁含量<60g/L
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2 电镀前处理知识
电化学侵蚀 1 阳极侵蚀 硫酸或盐酸,主要靠阳极溶解 2 阴极侵蚀 硫酸,主要靠氢气冲击 3 弱侵蚀 通常为化学侵蚀,
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机械表面处理
2 电镀前处理知识
1 磨光: 磨光机 通常采用磨光机带动磨光轮进行磨光
轮式磨光机
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2 电镀前处理知识
磨光轮 通常采用柔软材料缝制成轮状,再在轮外侧粘合磨料 一般用皮革、粗毛毡、棉布、各种纤维织品及高强度纸等 制成磨光轮。 硬质磨光轮 软质磨光轮
通常硫酸质量分数为20%—25%,提高硫酸浓度不能增强浸 蚀能力,
超过40%时由于硫酸的强氧化性,对氧化皮几乎不溶解。 提高温度可以加快反应速度,对氧化皮有较大的剥离作用,
温度过高会腐蚀零件,一般不进行加热。
适当加入缓蚀剂可保护基体金属。
HCl 中 用 六次甲基四胺-又称乌洛托品(阳离子型)
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2 抛光:
2 电镀前处理知识
抛光机 通常采用抛光机带动抛光轮进行抛光
与磨光机同
抛光与磨光的区别:
磨光为粗加工:明显有磨削,硬轮-磨料
抛光为精加工:无明显磨削,软轮-抛光膏
抛光不同材料时使用不同的抛光膏
白膏-氧化钙、氧化镁 (用硬脂酸、石蜡等粘合在一起) 红膏-氧化铁红、铁丹 绿膏-三氧化而铬、氧化铝
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2 电镀前处理知识
磨料 常用的磨料有天然金刚砂、人造金钢砂、人造钢玉(含氧 化铝90~95%) 、石英砂、硅藻土、铁丹和浮石等。
人造金钢砂的硬度较高,但是脆性大、易碎;人造刚玉 的硬度较高,而且韧性较好;天然金钢砂和石英砂的硬度 稍低一些。应该根据零件的加工要求选择。
相对原子质量 51.994,

度 6.98/cm3~7.219/
标准电极电位 φ0Cr3+/Cr=-0.74V
φ0Cr3+/Cr2+=-0.41V
φ0Cr2O72-/Cr2+ =1.33V
铬是一种较活泼的金属,但由于它在空气中极易钝化,
其表面形成一层极薄的钝化膜,从而显示了贵金属性质
铬镀层在一般大气条件下能长久地保持其原有的光泽而 不变色,只有当温度在400 ℃~500℃时,才开始在表面呈现 氧化色。
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3 电镀铬
铬镀层具有良好的化学稳定性,碱、硫化物、硝酸和大 多数有机酸对其均不发生作用,但能溶于氢卤酸(如盐酸)和热 的硫酸中。
在可见光范围内,铬的反射能力约为65%介于银(88%)和 镍(55%)之间,因铬不易变色,使用时能长久地保持其反射能 力而优于银和镍。
铜及其合金 锌及其合金 铝及其合金 钢铁、镍、铬
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3 滚光、震动、离心: 滚光机 通常采用电机带动滚桶进行滚光
2 电镀前处理知识
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2 电镀前处理知识 震动机 采用带弹簧的偏轴机构产生震动、
旋转离心
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概述 通常要根据工件的情况以及关键的要求制定表面处理流程
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钢铁零件的除油 有机溶剂除油
烃 类:汽油、煤油、 苯类、丙酮等
氯代烃类:三氯乙烯、 三氯乙烷、 四氯化碳等
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2 电镀前处理知识
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化学除油
2 电镀前处理知识
组成 NaOH Na2CO3 Na3PO4 Na2SiO3 OP-乳化剂 温度
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3 电镀铬
2 镀铬层的分类及应用 镀铬可按其工艺及溶液不同来分类,所得到的铬层可应用
于不同的场合。 (1) 防护装饰性镀铬 利用铬镀层的钝化能力、良好的化学稳 定性和反射能力,铬层与铜、镍及铜锡合金等组成防护装饰性 体系,广泛用于汽车、自行车、缝纫机、钟表、仪器仪表、日 用五金等零部件,既保持产品表面的光亮和美观,又达到防护 目的。这类铬层的厚度一般为0.25µm~1µm
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2 电镀前处理知识
化学表面处理
1 除油 包括有机溶剂除油,化学除油及电化学除油 以及超声波除油。
2 浸蚀 包括强浸蚀、电化学浸蚀及弱浸蚀。 3 抛光 化学抛光、电化学抛光 4 活化 化学活化、电化学活化
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钢铁零件镀前表面化学处理 2 电镀前处理知识
5%-10%盐酸或硫酸
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钢铁零件的化学和电化学抛光 化学抛光 很少使用 电化学抛光
2 电镀前处理知识
配方1 通用 配方2 一般钢铁 配方3 不锈钢 配方4 精密不锈钢
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电镀铬镀层
3 电镀铬
1电镀铬
概述
镀铬在电镀工业中占有极其重要的地位,并被列为三大镀 种之一。电镀铬属于单金属电镀,与其它单金属电镀相比,有 许多共同之处。但是,它又有一些其它单金属电镀所没有的特 点,故镀铬是电镀单金属中较为特殊的镀层。
化学除油
浓度 g/L 50-70 20-40 30-40 5-10 适量 80-90℃
皂化 水解 乳化 强乳化
皂化反应:与动、植物中的硬脂酸皂化反应
(C17H35COO)3C3H5+3NaOH-→3 C17H35COONa +C3H5(OH)3
硬脂

硬脂酸钠
甘油
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加入乳化剂可除去非皂化油(矿物油) 常用的乳化剂有:
辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10) 三乙醇胺油酸皂(FM) 十二烷基二乙醇酰胺(6501)等 常温除油:清洗剂等
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电化学除油
2 电镀前处理知识
超声波除油
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2 电镀前处理知识
氧化铝磨料
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2 电镀前处理知识 磨料粒度通常是按筛子的号码来划分的,筛子的号码则用 单位面积(平方厘米)上的孔数来表示,筛子的号码越大,筛 孔越小。人们以磨料能通过筛子的号码来表示该磨料的粒度。 用骨胶、牛皮胶、明胶作为粘结剂 通常将磨料分为三组:即粗磨:(20~40#)
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3 电镀铬
镀铬层具有很高的硬度,根据镀铬液成分及操作条件 的不同,其硬度可在很大范围(HV400~1200)内调整。加热温 度在500℃以下,对镀铬层的硬度没有明显影响。铬镀层的 摩擦系数低,特别是干摩擦系数在所有金属中是最低的,因 此,铬镀层具有很好的耐磨性。
中磨(50~150#) 精磨(180~360#)。
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磨光不同材料磨光轮的圆周速度
2 电镀前处理知识
其计算式为: v dn v-圆周速度(m/s);60π-圆周率
d-磨光轮直径(m); n-磨光轮转速(转/分)
磨光不同材料时磨光轮的最佳 速度
预加工工件材料
于光学仪器、航空仪表等零件的镀覆。此外,黑铬镀层也可
用于装饰。
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3 镀铬过程的特点
3 电镀铬
与其它单金属相比,镀铬液的成分虽然简单, 但镀铬过程相当复杂,并具有许多特点。
(1) 在镀铬过程中,是由铬的含氧酸即铬酸来提供
获得镀层所需的含铬离子(其它单金属电镀都是由
(3) 乳白铬 镀层韧性好,孔隙率低、颜色乳白,光泽性差,
硬度较硬铬镀层及光亮镀层都低,但其耐蚀性较高,主要用于 各种量具上。为了获得既耐磨又耐蚀的表面,目前常采取双层 铬镀层,即在工件表面先镀乳白铬,然后再镀硬铬,这种配合 综合了乳白铬镀层及硬铬镀层的优点。
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由上式可知,圆周速度取决于磨轮的
轮周速度 (米/秒)
直径和转速。在生产中,可以改变其 铸铁、钢、镍、铬 18-30
中的任一数值来调控磨光轮的圆周速 铜及其合金
14-18
度,例如,当磨光机轴的转数不变时,锌及其合金
铝及其合金
可以更换不同直径的轮子,当磨轮的
10-14
直径固定时,可以改变轴的转数。
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3 电镀铬
(4) 松孔镀铬 是在镀硬铬后进行松孔处理,使铬层的网状
裂纹加深加宽。这种镀层具有贮存润滑油的能力,可以提高 零部件表面抗摩擦和磨损的性能,常用于承受较高压力的滑 动摩擦,如内燃发动机汽缸筒内壁、活塞环等。
(5) 黑铬 与其它上黑色镀层(如黑镍镀层)相比,有较高的
硬度,耐磨损及耐热性能好,而且有极好的消光性能。常用
糙度、硬度、色彩以及盐雾试验耐试性。
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2 电镀前处理知识
1.1 金属零件电镀前的表面准备
• 金属零件镀前表面准备的重要性 机械表面处理
粗糙表面的整平 包括:
磨光、抛光、滚光、震动、离心、刷光、
喷砂处理等。 化学表面处理
除油、侵蚀、抛光、活化
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3 电镀铬
(2) 镀硬铬(耐磨铬) 铬层具有高的硬度和低的摩擦系数,机
械零部件镀硬铬后可以提高其抗磨损能力,延长使用寿命。硬 铬可用于切削及拉拔工具,各种材料的模具、轴承、轴、量规、 齿轮等,还可用于修复磨损零件的尺寸。这类铬层的厚度根据 需要而变,从1 µm到几个mm。
随着科学技术的发展及对环境保护的重视,在传统镀铬的 基础上,相继发展了微裂纹和微孔铬、乳白铬、松孔镀铬、镀 黑铬、低浓度镀铬、稀土镀铬、高效率镀硬铬及三价铬镀铬等 新工艺,使镀铬层的应用范围进一步扩大。
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3 电镀铬
1.镀铬层的性质
铬(Cr)是一种略带蓝的银白色金属,
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