电镀工艺说明

电镀工艺说明
1电镀工艺及产物分析
1.1镀前处理
1.1.1镀前处理典型工艺
（1）主要目的
清洁或修正镀件表面，表面做到无氧化皮、无锈、无渍、无油污，能完全被水润湿，不挂水珠
（2）处理方式
机械清理：磨光、抛光、喷砂、滚光和刷光等。

除去工件表面的毛刺、氧化皮、焊渣和焊瘤等表面宏观缺陷。

脱脂：括溶剂除油、化学除油、电化学除油和超声波除油等
浸蚀：分为化学浸蚀和电化学浸蚀两大类。

用于去除氧化皮和锈蚀物。

浸蚀直接影响镀层的质量，并且在浸蚀之前必须除油。

1.1.2特定基材的镀前处理
1.1.
2.1不锈钢
基材特点：是由铁、镍、铬、钛等成分组成。

表面容易生成附着牢固的钝化膜，此膜除去后又会在新鲜表面迅速形成。

除油和浸蚀外，通常还需要活化预处理。

采取阴极活化法、浸渍活化法和镀锌活化法等。

阴极活化法：酸性溶液中，阴极聚集氢离子，产生氢原子。

过程中将阴极工件还原。

1.1.
2.2锌合金
锌铝合金为例：锌和铝均既溶于酸也溶于碱。

锌合金压铸件表面往往有粗糙不平、冷纹、毛刺、分模线、飞边和缩孔等表面缺陷，并且表层是致密层，内部是疏松多孔结构。

必须进行机械清理、磨光和抛光。

经磨光、抛光后，必须对表面的大量油污、
抛光膏等进行预清洗。

经预除油后，应再进行电化学除油。

除油后，表面会有一层极薄的氧化膜。

为彻底清除此氧化膜，通常选用氢氟酸浸渍活化或采用氟硼酸腐蚀活化处理。

为防止发生置换反应，影响镀层结合力，锌合金压铸件目前通常进行氰化预镀铜。

1.1.
2.3铝及铝合金
铝及铝合金对氧具有高度亲和力，极易生成氧化膜。

并且氧化膜一经除去又会在极短时间里产生一层新氧化膜，严重影响镀层结合力。

铝浸入电镀液时易与具有较正电位的金属离子发生置换，影响镀层结合力。

铝是两性金属，在酸性和碱性镀液中都不稳定。

铝合金压铸件有砂眼、气孔，会残留镀液和氢气，容易鼓泡，会降低镀层和基体金属间的结合力等。

因此，除了常规的除油、浸蚀、出光外，还需再制取一层过渡金属层或能导电的多孔性化学膜层。

常用先化学浸锌，然后再电镀其他金属；或先进行阳极氧化处理，再电镀其它金属。

1.1.
2.4塑胶材料
塑胶材料表面需要金属化处理。

常用方法有喷涂导电胶、真空蒸镀金属层、化学镀和化学喷镀等。

1.1.3镀前处理产污分析
机械法前处理：生含硅金属、布毛等粉尘。

滚光工序将有磨料粉末和金属粉末随水洗而带出。

除油工序：除油槽液有一定的寿命，达一定程度必须进行更新。

产生含有机溶剂、残碱液、乳化液和油脂皂化液等酸碱废水。

除油液中含大量有机溶剂、残碱液、乳化液和油脂皂化液等，是电镀废水COD的主要来源。

浸蚀：工序产生大量的酸性废水和酸性废气
1.2电镀典型镀种
1.2.1镀锌
1.2.1.1镀锌工艺
质可分为氰化物镀锌和无氰化物镀锌两类。

前氰化物镀锌已被列为淘汰工艺，仅有少数军工、航天航空等特殊要求的产品仍在使用。

无氰化物镀锌工艺有碱性锌酸盐镀锌、硫酸盐镀锌和钾盐镀锌等。

典型镀锌工艺流程：
1.2.1.2产污分析
废水：来源于镀锌后的镀件清洗、过滤机清洗和极板清洗等工序。

酸性废气：酸性废气（酸雾）和碱性废气（碱雾）来自于镀锌槽。

电镀废液：主要有老化报废的电镀液、镀槽排出的残液和镀液过滤产生的废渣等于危险废物，废物类别为HW17。

1.2.2镀铜
1.2.2.1镀铜工艺
镀铜工艺主要有碱性氰化物镀铜、无氰碱性镀铜、硫酸盐镀铜和焦磷酸盐镀铜等。

近年来氨基磺酸镀铜、有机胺镀铜、柠檬酸盐-酒石酸盐镀铜和HEDP镀铜等工艺也有所发展。

含氰化物预镀典型工艺流程
不含氰化物预镀典型工艺流程
（1）氰化物镀铜
氰化镀铜镀液主要组成是：主盐-氰化亚铜（铜含量5.7~85.2g/L），络合剂-游离氰化物（实际生产中要控制铜和游离氰化物的比例，不同配方比例不同），阳极去极化剂-酒石酸盐（10~60g/L）及硫氰酸盐（8~20g/L），光亮剂等。

（2）酸性镀铜
酸性镀铜是采用硫酸盐镀铜液为基础成分，在其中加入有机组合的光亮剂和添加剂的电镀工艺，镀液主要组成有：主盐-硫酸铜（150~220g/L），硫酸
（40~120g/L），光亮剂等。

（3）焦磷酸盐镀铜
焦磷酸盐镀铜工艺是采用焦磷酸盐镀铜液替代氰化物镀液的一种无氰工艺，其镀液的主要组成有：主盐-焦磷酸铜（一般镀铜液铜含量20~25g/L，光亮镀铜液铜含量25~35g/L），络合剂-焦磷酸钾（一般焦磷酸根与金属铜之比控制在
7/1~8.5/1之间），柠檬酸盐（10~15g/L），酒石酸盐（10~70g/L），添加剂等。

（4）HEDP镀铜
HEDP镀铜是采用有机膦酸类络合剂HEDP作为铜的络合剂的一种无氰
工艺。

镀液主要组成为铜盐（铜含量8~12g/L）、HEDP（100%）（80~130g/L），导电盐-碳酸钾（40~60g/L），添加剂等。

（5）柠檬酸-酒石酸盐镀铜
柠檬酸-酒石酸盐镀铜是采用柠檬酸-酒石酸盐体系镀液的无氰工艺。

其镀液主要组成是：碱式碳酸铜（55~60g/L）、柠檬酸（250~280g/L）、酒石酸钾（30~35g/L），添加剂等。

（6）化学镀铜
化学镀铜是利用合适的还原剂使镀液中的金属铜离子在具有催化活性的基
体表面还原沉积出金属铜。

化学镀铜液一般由铜盐（0.03~0.06mol/L）、络合剂、还原剂和稳定剂组成。

铜盐可用硫酸铜、醋酸铜或氯化铜等可溶性铜盐，硫酸铜（7.5~15g/L）便宜，
使用最多；络合剂常采用酒石酸钾钠（14~50g/L）和EDTA钠盐（25~50g/L）；还原剂都采用甲醛，在该工艺镀液的pH值以11.5~12.5为佳。

1.2.2.2产污分析
镀铜废水：括含氰废水、含铜废水、电镀废液等。

主要来源于镀铜后的镀件清洗、过滤机清洗和极板清洗等工序。

废气：主要有酸性废气（酸雾）、碱性废气（碱雾）、氰化物废气和甲醛废气等。

废气出来来源于镀铜槽，需安装通风和处理装置。

酸雾/碱雾来自于镀铜槽；氰化物废气来自于氰化镀铜槽；有机废气来自于
化学镀铜槽。

危险废物：老化报废的电镀液、镀槽排出的残液和镀液过滤产生的废渣等，属于危险废物HW17。

1.2.3镀镍
1.2.3.1镀镍工艺
金属镍自身具有较高的化学稳定性，在空气中与氧作用可形成钝化膜，使镍镀层具有良好的抗腐蚀性。

镍镀层孔隙率高，只有在足够厚（40~50um）时才能在空气和某些腐蚀介质中起到防腐作用。

为节省金属镍，减少孔隙率，通常采用镀镍层与镀铜层一起使用或采用多层电镀。

Cu-Ni、Cu-Ni-Cr、Ni-Cu-Ni-Cr、Cu-Cu-Ni-Cr等形式达到防护-装饰目的。

按照电镀液种类，可分为硫酸盐型、氯化物型、柠檬酸盐型、氨基磺酸盐型
和氟硼酸盐型等。

镀镍主要应用在日常五金产品作为防护-装饰性镀层的中间镀层。

由于镀层具有较高硬度，镀镍在印刷业中可用来提高表面硬度，也用于电铸、塑料成型模具等。

在电镀行业中，其产量仅次于电镀锌。

镀四层镍工艺流程
镀镍工艺按照镀层外观、结构特征，可分为暗镍（普通镀镍）、半光亮镍、光亮镍、黑镍和砂镍等；
按照镀层功能，可分为保护镍、装饰镍、耐磨镍、电铸和镍封闭等；
按照电镀液种类，可分为硫酸盐型、氯化物型、柠檬酸盐型、氨基磺酸盐型和氟硼酸盐型等。

其中应用最普遍的为硫酸盐低氯化物（即称为瓦特型）镀镍液；氨基磺酸盐镀液，内应力小、沉积速度快，但成本高，仅用于特定的场合；柠檬酸盐型常用于锌压铸件上镀镍；氟硼酸盐镀液适用于镀厚镍，但这几种类型成本都较高。

（1）普通镀镍
普通镀镍可分为低浓度预镀液，普通镀液，瓦特液和滚镀液等。

（2）光亮镍
现代光亮镀镍工艺绝大多数是在瓦特型镀镍液中加入光亮剂而获得的
（3）其他镀镍
柠檬酸盐镀镍工艺主要用于锌压铸件的电镀。

镀液主要组成为主盐-硫酸镍（120~180g/L）和络合剂-柠檬酸（150~230g/L），控制硫酸镍与柠檬酸盐之比在（1：1.1~1.2）。

氨基磺酸盐镀镍用于电铸和印刷电路板镀金前镀镍，镀液主要组成为主盐-氨基磺酸镍（300~450g/L）和硼酸（30~45g/L），工艺pH值控制在3.5~4.5。

（4）化学镀镍
化学镀镍是在加有金属盐和还原剂等的溶液中，通过自催化反应在材料表面上获得镍镀层的方法。

可分为Ni-P合金和Ni-B合金两大类工艺。

化学镀Ni-P合金工艺，采用次磷酸及其盐类作还原剂；Ni-B合金工艺，采用硼氢化钠NaBH4或二甲基胺基硼烷作为还原剂。

1.2.3.2镀镍工艺产污分析
镀镍工艺污染物含镍废水、含磷酸盐（包括次磷酸盐、亚磷酸盐）废水、有机物废水、酸性废气和电镀废液等。

镀镍废水：主要来源于镀镍后的镀件清洗、过滤机清洗和极板清洗等工序镀镍工艺产生的废气：主要为来自于镀镍槽的酸性废气（酸雾），另外化学镀镍也会产生一定量氢气，需安装通风和处理装置
电镀废液：主要包括老化报废的电镀液、镀槽排出的残液和镀液过滤产生的废渣等，属于危险废物HW17。

1.2.4镀合金
1.2.4.1镀合金工艺
（1）镀锌合金
锌合金一般指以锌为主要成分，含有少量其他金属的合金。

应用比较多的是锌与铁族元素形成的二元合金，有锌铁合金（含铁0.3%~0.7%）、锌镍合金（含镍10%左右）和锌钴合金（含钴0.6%~0.9%）等。

锌还可以与其他一些金属或非金属形成二元合金，如锌锡合金、锌锰合金、锌铬合金和锌磷合金等。

此外，以锌为主的三元合金，如锌钴镍合金、锌钴铬合金、锌钴铁合金等，也在生产上得到了一定的应用。

（2）镀铜合金
①铜锌合金
电镀获得的铜锌合金，其铜锌组成比为（80~70）：（20~30）的镀层俗称黄铜层，具有金黄色外观，广泛用作仿金。

镀黄铜一般采用氰化物镀黄铜，近年来为了消除氰化物，逐渐开始采用无氰型镀黄铜溶液。

在这些镀液中，比较受欢迎为焦磷酸盐型镀液，（从焦磷酸盐镀
铜延伸而来），其次是柠檬酸盐和HEDP，也有一定程度的应用。

②铜锡合金
青铜镀层曾大规模应用于铜镍铬镀层中以代镍，节省镍的消耗。

该工艺单纯用于装饰时可调整含锡量以呈现黄金色，形成仿金镀层。

常规镀青铜溶液主要采用氰化物溶液，锡以锡酸盐的形式加入镀铜溶液中。

焦磷酸盐和柠檬酸盐镀液在国内亦有成功应用，近年来焦磷酸盐镀青铜和黄铜在国外也很受重视。

③镍基合金
镍磷合金：镍磷合金具有许多优良的物理化学性能，在电子工业、化工、机械和核等工业中有广泛用途，也是可高温焊接的优良镀层。

镍钴：含钴30%以下的镍钴合金具有白色金属外观，硬度较高，有良好的耐磨性和化学稳定性。

镍铁合金：含铁12~40%全光亮镍铁合金镀层抗蚀性能与镍镀层相当，硬度比镍镀层高，韧性比亮镍镀层好，可用镍铁镀层代替光亮镀镍作防护-装饰性镀层。

含镍79%、铁21%的镍铁合金镀层是很好的磁性镀层，在电子工业上有特殊用途。

双层或三层镍铁合金镀层也可作为装饰铬的底层。

1.2.4.2镀合金工艺产污分析
镀合金废水：主要来源于镀合金后的镀件清洗、过滤机清洗和极板清洗等工序。

废气：来自于镀合金槽，主要有含氰废气、铬酸废气和酸碱废气等，需安装通风和处理装置。

电镀废液：主要有老化报废的电镀液、镀槽排出的残液和镀液过滤产生的废渣，属于危险废物HW17。

1.3电镀后处理
电镀后对镀层进行各种处理可以增强镀层各项性能，如耐蚀性、抗变色能力和可焊性等。

镀后处理是电镀加工中一个重要工序，它包括除氢、钝化、脱水和涂漆等。

1.3.1除氢
除氢处理通常是选择一个最佳的温度区间（一般是在200~300℃之间）和时间（一般是2~3h）进行热处理。

除氢工序一般无污染产生。

1.3.2钝化
钝化是提高防护性镀层防腐蚀能力的重要手段之一。

钝化工艺污染物主要包括含铬废水、铬酸雾废气、钝化废液等。

废水主要来源于钝化后的镀件清洗工序；
铬酸雾来自于钝化槽；
废液主要有老化报废的铬酸废液，属于危险废物HW17。

1.3.3脱水
经最后清洗的镀件必须经过脱水以保持制件的干燥。

用疏水性表面活性剂来浸泡脱水是较好的方法。

脱水工序一般不产生污染物，如最后有浸防锈油，会产生少量VOC。

1.3.4涂漆
电镀后工序封漆处理会产生大量有机气体，是VOC的主要来源。

1.4电镀的其它产污环节
1.4.1退镀
分为化学退镀或电化学法退镀。

化学退镀，即用强酸如盐酸、硝酸等进行退镀。

电化学法退镀是用挂具作为阳极，不锈钢板作阴极，在一定条件下，在退镀液中对挂具镀层进行退除。

产污：类同于电镀。

1.4.2清洗过滤机和阳极袋
过滤机和阳极袋的清洗需要在专门的区域进行，清洗时会产生各种含金属废水，宜分类收集进入相应的废水处理池，产生的残渣、活性炭等固废属危险废物，
应送有危险废物经营许可证的单位进行回收处理。

1.4.3纯水制备
电镀生产用水通常采用离子交换法进行制备，也可以用反渗透或电渗析来制备。

工艺流程如下图。

1.4.4电镀污泥
电镀废水处理工艺会产生污泥，电镀污泥属于危险废物，必须按照国家环境管理部门规定的危险废物管理办法，进行妥善处置，避免造成二次污染。

1.4.5镀液大处理
各类工艺槽生产运行一定时间后，由于镀液中的有机添加剂的分解或有害金属离子的累积，需要进行大处理，以达到净化和保持镀液性能稳定的目的。

镀液每次大处理都要产生5%~10%的电镀废液（缸脚）和槽渣。

设置专门的收集罐（缸），按相关要求进行妥善处置。

1.4.6废气净化装置排出的废液
电镀工艺中很多工序都会产生大量各类废气，如酸碱废气、氰化物废气、铬酸废气和粉尘等。

废气处理设备大多数只是治理有害物质的第一步，将这些废气的有害物质从气相转移到液相，但没有完全治理，可能会产生含有有害物质的废液。

所以各工艺槽安装抽风设备及处理设备将产生各类废液。

这些废液应按照相关要求进行妥善处置。

1.4.7固体废物
固体废物主要为生活垃圾及工业固废，其中工业固废分一般工业固废和危险废物两类，一般工业固废分可回收和不可回收两部分。

生产过程中产生危险固体废物通常有：电镀污泥、阳极泥、过滤的废渣、滤布、滤芯、废盛料桶、含氰、含铬等各种有毒化学药品包装物、废油（油漆）、废弃镀槽等；生活办公过程中产生的危险固体废物通常有：办公废硒鼓、色带、抛擦的工艺余料、电池、日光灯管等；这些都要按环保要求分类收集，妥善处置1.4.8生产设备噪声
鲁氏风机、空压机、电镀生产线、抽风机、各类泵等。

1.4.9锅炉系统
电镀行业很多工序需要加热，一般由燃油或煤的锅炉提供热蒸汽。

锅炉将产生SO2、氮氧化物、烟尘等污染物，企业需配置相关的除尘脱硫装置。

1.4.10能源消耗
加热设备：主要用于槽液加热和工件烘干，一般采用蒸汽加热；另一种是直接用燃烧器对槽底加热或利用燃烧产生的热风加热和烘干工件。

电力的消耗环节：主要包括变压器、直流电源设备、槽液加热设备、烘干设备（如离心干燥机、干燥槽、干燥箱和干燥室等）、空调照明、通风设备、空压机、各种电机、水泵和风机等。