电镀相关知识

2020/5/13
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2.2 电镀的基本原理
电镀是指在直流电的作用下，电解液中的金属离子还原， 并沉积到零件表面形成有一定性能的金属镀层的过程。
电解液主要是水溶液，也有有机溶液和熔融盐。从水溶液 和有机溶液中电镀称为湿法电镀，从熔融盐中电镀称为熔 融盐电镀。
非水溶液、熔融盐电镀虽已部分获得工业化应用，但不普 遍。
厚度要求：Cu 20～25μm Ni 12～15μm Cr 0.25～0.3μm 中性盐雾 96小时以上。
2.1 镀层分类
镀层种类很多按使用性能可分为9种
①防护性镀层：例如锌、锌-镍、镍、镉、锡等镀层，作 为耐大气及各种腐蚀环境的防腐蚀镀层。 ②防护-装饰性镀层：例如 Cu-Ni-Cr镀层等，既有装饰 性，亦有防护性。 ③装饰性镀层：例如Au及Cu—Zn仿金镀层、黑铬、黑镍 镀层等。 ④耐磨和减磨镀层：例如硬铬，松孔镀，Ni—SiC，Ni-石 墨，Ni-PTFE复合镀层等。
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锁具、灯饰与装饰五金的电镀
锁具、灯饰、装饰五金的电镀加工约有40～50%出口美国、西欧 等地，高档锁具的电镀加工过去几乎被广东中山小榄，以固力、 华锋的大企制锁企业和温州的高档锁具、灯饰、装饰五金电镀所 包揽。现在江苏的无锡、昆山；山东青岛等地都有高档加工。浙 江的永康上升最快，经济发达地区、沿海地区，对国际市场电镀 加工的需求了解快，反应快，因此对新镀种、新工艺接受快、实 践也快，各种枪黑色、珍珠黑的合金，多类粒度的沙面镍、多种 色调的电镀应用十分流行。
（二）锌基合金压铸件 抛光→三氯乙烯除脂→上挂→化学除油→水洗→超声波清洗→水洗→电解 除油→水洗→酸盐活化→水洗→预镀碱铜→回收→水洗→H2SO4中和→水 洗→焦磷酸盐镀铜→回收→水洗→H2SO4活化→水洗→酸性光亮铜→回收 →水洗→a)或其他（b到e） a) 镀黑镍（或枪黑）→水洗→干燥→拉丝→喷漆→（红古铜） b) →镀光亮镍→回收→水洗→镀铬→回收→水洗→干燥 c) →仿金→回收→水洗→干燥→喷漆→干燥 d) →仿金→回收→水洗→镀黑镍→水洗→干燥→拉丝→喷漆→干燥→（青 古铜） e) →镀珍珠镍→水洗→镀铬→回收→水洗→干燥
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若按镀层的组合形式分，镀层可分为：
单层镀层，如Zn或Cu层； 多层金属镀层，例如Cu-Sn/Cr，Cu／Ni／Cr镀层等； 复合镀层，如 Ni-Al2O3，Co-SiC等。 若按镀层成分分类，可分为：单一金属镀层、合金镀 层及复合镀层。
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如何合理选用镀层
不同成分及不同组合方式的镀层具有不同的性能。如何合理 选用镀层，其基本原则与通常的选材原则大致相似。 首先要了解镀层是否具有所要求的使用性能，然后按照零件 的服役条件及使用性能要求，选用适当的镀层，还要按基材 的种类和性质，选用相匹配的镀层。例如阳极性或阴极性镀 层，特别是当镀层与不同金属零件接触时，更要考虑镀层与 接触金属的电极电位差对耐蚀性的影响，或摩擦副是否匹配。 另外要依据零件加工工艺选用适当的镀层。例如铝合金镀镍 层，镀后常需通过热处理提高结合力，若是时效强化铝合金， 镀后热处理将会造成过时效。此外，要考虑镀覆工艺的经济 性。
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⑤电性能镀层：例如Au，Ag镀层等，既有高的导电率，又 可防氧化，避免增加接触电阻。
⑥磁性能镀层：例如软磁性能镀层有Ni-Fe，Fe-Co镀层； 硬磁性能有Co-P，Co-Ni，Co-Ni-P等。
⑦可焊性镀层：例如Sn-Pb，Cu，Sn，Ag等镀层。可改善 可焊性，在电子工业中广泛应用。
（三）钢铁件（铜件） 抛光→超声波清洗→上挂→化学除油→阴极电解除油→阳极电解除油→ 水洗→盐酸活化→水洗→预镀碱铜→回收→水洗→H2SO4中和→水洗→酸 性光亮铜→回收→水洗→H2SO4活化→水洗（红古铜、镀铬、仿金、青古 铜、珍珠镍工艺与锌基合金件相同）
（四）锌合金件： 抛光→三氯乙烯除脂→上挂→化学除油→水洗→超声波清洗→水洗→电 解除油→水洗→ 酸盐活化→水洗→预镀碱铜→回收→水洗→H2SO4中和→ 水洗→焦磷酸镀铜→回收→水洗→H2SO4活化→水洗→酸性光亮铜→回收 →水洗→干燥→下挂→抛光→除腊→水洗→镀碱铜→回收→水洗→H2SO4 中和→水洗→镀光亮镍（有些要求高，也用多层Ni）→回收→水洗×3→镀 铬→回收→水洗×3→干燥
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2.2.1 电镀溶液
一种电镀溶液有固定的成分和含量要求，使之达到一定的化学平衡， 具有所要求的电化学性能，才能获得良好的镀层。通常镀液由如下成分 构成。 1. 主盐。沉积金属的盐类，有单盐，如硫酸铜、硫酸镍等；有络盐， 如锌酸钠、氰锌酸钠等。
⑧ 耐热镀层：例如Ni-W，Ni，Cr镀层，熔点高，耐高温。
⑨修复用镀层：一些造价较高的使用寿命。例如可 电镀Ni，Cr，Fe层进行修复。
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若按镀层与基体金属之间的电化学性质可分为：
阳极性镀层和阴极性镀层： 凡镀层相对于基体金属的电位为负时，镀层是阳极，称 阳极性镀层，如钢上的镀锌层。 而镀层相对于基体金属的电位为正时，镀层呈阴极，称 阴极性镀层，如钢上的镀镍层、镀锡层等。
锁具、灯饰、装饰五金件的基材大多为锌合金、钢铁件和铜件， 还有非铁金属，如ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料，但塑料 电镀前，必须经过特殊的活化和敏化处理。
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典型电镀工艺如下： （一）ABS/PC塑料电镀工艺流程 除油→ 亲水→预粗化（PC≥50%）→粗化→中和→整面→活化→解胶→化 学沉镍→镀焦铜→镀酸铜→镀半亮镍→镀高硫镍→镀亮镍→镀封→镀铬
电镀原理：在含有欲镀金属的盐类溶液中，以被镀基体金属为阴极， 通过电解作用，使镀液中欲镀金属的阳离子在基体金属表面沉积， 形成镀层.
目的：改善材料外观，提高材料的各种物理化学性能，赋予材料表 面特殊的耐蚀性、耐磨性、装饰性、焊接性及电、磁、光学性能等。
镀层厚度：一般为几微米到几十微米。
特点：电镀工艺设备较简单，操作条件易于控制，镀层材料广泛， 成本较低，因而在工业中广泛应用，是材料表面处理的重要方法。