电 镀
电镀知识
电镀中文名称:电镀英文名称:electroplating定义1:利用电解工艺,将金属或合金沉积在镀件表面,形成金属镀层的表面处理技术。
应用学科:电力(一级学科);配电与用电(二级学科)定义2: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。
应用学科:机械工程(一级学科);表面工程(二级学科);电镀与化学镀(三级学科)电镀(Electroplating)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件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。
一、电镀的概念电镀时,镀层金属或其他不溶性材料做阳极,待镀的工件做阴极,镀层金属的阳离子在待镀工件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、耐热性、和表面美观。
二、电镀的作用利用电解作用在机械制品上沉积出附着良好的、但性能和基体材料不同的金属覆层的技术。
电镀层比热浸层均匀,一般都较薄,从几个微米到几十微米不等。
通过电镀,可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层,还可以修复磨损和加工失误的工件。
此外,依各种电镀需求还有不同的作用。
举例如下:1.镀铜:打底用,增进电镀层附着能力,及抗蚀能力。
2.镀镍:打底用或做外观,增进抗蚀能力及耐磨能力,(其中化学镍为现代工艺中耐磨能力超过镀铬)。
3.镀金:改善导电接触阻抗,增进信号传输。
4.镀钯镍:改善导电接触阻抗,增进信号传输,耐磨性高于金。
5.镀锡铅:增进焊接能力,快被其他替物取代(因含铅现大部分改为镀亮锡及雾锡)。
三、电镀的材料要求镀层大多是单一金属或合金,如钛靶、锌、镉、金或黄铜、青铜等;也有弥散层,如镍-碳化硅、镍-氟化石墨等;还有覆合层,如钢上的铜-镍-铬层、钢上的银-铟层等。
电镀层的原理
电镀层的原理电镀是一种利用电解作用给物体表面覆盖上一层金属或合金的技术。
电镀层可以提供良好的外观和性能,例如提高耐磨、耐腐蚀、导电性等,并且可以改变物体的颜色和光泽。
电镀广泛应用于各个领域,如制造业、汽车工业、电子工业等。
电镀层的形成是通过电解过程,在控制好条件下,金属离子在电解液中还原成金属,并在被镀的物体表面沉积。
电镀的原理可以分为以下几个方面:1. 电化学反应:电镀过程是一种电化学反应,在镀液中通过电流作用下,正离子还原成金属原子离子通过在被镀物表面沉积形成金属沉积层。
这个反应过程可分为两个半反应:阳极反应和阴极反应。
2. 阳极反应:阳极是通电以提供电流的电极,在电镀过程中,通常使用金属板作为阳极。
金属板上会产生氧化反应,金属原子被氧化成金属的正离子,并溶解在电解液中。
例如,在镀铬过程中,阳极上的反应为:Cr →Cr3+ + 3e-3. 阴极反应:阴极是被镀物,也是金属离子的还原位置。
当被镀物作为阴极连接到电源正极时,金属离子在电解液中游离并沉积在被镀物表面。
然后,金属离子在表面上还原成金属原子,形成金属镀层。
以镀铬为例,阴极上的反应为:Cr3+ + 3e- →Cr通过这两个反应,我们可以看到金属离子从阳极释放,被物体吸引到表面,通过电流驱动下的还原反应转化为金属沉积。
4. 电解液:电解液是电镀过程中的重要组成部分,它负责提供金属离子,并提供溶剂和添加剂以控制反应速率和金属镀层的质量。
电解液通常包括金属的盐或酸,例如镀铬过程中常用的电解液是含有铬酸铜或硫酸铬的溶液。
电解液的组成和pH值,当前密度和温度等因素会影响电镀的效果和质量。
通过调整这些变量,可以控制沉积层的性质,例如光泽度、均匀度和厚度。
5. 控制条件:电镀的质量和效果与许多因素相关,包括温度、电流密度、电镀时间等。
这些因素的调整可以影响电镀层的性质和性能。
例如,温度的升高会加速离子迁移和金属沉积,但同时也会增加杂质的溶解和气泡的生成。
电镀工艺详述
第一章电镀概论1 电镀定义电镀为电解镀金属法的简称。
电镀是将镀件(制品),浸于含有欲镀上金属离子的药水中并接通阴极,药水的另一端放置适当阳极(可溶性或不可溶性),通以直流电后,镀件的表面即析出一层金属薄膜的方法。
2 电镀基本五要素1)阴极:被镀物,指各种接插件端子。
2)阳极:若是可溶性阳极,则为欲镀金属。
若是不可溶性阳极,大部分为贵金属(白金,氧化铱)。
3)电镀药水:含有欲镀金属离子的电镀药水。
4)电镀槽:可承受、储存电镀药水的槽体,一般考虑强度,耐蚀,耐温等因素。
5)整流器:提供直流电源的设备。
3 电镀目的1)镀铜:打底用,增进电镀层附着能力,及抗蚀能力。
2)镀镍:打底用,增进抗蚀能力。
3)镀金:改善导电接触阻抗,增进信号传输。
4)镀钯镍:改善导电接触阻抗,增进信号传输,耐磨性比金佳。
5)镀锡:增进焊接能力,提升基材抗氧化能力。
4 电镀流程(一般铜合金底材如下,未含水洗工程)1)除油:通常同时使用碱性溶液除油或者电解除油。
2)活化:使用稀硫酸或相关的混合酸。
3)镀镍:使用硫酸镍系及氨基磺酸镍系。
4)镀钯镍:目前皆为氨系。
5)镀金:有金钴,金镍,金铁,一般使用金钴系最多。
6)镀锡:硫酸亚锡体系、甲基磺酸体系。
7)干燥:使用热风循环烘干。
8)封孔处理:采用溶液浸泡,提升抗氧化能力,有使用水溶型及溶剂型两种。
5 电镀药水组成1)纯水:总不纯物至少要低于5ppm。
2)金属盐:提供欲镀金属离子。
3)阳极解离助剂:增进及平衡阳极解离速率。
4)导电盐:增进药水导电度。
5)添加剂:有缓冲剂、光泽剂、平滑剂、柔软剂、湿润剂、抑制剂等等。
一般起到均匀镀层,提升亮度、结合力的效果。
6 电镀条件1)电流密度:单位电镀面积下所承受的电流,通常电流密度越高膜厚越厚,但是过高时镀层会烧焦粗燥。
2)电镀位置:镀件在药水中位置,与阳极相对位置,会影响膜厚分布。
3)搅拌状况:搅拌效果越好,电镀效率越高,有空气,水流,阴极摆动等搅拌方式。
电镀与化学镀
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应用
电镀铜锡合金 电镀铜锌合金 电镀铅锡合金
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§ 电刷镀
与槽镀相比较,电刷镀的优点:
设备简单,携带方便,不需要大的镀槽设备; 工艺简单,操作方便,镀笔能触及的地方均可电刷
镀,适用于不解体机件的现场维修和野外抢修; 镀层种类多,与基体材料的结合力强,力学性能好; 沉积速度快,但须高电流密度进行操作。
第五章 电镀与化学镀
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§ 电镀
电镀是指在含有预镀金属的盐类溶液中, 以被镀金属为阴极,通过电解作用,使镀 液中预镀金属的阳离子在基体金属表面沉 积出来,形成镀层的一种表面加工方法。
镀层的功能:
防护性镀层 装饰性镀层 功能性镀层
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一、电镀基础知识
电镀液
包括主盐、络合剂、附加盐、缓冲剂、阳极 活化剂、添加剂
一套设备可以完成多种镀层的刷镀。
镀笔(阳极)材料主要采用高纯细石墨,是不溶性阳极。 石墨的形状可根据需要制成各种样式,以适应被镀工件 表面形状。
刷镀某些镀液时,也可以采用金属材料作阳极。
设备的用电量、用水量比槽镀少得多,可以节约能源、 资源。
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专用直流电源
整流电路:提供平稳直流输出,输出电压可无 级调节,一般范围为0-30V,输出电流为0150A。
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四、电刷镀工艺
工艺特点
由于镀笔与工件有相对运动,散热条件好,在使用大电 流密度刷镀时,不易使工件过热。
其镀层的形成是一个断续结晶过程,镀液中的金属离子 只是在镀笔与工件接触的那些部位放电、还原结晶。因 而镀层中存在大量的超细晶粒和高密度的位措,这是镀 层强化的重要原因。
镀液能随镀笔及时送到工件表面,大大缩短了金属离子 扩散过程,不易严生金属离子贫乏现象。加上镀液中金 属离子含量高,允许使用比槽镀大得多的电流密度,因 而沉积速度快。
电镀、电刷镀与化学镀
4.基体金属的影响
基体金属的化学性质与其和镀层之间结合力密 切相关。在某些电解液中,如果基体金属的电 位负于镀层金属,若不用其它镀层过渡,就不 容易获得结合力良好的镀层。 铸造件和粉末冶金件的表面往往是凹凸不平且 多孔的,零件内孔易积留预处理的溶液,镀件 表面经过一段时间会出现黑色的斑点。 此外,零件在电镀前的脱脂、除锈是否彻底, 也将严重影响镀层的性能。
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二、电镀反应
图 6-1 是电镀过程原理图,被镀 的零件为阴极,与直流电源的 负极相连,金属阳极与直流电 源的正极联接。阳极与阴极均 浸入镀液中。 当在阴阳两极间施加一定电压 时,则在阴极发生还原反应: 即从镀液内部扩散到电极和镀 液界面上的金属离子Mn+从阴极 上获得n个电子,被还原成金属 M。
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主盐浓度的影响
镀液中的主盐浓度高时,电沉积过程中的 浓差极化小,晶核形成速度降低,长大速 度快;所得镀层晶粒较粗。这种影响在简 单盐镀液中尤为明显。 主盐浓度过低时,尽管对提高镀液的分散 能力有利,但镀液允许的电流密度小。此 时、镀液中的导电盐可提高其导电性,增 加阴极极化,对获得结晶细致的镀层有利。
碱性镀液有氰化物镀锌、锌酸盐镀锌、焦 磷酸盐镀锌等。 中性或弱酸性镀液有氯化物镀锌、硫酸盐 镀锌等; 酸性镀锌有硫酸盐镀锌、氯化物镀锌等。 其中以氰化物镀锌、锌酸盐镀锌、氯化物 镀锌、硫酸盐镀锌最为常用。
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镀锌层的钝化处理
为了进一步提高镀锌层的防护能力,同时 使其外观更具装饰性,通常要在其表面人 为地形成一层致密的氧化膜,这一过程即 称之为钝化处理(或称铬酸盐处理)。 钝化处理的溶液以六价铬为主要成分,辅 之以其它的无机酸或其盐。改变钝化溶液 的辅助成分及其浓度,可以得到白色或蓝 白色、彩色、黑色、绿色等色调的钝化膜。
电镀的原理
电镀的原理
电镀是一种金属表面处理技术,通过在金属表面上沉积其它金属或合金来改善金属的性能。
电镀的原理是利用电流在电解液中进行电化学反应,把电解液中的金属离子运移到金属表面上沉积成一层薄膜。
电镀可以分为两种:阴极电镀和阳极电镀。
阴极电镀,也叫电解镀,是在金属表面上沉积电解液中的金属离子。
在电解槽内,阴极是金属表面,阳极是电极,电源把电流通过电解液,金属表面上的金属原子通过电解反应被还原成金属离子,然后靠电动力被运移到阴极上沉积成金属薄膜。
阳极电镀,也叫电镀,是在金属表面上沉积电流通过的金属。
在电解槽内,阳极是金属表面,阴极是电极,电源把电流通过电解液,电流经过阳极上的金属原子通过电化学反应被还原成金属离子,然后靠电动力被运移到阳极上沉积成金属薄膜。
电镀的优点有:表面更加坚固、抗腐蚀性更好、颜色更加美观。
而且电镀可以达到质量高、速度快、成本低的效果。
电镀的应用非常广泛,主要用于工业生产,如电子产品、汽车零部件、钟表配件、五金产品、锅具、摆件、珠宝等的表面处理。
还可以用于建筑装饰、医疗器械、建筑五金、汽车配件、家具等领域。
总之,电镀是一种非常重要的金属表面处理技术,在工业生产中有着广泛的应用。
电镀原理
电镀原理1.电镀的原理,泡沫能电镀吗镀层金属做阳极;待镀件做阴极;镀层金属的盐溶液做电解质溶液,通直流电进行电镀.;利用这个原理,可以镀金、银、铜、锌、镉、镍等。
电镀原理简单地说,电镀是指借助外界直流电的作用,在溶液中进行电解反应,使导电体例如金属的表面沉积上一层金属或合金层的过程。
比如镀铜,可以用CuSO4作电解质溶液,要镀的金属接电源负极,电源正极接纯铜,通电后,阴极发生反应:金属铜以离子状态进入镀液,并不断向阴极迁移,最后在阴极上得到电子还原为金属铜,逐渐形成金属铜镀层,其反应式为:铜离子(Cu2+) +2电子(e-)=铜(Cu)阳极发生反应:铜(Cu)-2电子(e-)=铜离子(Cu2+)/b/6395050.html?SHID=1162952155.3552.请大家帮忙告诉正常的镀金电镀工艺流程答1:所谓镀金就是根据首饿的电镀要求配制专用镀金液,在一定PH什和温度条件下,通过正负电极电流与电镀液的电化学反应,使镀金液的金离子逐渐转移到首饰的金属表面上的过程。
市场上配制好的各种型号镀金液出售。
目前,国内外首饰制作厂家大都采用氰化物镀液和无氰镀液等两大类镀金液。
前者有毒的溶液,使用时要分外小心。
其中氰化物镀金液又分高氰和低氰。
高氰镀金液中PH值在9以上的称为碱性氰化物镀金液(高温和低温),其PH值在6—9之间的称为中性及弱碱性氰化物镀金液。
低氰酸性镀金液,其PH值在3—6之间,这种镀金洲多为柠檬酸盐镀金液。
由于环境保护的原因,现代已广泛采用低污染的无氰镀金液,这种镀金液是亚硫酸盐制作的答2:电镀金工艺流程有很多,您想要得到比较满意的回答,就应把问题提具体一些,如在什么基体(即工件材料)上镀金,是功能性镀金还是装饰性镀金、功能性镀金还包括高导电性、耐磨性等等,不同基体,不同功能或用途镀金的工艺流程是不一样的。
现将常用的功能镀金工艺流程列出,供参考。
1 验收(工件)2 装挂3 预处理(超声波除腊、化学除油、光亮浸蚀)4 活化5 冷水洗6 冷水洗7 镀无应力镍8 回收9 纯水洗 10 纯水洗 11 预镀金 12 镀金 13 回收 14 回收 15 冷水洗 16 冷水洗 17 纯水洗 18 热水洗 19 干燥 20 拆卸 21 检验 22 包装3.工厂里面电镀是怎么实施的?工厂里的电镀车间里有许多大的塑料长方形液体池,大有1米宽1米高2米长。
电镀的基础知识
电镀的基础知识1. 1电镀定意电镀(electroplating)是⼀种电离⼦沉积过程(electrodepos- ition process),是利⽤电极(electrode)通过电流,使⾦属附着在物体表⾯上,其⽬的为改变物体表⾯的特性或尺⼨。
1. 2电镀⽬的是在基材上镀上⾦属镀层(deposit),改变基材表⾯性质或尺⼨。
例如赋予⾦属表⾯的光泽美观、物品防锈、防⽌磨耗;提⾼导电度、润滑性、强度、耐热性、耐候性;热处理的防渗碳、氮化;尺⼨或磨耗的零件修补。
1. 3各种镀⾦⽅法电镀法(electroplating) ⽆电镀法(electroless plating)热浸法(hot dip plating) 熔射喷镀法(spray plating)塑料电镀(plastic plating) 浸渍电镀(immersion plating)渗透镀⾦(diffusion plating) 阴极溅镀(cathode supptering)真空离⼦电镀(vacuum plating) 合⾦电镀(alloy plating)复合电镀(composite plating 局部电镀(selective plating)穿孔电镀(through-hole plating) 笔电镀(pen plating)电铸(electroforming)1.4 电镀基本知识电镀⼤部分是在液体(solution)下进⾏,⽽且⼤多是在⽔溶液(aqueous solution)中电镀,⼤约有30种的⾦属可由⽔溶液进⾏电镀,例如:铜Cu、镍Ni、铬Cr、锌Zn、镉Cd" 、铅Pb、⾦Au、银Ag、铂Pt、钴Co、锰Mn、锑Sb、铋Bi、汞Hg、镓Ga、铟In、铊、As、Se、T e、Pd、Mn、Re、Rh、Os、Ir、Nb、W等等。
有些⾦属必须由⾮⽔溶液进⾏电镀,例如:锂、钠、钾、铍、镁、钙、锶、钡、铝、La、Ti、Zr、Ge、Mo等等。
电镀基本原理
电镀基本原理电镀工艺基础理论一、电镀概述简单来说,电镀指借助外界直流电的作用,在溶液中进行电解反应,使导电体例如金属的表面沉积一金属或合金层。
我们以硫酸铜的电镀作例子:硫酸铜镀液主要有硫酸铜、硫酸和水,甚至也有其它添加剂。
硫酸铜是铜离子(Cu2+)的来源,当溶解于水中会离解出铜离子,铜离子会在阴极(工件)还原(得到电子)沈积成金属铜。
这个沉积过程会受镀浴的状况如铜离子浓度、酸碱度(pH)、温度、搅拌、电流、添加剂等影响。
阴极主要反应: Cu2+(aq) + 2e-→Cu (s)电镀过程中的铜离子浓度因消耗而下降,影响沉积过程。
面对这个问题,可以两个方法解决:1.在浴中添加硫酸铜;2.用铜作阳极。
添加硫酸铜方法比较麻烦,又要分析又要计算。
用铜作阳极比较简单。
阳极的作用主要是导体,将电路回路接通。
但铜作阳极还有另一功能,是氧化(失去电子)溶解成铜离子,补充铜离子的消耗。
阳极主要反应: Cu (s) →Cu2+(aq) + 2e-由于整个镀液主要有水,也会发生水电解产生氢气(在阴极)和氧气(在阳极)的副反应阴极副反应: 2H3O+(aq) + 2e-→H2(g) + 2H2O(l)阳极副反应: 6H2O(l) →O2(g) + 4H3O+(aq) + 4e-结果,工件的表面上覆盖了一层金属铜。
这是一个典型的电镀机理,但实际的情况十分复杂。
电镀为一种电解过程,提供镀层金属的金属片作用有如阳极,电解液通常为镀着金属的离子溶液,被镀物作用则有如阴极。
阳极与阴极间输入电压后,吸引电解液中的金属离子游至阴极,还原后即镀着其上。
同时阳极的金属再溶解,提供电解液更多的金属离子。
某些情况下使用不溶性阳极,电镀时需添加新群电解液补充镀着金属离子。
电镀一般泛指以电解还原反应在物体上镀一层膜。
其目前使用种类有:一般电镀法(electroplating)、复合电镀(composite plating)、合金电镀(alloy plating)、局部电镀(selective plating)、笔镀(pen plating)等等。
电镀知识点总结
电镀知识点总结一、电镀的基本原理电镀原理是利用电流通过电解质溶液时,在阳极上发生的氧化过程与在阴极上发生的还原过程来进行的。
在电解质溶液中,阳离子不断向阴极聚集并中和,而金属阳离子不断被释放到工件表面上,从而实现在工件表面上镀上金属的目的。
具体步骤如下:1.在电解质溶液中形成金属阳离子;2.置于电解槽中的工件成为阴极,而金属板成为阳极;3.通电后,金属板上的金属阳离子向阴极聚集,并在工件表面沉积,从而实现电镀。
二、电镀的主要应用领域和优点电镀是一种常见的表面处理方法,广泛应用于机械制造、汽车制造、电子产品、家电产品等领域。
其主要优点包括:1.提高工件表面的抗腐蚀性能;2.美化工件表面,提高观感;3.改善其导电性能,适用于电子产品等领域;4.提高工件的硬度和耐磨性。
三、电镀的分类根据不同的方法和材料,电镀可以分为多种类型,主要包括:1.化学镀:通过在电解质溶液中与金属离子发生化学反应,使工件表面形成化学沉积层的电镀方法。
2.镀合金属:利用电化学方法在工件表面上镀上合金的电镀方法。
3.电微弧氧化(MAO):一种利用电化学方法在金属表面形成氧化膜的表面处理方法。
4.硬质铬镀:通过电化学方法在工件表面上镀上硬质铬的电镀方法。
5.电镀合金:利用电化学方法在工件表面上镀上合金的电镀方法。
四、电镀的注意事项在进行电镀时,需要特别注意以下几个方面:1.溶液的稳定性和成分控制;2.电流密度的控制;3.工件表面的处理;4.镀层的厚度和均匀性;5.镀后工件的后处理等。
五、电镀的发展趋势随着科学技术的不断发展,电镀技术也在不断完善和改进,主要体现在以下几个方面:1.环保型电镀技术的研究和开发;2.新型电镀材料的研究和应用;3.镀层的微观结构和性能的研究;4.电镀设备的智能化和自动化水平的提高。
六、电镀相关的标准和规范为了保证电镀加工的质量和安全,国际上制定了一系列相关的标准和规范,主要包括:1.电镀工艺的相关标准;2.镀层质量的检测与评定标准;3.电镀设备的安全标准。
电镀原理是什么
电镀原理是什么电镀原理是指利用电化学原理,在金属表面通过电解沉积一层金属或非金属的薄膜,以提高金属的表面性能和外观质量的一种表面处理方法。
电镀可以改善金属的耐腐蚀性能、增强硬度和耐磨性、提高导电性和光泽度等,因此在工业生产中得到了广泛的应用。
电镀原理的核心是电化学反应。
在电镀过程中,通常需要一个电解槽,其中包含有电解质溶液和两个电极,分别是阴极和阳极。
阴极是被镀件,阳极则是镀层金属的阳极。
当外加电压使得阴极和阳极之间形成电场,电解质中的离子就会在电场的作用下向阴极或阳极迁移。
在阴极表面,离子接受电子,还原成金属沉积在阴极表面,形成金属镀层。
而在阳极表面,金属则被氧化成离子,溶解在电解质中,以补充阴极表面的金属离子流失。
电镀原理的关键在于控制电解液的成分和工艺参数,以达到所需的镀层质量。
首先,电解液的成分对镀层的性能有着重要的影响。
不同的金属需要不同的电解液成分,通常包括金属盐、酸、碱等物质。
其次,电镀过程中的电流密度、温度、搅拌速度等工艺参数也会影响镀层的均匀性和质量。
在实际应用中,需要根据具体的镀层要求和金属材料的特性来选择合适的电解液和工艺参数。
除了金属电镀外,还有一些特殊的电镀方法,如化学镀、合金镀、电化学沉积等。
这些方法在电镀原理上有所不同,但都是利用电化学原理来实现金属或非金属的沉积。
化学镀是利用化学反应产生的沉淀物在基体表面形成一层薄膜,合金镀是在金属基体上沉积合金元素的一种方法,电化学沉积则是利用电解沉积的方法在基体表面形成非金属薄膜。
总的来说,电镀原理是一种重要的表面处理方法,通过电化学反应在金属表面形成一层金属或非金属的薄膜,以提高金属的表面性能和外观质量。
在实际应用中,需要合理控制电解液的成分和工艺参数,以实现所需的镀层质量。
同时,还有一些特殊的电镀方法,如化学镀、合金镀、电化学沉积等,它们在电镀原理上有所不同,但都是利用电化学原理来实现金属或非金属的沉积。
电镀ppt课件
3.电流波形的影响
• 电流波形的影响是通过阴极电位和电流密度的变 化来影响阴极沉积过程的,它进而影响镀层的组 织结构,甚至成分,使镀层性能和外观发生变化。
• 三相全波整流与稳压直流相当,对镀层组织几乎 没有什么影响,而其他波形则影响较大。
• 单相半波会使镀铬层产生无光泽的黑灰色;单相 全波会使焦磷酸盐镀铜及铜锡合金镀层光亮。
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(2)配合剂
• 镀液中主盐的金属离子为简单离子时,镀 层晶粒粗大,需采用配位离子的镀液。
• 获得配位离子的方法是加入配合剂,即能 配合主盐中的金属离子形成配合物的物质。
• 配合物是由简单化合物相互作用而形成的 “分子化合物”。
• 配合物在溶液中可分离为简单离子和复杂 配位离子。
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• 在含配合剂的镀液中,影响电镀效果的主 要是主盐与配合剂的相对含量,即配合剂 的游离量,而不是配合剂的绝对含量。
• 配合剂的游离量升高,阴极极化作用升高, 有利于镀层结晶细化、镀层分散和覆盖能 力的改善;不利的是降低阴极电流效率, 从而降低沉积速度。
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(3)附加盐
• 附加盐是电镀液中除主盐外的某些碱金属 或碱土金属盐类
• 用于提高电镀液的导电性,对主盐中的金 属离子不起配合作用
• 有些附加盐还能改善镀液的深镀能力和分 散能力,产生细致的镀层。
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• (6)添加剂
– 添加剂是指不会明显改变镀层导电性,而能 显著改善镀层性能的物质。
– 根据在镀液中所起的作用,添加剂可分为: 光亮剂、整平剂、润湿剂和抑雾刑等。
• (7)杂质
– 杂质的来源比较复杂,所以对镀液和镀层的 影响也比较复杂。
– 如有机和金属杂质会引起镀层与基体的附着
力不良,镀层表面有麻点、针孔,镀液的分
电镀,电铸,电泳,溅镀,阳极处理的区别
(6)只能采用水溶性涂料,在涂装过程中不能改变颜色,涂料贮存过久稳定性不易控制。
一、电泳涂装的设备
电泳涂装的设备是由电泳槽、搅拌装置、涂料过滤装置、温度调节装置、涂料管理装置、直流电源装置、电泳涂装后的水洗装置、超滤装置、烘烤装置、备用罐等组成。
电泳槽槽体的大小及形状需根据工件大小、形状和施工工艺确定。在保证一定的极间距离条件下,应尽可能设计小些。槽内装有过滤装置及温度调节装置,以保证漆液一定的温度和除去循环漆液中的杂质和气泡。搅拌装置可使工作漆液保持均匀一致,多采用循环泵,漆液的循环一般每小时4~6次,当循环泵开动时,槽内漆液液面应均匀翻动。涂料管理装置的作用在于补充调整涂料成分,控制槽液的PH值,用隔膜电极除去中和剂和用超滤装置排除低分子量成分等。电泳电源的选择,一般采用直流电源。整流设备可采用硅整流器或可控硅。电流的大小与涂料的性质、温度、工作面积、通电方式等有关,一般为30~50A/m2。水洗装置用于电泳涂装前后工件的冲洗,一般用去离子水,但需加压设备,常用的是一种带螺旋体的淋洗喷嘴。烘烤装置用来促进电泳涂料的干燥成膜,可采用电阻炉、感应电热炉和红外线烘烤设备。烘房设计要有预热、加热和后热三段,应根据涂料的品种和工件的情况制订。
4、 其它。用于制造电火花加工电极、防涂装遮蔽板、金刚石锉刀、钻头、波导管,贮藏液态氢的球型真空容器,熔融盐电解制造钨等耐热金属的透平叶片,从非水溶液制造铝太阳能集热板等。
电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末,但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后,电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法,是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点,迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。
电镀知识
第一章绪论电镀是一种电解加工工艺。
零件为阴极,电解质中的金属离子电沉积到零件表面,形成一层均匀、致密的金属薄层,即电镀层。
镀层可以是锌、铜、金、银等单金属,也可以是铜-锡、铜-锌-锡等二元或三元合金。
经过电镀可以改变原材料表面的外观和各种物理化学性质,如耐蚀性、耐磨性、焊接性、电性能、磁性能等,而零件内部仍可保持原有的冶金及机械性能。
所以,电镀是一种表面工程技术。
表面加工技术有很大的灵活性,可以根据具体的要求施加某种镀层达到各种工艺技术性能的要求,使金属材料的应用范围行得到扩大,所以电镀已广泛进入各种工业生产及科学研究的领域。
在机械制造工业部门中,电镀是金属零件防腐蚀的主要手段,延长使用寿命。
金属在各种环境中的腐蚀破坏是非常严重的,给现代工业带来很大损失。
据一些发达国家年腐蚀损失的统计,1984年美国的腐蚀损失是750亿美元、英国损失是100亿英磅、法国损失是1150亿法朗、日本损失近160亿美元,各占国民经济生产总产值的4%、3.5%、1.5%、1.8%。
全世界有1/9的钢铁产量因腐蚀而浪费。
我国的腐蚀破坏也是很严重的,尤其是化学、石油工业和沿海、湿热地区因腐蚀造成的损失很大。
由此可以看出电镀在腐蚀防护方面对经济建设中的作用,在现代工业中已不光要求镀层有防护性而且要有良好的装饰性,达到美化的目的。
所以装饰性电镀在工业应用中也是一个重要的领域。
另外,如上所述电镀还可以获得各种功能性镀层,如电性能、磁性能、光学性能的镀层等,在航空、航天、电子、化工、仪器仪表等工业部门中均有广泛应用。
1、电镀层的分类及选用原则1.1电镀层的分类将镀层分类是为了对目前应用的镀层有一个概括、系统的了解,以便合理地选用及进一步研究,并促进电镀工业的发展。
1.1.1按照镀层的应用分类①防护性镀层②防护-装饰性镀层③耐磨和减摩镀层④电性能镀层⑤磁性能镀层⑥可焊性镀层⑦耐热镀层⑧修复用镀层1.1.2按照镀层金属与基体金属之间的电化学性质分类镀层金属相对于基体金属的电位为负时镀层是阳极,称阳极性镀层,如钢铁上的锌层。
电镀工艺的基本流程
电镀工艺的基本流程1、电镀工艺电镀是一种表面处理工艺,它主要通过在金属材料表面涂覆一种由金属、合金或其他材料构成的贴面,来改变基材的物理性质和表面属性而达到保护或装饰的目的。
电镀工艺包括上清洗、激活、涂覆、电铁、电解或湿法镀覆、和清洗。
2、电镀材料主要电镀材料有锌,铬,铜,镍,钯(金),金属黄铜,锌钛,锌镁,铂,银,青铜,磷青铜,钨,铬铁,磷铝锌合金,铝等。
这些金属是电镀技术的主要材料,它们的特性取决于它们的化学组成,电镀本身的过程及护层的厚度。
3、上清洗在电镀前,要将金属表面清洗干净,这是非常重要的一步。
清洗效果和方法决定着其他步骤后最终产品的成色。
一般来说,金属表面要去除灰尘、油污,在适当的条件下加氢氧化硫酸钠清洗,然后用一定的比例的酸碱溶液最后去除金属表面杂质,清洗以后用清水冲洗,最后用清水或液氮冷却。
4、激活激活是金属表面处理工艺的一步,也是电镀最核心的一步。
激活是使清洗后的金属表面形成一种特殊能耐受电镀涂覆作用,从而实现高效电镀的前提。
主要有氯气激活和氧化激活,其操作条件会根据不同材料来定。
5、涂覆涂覆是电镀工艺中的一个关键步骤,它的质量决定了最终的电镀效果。
在涂覆之前,必须对贴面进行检验,如厚度检测、金属检测等,以确保最终的电镀质量。
常用的涂覆工艺有活性焊料涂覆、溶剂被服涂覆、射线固化涂覆、湿态喷射涂覆等。
6、电铁电铁是电镀最重要的一步,也是一种电化学反应的过程。
通常采用的电流类型为直流(DC)或交流(AC),通过电铁可实现基材颜色的改变,以及贴面成型、固化。
而且还可以通过使用不同的电流和电解剂来改变电铁颜色,以达到不同的装饰效果。
7、电解或湿法镀覆电流会产生热效应,而电解镀覆和湿法镀覆技术可以有效控制控制电铁温度,从而改变电镀效果,提升表面质量,延长防腐蚀时间。
而且这两种方法对基材进行表面光洁、粗糙度高、抗腐蚀性好等高质量度涂覆也具有重要意义。
8、清洗最后,清洗是改善电镀表面品质的重要步骤。
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电镀1.电镀的定义和分类1-1.电镀的定义1-2.电镀的分类1-3.电镀的常见工艺过程2.常见电镀效果的介绍2-1.高光电镀2-2.亚光电镀2-3.珍珠铬2-4.蚀纹电镀2-5.混合电镀3.电镀件设计的常见要求3-1.电镀件镀层厚度对配合尺寸的影响3-2.电镀件变形的控制3-3.局部电镀要求的实现3-4.混合电镀效果对设计的要求3-5.电镀效果对设计的影响3-6.电镀成本的大致数据1.电镀的定义和分类1-1.电镀的定义随着工业化生产的不断细分,新工艺新材料的不断涌现,在实际产品中得到应用的设计效果也日新月异,电镀是我们在设计中经常要涉及到的一种工艺,而电镀效果是我们使用时间较长,工艺也较为成熟的一种效果,对于这种工艺的应用在我们的产品上已经非常多,我们希望通过总结我们已有的经验作一些设计的参考性文件,可以更好的将电镀效果应用在我们的设计上,也更合理的应用在我们的设计上,可以为以后的工作带来一些方便。
通过这种工艺的处理我们通常可以得到一些金属色泽的效果,如高光,亚光等,搭配不同的效果构成产品的效果的差异性,通过这样的处理为产品的设计增加一个亮点。
1-1-1.电镀的定义电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面,以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程,就叫电镀。
简单的理解,是物理和化学的变化或结合。
电镀工艺的应用我们一般作以下几个用途:a.防腐蚀b.防护装饰c.抗磨损d.电性能:根据零件工作要求,提供导电或绝缘性能的镀层e.工艺要求1-1-2.常见镀膜方式的介绍这里从类同与电镀的一些工艺作分析介绍,以下的一些工艺都是在与我们电镀相关的一些工艺过程,通过这样的介绍给大家对这些工艺有一个感性的认识。
化学镀(自催化镀)在经活化处理的基体表面上,镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。
这是在我们的工艺过程中大多都要涉及到的一个工艺工程,通过这样的过程才能进行后期电镀等处理,多作为塑件的前处理过程。
电镀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,这种工艺过程比较烦杂,但是其具有很多优点,例如沉积的金属类型较多,可以得到的颜色多样,相比类同工艺较而言价格比较低廉。
电铸通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品(能将铸模和金属沉积物分开)的过程。
这种处理方式是我们在要求最后的制件有特殊表面效果如清晰明显的抛光与蚀纹分隔线或特殊的锐角等情况下使用,一般采用铜材质作一个部件的形状后,通过电镀的工艺手段将合金沉积在其表面上,通常沉积厚度达到几十毫米,之后将形腔切开,分别镶拼到模具的形腔中,注射塑件,通过这样处理的制件在棱角和几个面的界限上会有特殊的效果,满足设计的需要,通常我们看到好多电镀后高光和蚀纹电镀效果界限分明的塑胶件质量要求较高的通常都采用这样的手段作设计。
真空镀真空镀主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型,它们都是采用在真空条件下,通过蒸馏或溅射等方式在塑件表面沉积各种金属和非金属薄膜,通过这样的方式可以得到非常薄的表面镀层,同时具有速度快附着力好的突出优点,但是价格也较高,可以进行操作的金属类型较少,一般用来作较高档产品的功能性镀层,例如作为内部屏蔽层使用。
1-2.电镀的常见工艺过程1-2-1.电镀工艺过程介绍就塑胶件而言,我们常见的塑胶包括热塑性和热固性的塑料均可以进行电镀,但需要作不同的活化处理,同时后期的表面质量也有较大差异,我们一般只电镀ABS材质的塑件,有时也利用不同塑胶料对电镀活化要求的不同先进行双色注塑,之后进行电镀处理,这样由于一种塑胶料可以活化,另一种无法活化导致局部塑料有电镀效果,达到设计师的一些设计要求,下面我们主要就ABS材料电镀的一般工艺过程对电镀的流程作一些介绍通过这样的过程后塑胶电镀层一般主要由以下几层构成:,电镀后常见的镀层主要为铜、镍、铬三种金属沉积层,在理想条件下,总体厚度为0.02mm左右,但在我们的实际生产中,由于基材的原因和表面质量的原因通常厚度会做的比这个值大许多,不过类似与精美这样的大型电镀厂可以较好的达到这样的要求。
1-2-2.电镀层标识方法在对镀层的技术要求的标识上可以参照下面的办法:1.金属镀层标识时采用下列顺序表示:例如:PL/Ep·Cu10bNi15bCr0.3塑料,电镀光亮铜10μm 以上,光亮镍15μm 以上,普通铬0.3μm 以上,下面表格是对上面标识方法中一些效果的表达方式。
1)基体材料2)镀覆方法3)镀覆层名称镀覆层名称采用镀层的化学元素符号表示。
4)镀覆层厚度镀覆层厚度单位为μm,一般标识镀层厚度的下限,必要时,可以标注镀层厚度范围。
5)镀覆层特征6)后处理2-1.电镀效果介绍2-1-1.高光电镀高光电镀的效果的实现通常要求模具表面良好抛光,注射出的塑件采用光铬处理后得到的效果。
2-1-2.亚光电镀亚光电镀的效果的实现通常要求模具表面良好抛光,注射出的塑件采用亚铬处理后得到的效果。
2-1-3.珍珠铬珍珠铬电镀的效果的实现通常要求模具表面良好抛光,注射出的塑件采用珍珠铬处理后得到的效果2-1-4.蚀纹电镀蚀纹电镀的效果的实现通常要求模具表面处理出不同效果的蚀纹方式后,注射出的塑件采用光铬处理后得到的效果。
2-1-5.混合电镀在模具处理上既有抛光的部分又有蚀纹的部分,注射出的塑件电镀后出项高光和蚀纹电镀的混合效果,突出某些局部的特征。
2-1-6.局部电镀通过采用不同的方式使得成品件的表面局部没有电镀的效果,与有电镀的部分形成反差,形成独特的设计风格。
2-1-7.彩色电镀通过采用不同的电镀溶液,在电镀后塑件表面沉积的金属会反射出不同的光泽,形成独特的效果。
3-1.电镀件设计的原理3-1-1.电镀件设计的基本原理电镀件在设计中有很多特殊的设计要求可以提出,大致为以下几点:1.基材最好采用ABS材料,ABS电镀后覆膜的附着力较好,同时价格也比较低廉。
2.塑件表面质量一定要非常好,电镀无法掩盖注射的一些缺陷,而且通常会使得这些缺陷更明显。
3.在结构设计时有几点也要关注外形要适合于电镀处理:1)表面凸起最好控制在0.1~0.15mm/cm,尽量没有尖锐的边缘。
2)如果有盲孔的设计,盲孔的深度最好不超过孔径的一半,负责不要对孔的底部的色泽作要求。
3)要采用适合的壁厚防止变形,最好在1.5mm以上4mm以下,如果需要作的很薄的话,要在相应的位置作加强的结构来保证电镀的变形在可控的范围内。
4)在设计中要考虑到电镀工艺的需要,由于电镀的工作条件一般在60度到70度的温度范围下,在吊挂的条件下,结构不合理,变形的产生难以避免,所以在塑件的设计中对水口的位置要作关注,同时要有合适的吊挂的位置,防止在吊挂时对有要求的表面带来伤害,如下图的设计,中间的方孔专门设计用来吊挂。
5)另外最好不要在塑件中有金属嵌件存在,由于两者的膨胀系数不同,在温度升高时,电镀液体会渗到缝隙中,对塑件结构造成一定的影响。
4.在塑件的加工时,要关注到几个问题,其一塑胶料在加工时要充分烘干,否则残留的水分会对塑件表面造成气孔、流线纹等缺陷,严重影响电镀的效果,另外尽量避免使用脱模剂,因为脱模剂的使用会对电镀膜的附着力产生影响3-2.电镀件设计时的特殊要求3-2-1.电镀件镀层厚度对配合尺寸的影响厚度按照理想的条件会控制在0.02mm左右,但是在实际的生产中,可能最多会有0. 08mm的厚度,所以在有滑动配合的位置上,单边的间隙要控制在0.3mm以上,才能达到满意的效果,这是我们对电镀件配合时需要作的关注。
3-2-2.电镀件变形的控制由于电镀流程中,几道工序的工作温度都在60℃~70℃,在这样的工作条件下,吊挂的工件极易发生变形,如何控制制件的变形是我们在加工中关注的一个问题,在同电镀厂工程师的交流后认为关键在于要在塑件结构上要充分考虑挂接方式和支撑结构的设计,目的就是增强整个架构的强度,一般的做法都是在注射的流道结构上设计各种结构,即保证了塑流的填充有加强了整体的结构,电镀的时候,一起进行电镀,电镀后剪掉浇道得到最后的成品。
3-2-3.局部电镀要求的实现在我们的设计中常常要求在制件表面的不同局部实现不同的效果,在电镀件上也常常出现这样的需求,我们通常采用以下三个方法来实现这个功用:1.如果可以分件,建议作成不同的部件,最后装配成一个零件,在形状不复杂并且组件有批量的条件下的情况下,开一套小的模具注射的费用会形成比较明显的价格优势,2.如果是在不影响外观的局部要求不电镀,通常可以采用加绝缘油墨后进行电镀的方法进行加工,这样喷涂了绝缘油墨的部位就会没有金属覆膜,达到要求,其实这是我们在设计中常常涉及到的一个部分,因为电镀后的制件会变硬变脆,是我们不希望得到的结果,所以尤其在按键这类的制件上它的拐臂是我们不希望被电镀上的部分,因为我们需要它有充分的弹性,局部电镀在这个时候就非常必要。
在另外的情况下也常用到,类似于PDA这类的轻巧的制品,一般电路板直接固定在塑胶壳体上,为了防止对电路的影响,通常在同电路有接触的部分均进行绝缘处理,这时多采用油墨的方式来进行电镀前对局部的处理。
电镀设计中需要局部喷涂绝缘油墨时,遇到如上图的情况下,要想得到如图所示的效果(蓝紫色表示电镀的部分),实际是不可能实现的,因为电镀时电镀的部分要形成连通的回路才可以对各个局部形成良好的电镀层,而如图所示,各个电镀表面被分割成好多部分,无法实现均匀的电镀效果。
上面的部件最终可以采用上图的方式实现,只有这样形成良好的回路可以让电流和液体中的电离子良好的反应,才能实现良好的电镀效果。
3.另外一种办法就是采用类似双色注塑的工艺,一般如果有双色注射机,可以将ABS和PC分不同的阶段注射,制成塑件后进行电镀处理,在这样的条件下,由于两种塑料对电镀液的不同附着力导致ABS的部分有电镀的效果而PC的部分没有电镀的效果,达到要求,另外一种办法就是将制件分成两个两个部分,现将一个部分进行注射后进行电镀处理,将处理后的制品再装入另外一套模具中进行二次注射得到最终的样品。
3-2-3.混合电镀效果对设计的要求我们在设计中常常采用高光电镀和蚀纹电镀的效果共同作用在一个制品上得到特殊的设计效果,通常在设计中建议采用较小的蚀纹,这样效果会比较好,但这样的设计时,为了不会使蚀纹的效果被电镀所掩盖,有时会电镀两层后就不进行电镀,这样的后果是电镀第二层的镍会比较容易氧化变色,影响设计的效果。
3-2-4.电镀效果对设计的影响这里主要指如果作有颜色的电镀效果时,要提交色差表,因为电镀后的颜色无法做到均匀一致,不同的制件会有较大的差距,所以要提供可以接受的颜色差距值。
4.电镀工艺的成本和基本检验标准4-1.电镀的成本预估4-1-1.电镀成本的大致数据电镀件在加工成本的考虑上主要参考其加工工艺过程的复杂性和表面积的大小,一般的制件其成本主要是工艺流程带来的成本,下面就一些已知的工艺过程作一些说明:以一个普通高光电镀件作为标准;作亚光电镀效果价格会贵30%左右;作简单的表面局部绝缘效果价格会增加30%-50%;。