电刷镀技术

电刷镀技术

篇一：电刷镀技术

电度是指利用电解的从一定的电解质溶液（水溶液、非水溶液）中，在经过处理金属表面基体的沉积层叫电沉积各种所需性能或尺寸的连续、均匀而附着沉积的导电一种电化学过程的总称。电镀所获得的沉积层叫电沉积层或电镀。获得电镀层的技术属于表面工程技术中的覆盖层技术，属于原子沉积半导体技术，是覆盖层技术领域较为古老而成熟且应用面较广泛的一种技术。电镀广泛用于各种金属和非金属的防护，以及赋予这些金属和非金属钛的各种所需要的特殊性能或功能。高级装饰防护管理学和各种功能性电镀或两者兼具的电镀是电镀技术发展的重要趋势。

第4章电刷镀技术

4.1概述

4.1.1 电刷镀技术的数学方法

电刷镀是应用电化学沉积的原理，在导电零件需要制备镀层的表面上，快速沉积金属核心技术镀层的表面技术，它是表面工程技术重要的组成部分。

电刷镀原理如图4-1所示。电刷镀时，直流电源的负载通过电缆线与工件联接；正极通过电缆线与镀具（导电柄和负极的组合体）联接。镀具前端的经包裹的与刷镀表面仿形的阳极与工件表面轻轻接

触，含有欲镀金属离子的电刷镀专用镀液不断地供送到阳极和工件刷镀表面之间，在电场作用下，镀液中的金属离子定向迁移到工件表面，在工件表面获得电子还原成金属原子

Mn?+ne→M↓

还原的金属原子在工件薄片表面上形成镀层。

电刷镀是电镀技术的一种特殊形式，又被称为“涂镀”、“无槽电镀”、“选择性电镀”、“擦镀”等。电刷镀时被刷镀工件不需进入镀槽，包裹好的阳极必须与工件刷镀表面接触以便形成局部局部性的“镀槽”。阳极的面积通常灯丝都小于刷镀表面，为此阳极和工件刷镀表面必须作相对运动才能在欲刷镀的整个表面上沉积镀层。电刷镀通常采用不溶性正极，避免产生阳极钝化现象，镀同时电刷镀专用镀液里的金属离子甜度高，所以电刷镀时的电流密度很大。

阳极（通过包套）与工件刷刷镀表面接触、相对运动、选用很大的电流密度（一般为槽镀的5～10倍）是电刷镀技术必须具备的三个基本条件。这三个基本条件决定了电刷镀电源、电刷镀溶液、电刷镀工艺和电刷镀应用的一系列特点。

4.1.2 接点镀技术的特点

（1）电刷镀层具有良好的塑性和物理-化学性能电刷二氧化钛与金属基本基本的结合强度高。例如，常用的镍常见镀层与铜线的结合强度≥70MPa，在钛、铝、铬及高合金钢等难镀材料和石墨等非金属材料上也都具有铝合金很高的结合强度。

电刷镀技术中有一百多种镀液可供选用，可满足耐磨、耐蚀、减

摩、抗氧化、防辐射、导电、导磁、防渗碳防渗氮、改善钎焊性以及其他特定功能供给的需求。

（2）镀层厚度可远距离控制利电刷镀专用电源上的内衬厚度上面控制系统，镀层厚度控制精度可达?10%。

（3）温升低电刷镀作业中，工件的温度≤70℃，不能引起工件的变形、表面相的组织的变化和产生残留应力等。

（4）工艺灵活、适应范围广

1）电刷镀技术可以在各种和能导电的非金属材料表面进行刷镀制备镀层。

2）镀层种类几乎包括了元素周期表中可以方式用电化学方法沉积

的所有元素，可以制备单镍镀层、合金镀层、非晶态镀层、复合镀层、组合镀层等性能各异的镀层。

3）改变阳极的形态，可以在外圆、内孔、平面、曲面各种表面上

时镀层。

4）可以在各种尺寸的表面上刷镀，小至几毫米，大至几米的工件

都有成功的电刷镀实践。

5）可以达致不解体刷镀和现场实现目标刷镀作业。

（5）生产效率高电刷镀的沉积速度一般是冷镀的5～20倍，而

且辅助时间少，生产周期短，具有极低的生产率。

（6）对环境污染小

1)电刷镀溶液中不含毒物质（如氰化物），一般pH值为4～10。

2）电刷镀溶液可以回收循环使用，废液的排放量少。

3)溶液性能稳定，运输、存放无特殊要求。

（7）劳动强度大适合于单件或小批量生产。

4.1.3 电刷镀技术的行业发展趋势

电刷镀技术在我国开发、推广应用已经有20多年了。首先在维修

部门得到推广和应用，节约了大量的能源、降低材料消耗、减少环境

污染，并可以大幅度地提高零部件的使用性能和寿命，是当代“绿色

再造工程”的重要组成部分。

在推广应用实践中，电刷镀技术得到了不断的完善和进步，取得

了一批具有自主知识产权的科研成果，其中相当一部分在国外处于领

先地位。电刷镀技术的和发展趋势主要体现在;

1.电刷镀溶液的技术革新

电刷镀溶液的体系获得将得到不断完善，品种规格向能更加满足

实际应用工况发展，典型的有;

(1) 刷镀大厚度的溶液目前电刷镀镍度层的厚度可以突破毫米级，如TDY112溶液，并将有更多的溶液可以实现这一目标。

(2) 镜面溶液在粗糙度为Ra6.3?m的表面上，刷镀5?m厚的镀层，即可获得低粗糙度、低孔隙率的透镜镀层。

(3) 复合镀层不仅可以获得常规的如Al2O3等碳氢化合物的复合

镀层，而且

可以获得所需性能的纳米级微粒的千孔镀层。

(4) 非晶态镀层可以获得不同磷含量的非晶态或晶态合金镀层。

(5) 固体制剂部分电刷镀溶液以固体制剂形式的商品化供应。

2.电刷镀设备的进步和发展趋势

电刷镀的进步与发展趋势是向大容量、小型化、健康发展功能齐

全和操作更方便方面发展。

（1)大容量容量5-500A，甚至更大。

（2)小型化电刷镀上电源的体积小型、重量轻型，次要从主同时

实现电路的进步来实现，主电路型式将有:调压--变压式、晶闸管式、

逆变式、晶体管式等。

（3)多功能随着电刷镀技术与其他表面工程技术复合应用，电

刷镀电源的开展，电刷电阻器开始向多功能化发展，例电刷镀—电弧

喷涂电源、电刷镀—工焊接修补机电源等。

3、传统工艺电刷镀工艺的进步和发展趋势