金属镀层的特点及应用

金属镀层的特点及应用

镀锌

1.名称: 镀锌.

2.特点:

锌在干燥空气中,比较稳定,不易变色,在水中及潮湿大气中则与氧或二氧化碳作用生成氧化物或碱性碳酸锌薄膜, 可以防止锌继续氧化.起保护作用.

锌在酸及碱、硫化物中极易遭受腐蚀.

镀锌层一般都要经钝化处理, 在铬酸或在铬酸盐液中钝化后, 由于形成的钝化膜不易与潮湿空气作用, 防腐能力大大加强.

对弹簧零件,薄壁零件(壁厚＜0.5mm)和要求机械强度较高的钢铁零件,必须进行除氢,铜及铜合金零件可不除氢.

镀锌成本低、加工方便、效果良好.

锌的标准电位较负, 所以锌镀层对很多金属均为阳极性镀层.

3.应用:在大气条件和其他良好环境中使用的钢铁零件普遍使用镀锌.但不宜作摩擦零件的镀层.

镀镉

1.名称: 镀镉.

2.特点:在海洋性的大气或海水接触的零件及在70℃以上的热水中,镉镀层比较稳定,耐蚀

性强,润滑性好,在稀盐酸中溶解很慢,但在硝酸里却极易溶解, 不溶于碱,它的氧化物也不溶于水.

镉镀层比锌镀层质软, 镀层的氢脆性小, 附着力强,而且在一定电解条件下,所得到的镉镀层比锌镀层美观.

但镉在熔化时所产生的气体有毒, 可溶性镉盐也有毒.

在一般条件下,镉为钢铁为阴性镀层,在海洋性和高温大气中为阳极镀层.

3.应用:它主要用来保护零件免受海水或与海水相类似的盐溶液以及饱和海水蒸汽的大气腐蚀作用.

航空、航海及电子工业零件、弹簧、螺纹零件,很多都用镀镉.

可以抛光、磷化和作油漆底层,但不能作食具.

镀铬

1.名称: 镀铬.

2.特点:铬在潮湿的大气中、碱、硝酸、硫化物、碳酸盐的溶液中以及有机酸中非常稳定,易溶于盐酸及热浓的硫酸.

在直流电的作用下, 如铬层作为阳极则容易溶于苛性钠溶液.

铬层附着力强 ,硬度高 ,HV800-1000,耐磨性好,光反射性强,同时还有较高的耐热性,在480℃以下不变色,500℃以上开始氧化,700℃则硬度显着下降.

其缺点是硬、脆,容易脱落,当受交变的冲击负荷时更为明显.并具有多孔性.

金属铬在空气中容易钝化生成钝化膜,因而改变了铬的电位. 因此铬对铁就成了阴极镀层.

3.应用:在钢铁零件表面直接镀铬作防腐层是不理想的, 一般是经多层电镀(镀铜→镍→铬)才能达到防锈、装饰的目的.

目前广泛应用在为提高零件的耐磨性、修复尺寸、光反射以及装饰等方面.

松孔镀铬

1.名称: 松孔镀铬.

2.特点:松孔镀铬是耐磨镀铬的一种特殊形式,它与一般镀铬的明显区别, 即在镀铬层的表面上产生网状沟纹或点状孔隙.

目的是为了保存足够的润滑油, 以改善摩擦条件,减少两摩擦面的金属接触,提高耐磨性. 3.应用:广泛应用于内燃机的气缸、气缸套、活塞环、活塞销以及上述零件磨损后的修复等方面.

镀铜

1.名称: 镀铜.

2.特点:铜在空气中不太稳定,易于氧化,在加热过程中尤甚.

同时具有较高的正电位, 不能很好地防护其他金属不受腐蚀, 但铜具有较高的导电性,铜镀层紧密细致,与基体金属结合牢固,有良好的抛光性能等.

铜比铁的电位较高. 对铁来说是阴极性镀层.

3.应用:铜镀层很少用作防护性镀层.

一般是用来提高其他材料的导电性,作其他电镀的底层,防止渗碳的保护层,在轴瓦上用来减少摩擦或作装饰等.

镀镍

1.名称: 镀镍.

2.特点:镍在大气和碱液中化学稳定性好,不易变色,在温度600℃以上时,才被氧化.

在硫酸和盐酸溶液中溶解很慢,但易溶于稀硝酸.

在浓硝酸中易钝化,因而具有好的耐腐蚀性能.

镍镀层硬度高、易于抛光、有较高的光的反射性并可增加美观.

其缺点是具有多孔性, 为克服这一缺点,可采用多层金属镀层,而镍为中间层.

镍对铁为阴性镀层,对铜为阳极性镀层.

3.应用:通常为了防止腐蚀和增加美观用,所以一般用于保护一装饰性镀层上,铜制品上镀镍防腐较为理想.但由于镍比较贵重,多用铜锡合金代替镀镍.

镀锡

1.名称: 镀锡.

2.特点:锡具有较高的化学稳定性,在硫酸、硝酸、盐酸的稀溶液中几乎不溶解,在加热的条件下,锡缓慢地溶于浓酸中.

在浓、热的溶液中溶解并生成锡酸盐.

硫化物对锡不起作用.锡在有机酸中也很稳定,其化合物无毒.锡的焊接性很好.

在一般条件下,锡镀层对铁属于阴极性镀层,对铜则属于阳极性镀层.

3.应用:广泛用于食品工业的容器上和航空、航海及无线电器材的零件上. 还可以用来防止铜导线不受橡胶中硫的作用, 及作为非渗氮表面的保护层.

镀铅

1.名称: 镀铅.

2.特点:铅在硫酸、二氧化硫及其它硫化物和硫酸盐中不受腐蚀,但在高温(＞200℃)的浓硫酸中及浓盐酸中则发生强烈的腐蚀,在稀盐酸中反应缓慢,在有机酸—醋酸、乳酸、草酸中比较稳定.

3.应用:在化学工业中应用较多, 如加热器、结晶器、真空蒸发器等内壁镀铅.

镀铜锡合金

1.名称: 镀铜锡合金.

2.特点:电镀铜锡合金是在零件上镀铜锡合金后,不必镀锡,而直接镀铬.

对于钢制零件用低锡青铜(含锡5-15%),对于铜及铜合金零件用高锡青铜 (含锡约38%以上).

低锡青铜镀层防腐能力良好,其物理、力学性能和工艺性能比中锡(含锡15-25%)及高锡青铜镀层好.

3.应用:镍是一种比较稀少而贵重的金属, 目前在电镀工业上广泛采用电镀铜锡合金来代

替镀镍.

真空镀膜：

一种产生薄膜材料的技术。在真空室内材料的原子从加热源离析出来打到被镀物体的表面上。此项技术用于生产激光唱片（光盘）上的铝镀膜和由掩膜在印刷电路板上镀金属膜。

在真空中制备膜层，包括镀制晶态的金属、半导体、绝缘体等单质或化合物膜。虽然化学汽相沉积也采用减压、低压或等离子体等真空手段，但一般真空镀膜是指用物理的方法沉积薄膜。真空镀膜有三种形式，即蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。

蒸发镀膜通过加热蒸发某种物质使其沉积在固体表面，称为蒸发镀膜。这种方法最早由M.法拉第于1857年提出，现代已成为常用镀膜技术之一。蒸发镀膜设备结构如图1。

蒸发物质如金属、化合物等置于坩埚内或挂在热丝上作为蒸发源，待镀工件，如金属、陶瓷、塑料等基片置于坩埚前方。待系统抽至高真空后，加热坩埚使其中的物质蒸发。蒸发物质的原子或分子以冷凝方式沉积在基片表面。薄膜厚度可由数百埃至数微米。膜厚决定于蒸发源的蒸发速率和时间（或决定于装料量），并与源和基片的距离有关。对于大面积镀膜，常采用旋转基片或多蒸发源的方式以保证膜层厚度的均匀性。从蒸发源到基片的距离应小于蒸气分子在残余气体中的平均自由程，以免蒸气分子与残气分子碰撞引起化学作用。蒸气分子平均动能约为0.1～0.2电子伏。

蒸发源有三种类型。①电阻加热源：用难熔金属如钨、钽制成舟箔或丝状,通以电流,加热在它上方的或置于坩埚中的蒸发物质（图1[蒸发镀膜设备示意图]

）电阻加热源主要用于蒸发Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni等材料。②高频感应加热源：用高频感应电流加热坩埚和蒸发物质。③电子束加热源：适用于蒸发温度较高（不低于2000[618-1]）的材料，即用电子束轰击材料使其蒸发。

蒸发镀膜与其他真空镀膜方法相比，具有较高的沉积速率，可镀制单质和不易热分解的化合物膜。