电镀基础培训资料

1、电镀原理及基础
2.1、电镀原理
借助外界直流电的作用，在溶液中進行电解反应，使导电体的表面沉
积一金属或合金层的方法，称为电镀。
☆ 图例：
阴极主要反应 :
Cu2+ + 2e- → Cu
阳极主要反应 :
Cu →Cu2+ + 2e-
阴极副反应 :
2H3O+ + 2e- →H2 + 2H2O
阳极副反应 :
活化等。 电镀:在工件表面得到所需镀层。整个流程的核心程序。 后处理：电镀后对镀层进行各种处理以增强镀层的各种性能。如耐腐蚀性、 抗变色能力、可焊性等。 后处理的方式有：钝化、中和、着色、防变色、封孔等
2、电镀原理及基础
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1、 2、
行业简介 电镀原理及基础
3、 连续电镀设备分析
4、 5、 特殊结构解析 电控系统
工务部 2009年2月2日
目录
目录
1、 2、 3、 4、 5、 电镀简介。。。 。。。。。。。。。。4 电镀原理及基础。。。。。。。。。。 8 连续电镀设备分析。。。。。。。。。16 特殊结构解析。。。。。。。。。。。20 电控系统。。。。。。。。。。。。。40
1、行业简介
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1、 电镀简介
2、 3、 4、 5、 电镀原理及基础 连续电镀设备分析 特殊结构解析 电控系统
功 能 性 镀 层
导电性镀层 磁性镀层 热处理用镀层 修复性镀层 可焊性镀层 其他 简单镀层
镀 层 结 构
单一金属镀层(Zn`Cr) 几层相同或不同金属叠加而成的镀层 (暗Ni-半光Ni-光Ni Ni-Au Ni-Cu) 固体微粒均匀地分散在金属中而形成的镀层 (Ni-SiC Cu-Al3O2)
组合镀层 复合镀层
未来电镀的发展方向:合金和复合镀层等功能性电镀的研究,更加节能 的电镀工艺,低污染化,以及新型电镀的研究,以适应科技和生产的需
要,拓展行业的生存空间 总之,电镀工业在全世界已经发展了160多年，是一门既成熟又年轻的 科学，我们电镀及科技工作者仍大有可为！
1、行业简介
1.2、电镀分类：
挂 常规电镀 电 镀 方 式 滚 镀 镀
电镀及设备培训资料
工务部
前言
前言
本资料主要从电镀基本原理和设备构造着手，通过对电镀 原理和设备构造的简单讲解，使大家对电镀相关知识有初步的 了解。对设备结构及流程进行说明，同时将各部品的结构、及 工作原理进行讲解，并指出可能影响产品质量的重要结构及动 作部分。为现场生产中更好地理解并控制重要品质项目提供帮 助。 由于时间紧迫及水平有限，资料中的内容可能有错漏之处， 欢迎大家指正。同时欢迎大家以各自所在的领域为出发点，对 本资料提出改善建议。
连续电镀 电刷镀 脉冲电镀 电 铸 滚 镀 连续电镀 滚桶 挂具
自动挂镀线
2、电镀原理及基础
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1、
电镀简介
2、 电镀原理及基础
3、 4、 5、 连续电镀设备及流程分析 特殊结构解析 电控系统
2、电镀原理及基础
2、
2.1 2.2 2.3 2.4
电镀原理及基础
电镀原理 法拉第定律 镀层分析 电镀流程分析
1、行业简介
1、
1.1 1.2
电镀简介
电镀的现状和发展趋势 电镀分类
1、行业简介
1.1、电镀的现状和发展趋势：
电镀隶属于表面处理技术领域，在金属精饰中按吨位计占加工的首位。 电镀的发展分三个时期：第一个时期是为了改善光泽或耐蚀性。第二 个时期是因为劳力不足而迈向省力化、自动化。第三个时期为减轻公 害时期，以拓展自身的生存空间 我国近代电镀行业发展较快，从业人员增多。但现有的电镀技术、设 备及相关技术多是从欧洲、台湾引进；自主研发能力较弱。
1、行业简介
☆ 各种槽体结构图：
1、行业简介
3.2、槽体结构：
视窗
溢流 排水
储槽： 储存药水，搅拌、加热、过滤、弱电 解等一般在储槽内进行。容积根据交 换速度，以及使用的时间，子槽容积 等因素来决定，一般Ni、Sn储槽容积 250-400L，Au、Pd在150L左右，水洗 80-120L。
1、行业简介
4
5 7 8
铜
铜 锡 锡
Cu
1
8.93
63.54
63.54
0.658
2.372
1、电镀原理及基础
2.3、镀层的分类：
防护-装饰性镀层 使 用 目 的 耐磨和减磨性镀层 抗高温氧化镀层 保护基体金属,赋予美丽外观.
提高制品表面硬度,增加其抗磨能力(Sn-Pb)
防止制品在高温下被氧化腐蚀(Pt-rh) 提高表面导电性能(Au-Co) 磁环`磁盘`磁膜(Ni-Fe`Co-Ni) 保护制品在热处理时不改变性能(Cu`Sn) 修复损坏部位(Fe`Cu`Cr) 改善焊接性能(Sn) 改善光学性能镀层等(Cr,黑铬)
Ti:银白色金属，密度4.5g/cm3 .其力学性能与化学性能与不锈钢接近。塑性 好，可焊接，可切削加工，耐腐蚀性好，抗氧化性优于不锈钢。主要用于350 度以下，受力不大，要求高塑性，耐腐蚀性场合。其抗拉强度为420MPA，冲 击强度为80-100J/cm2 ,弹性模量为105GPA。主要用于治具制作、泵浦轴心、 加热器等。材料常见，价格贵。
☆ 第二定律：
电极上每析出(或溶解)1mol的任何物质所需的电量为n*96500C或n*26.8A· h 1电量为96500C,它是一个常数，一般称为法拉第常数
1、电镀原理及基础
☆ 举例：
已知镀镍液电流效率ηk为95%，DK为15A/d㎡，电镀1分钟后所得镀层厚度是多少? 解：查得镍的K为1.095,ρ为8.9 根据公式d=(K×Dk×t×ηk×100)/(60×ρ) =(1.095×15×1×0.95×100)/(60×8.9) =2.922(um)
6H2O →O2 + 4H3O+ + 4e-
1、电镀原理及基础
2.2、法拉第定理
法拉第定律是描述电极上通过的电量与电极反应物重量之间的关系,又称为电解定律. 电解定律是自然界中最严格的定律之一.它不受温度、压力、电解质溶液浓度、溶剂 的性质、电解质材料和形状等因素的影响。
☆ 第一定律：
电解时,电极上析出(或溶解)物质的质量与电解液中所通过的电量成正比. m=KIt=KQ m-析出物质量(g) K-比例常数(电化当量)(g/A· h) I-电流强度(A) t-通电时间(h) Q-通过电量(A· h) ■镀层厚度d的计算公式(d：um ) d=(K×Dk×t×ηk×100)/(60×ρ) ■电镀时间t计算公式（t：min） t=(60×ρ×d)/(K×Dk×ηk×100) ρ-电镀层金属密度(g/cm3) DK -阴极电流密度(A/dm2) ηk-阴极电流效率(％)
1、电镀原理及基础
☆ 对镀层的主要要求：
1、镀层与基体的结合必须牢固,附着力好 2、镀层完整,结晶细致紧密,孔隙率小 3、具有良好的物理、化学及机械性能
4、具有符合标准规定的镀层厚度,且镀层分布要均匀
☆ 影响电镀质量的因素：
电流密度 电 源 电流波形 电 因 素 成 极 分 度 电流密度影响镀层的结晶效果 电流波形对镀层的结晶组织、光亮、镀液的分散能力和 覆盖能力等都有影响.现在多使用脉冲电流 电极的形状、尺寸、位置影响镀层的分布效果 添加剂、导电盐、金属离子浓度等直接影响镀层的好坏 适当的温度可以提高溶液的导电性，促进阳极溶解， 提高阴极电流效率，减少针孔，降低镀层内应力等
溶 液
温
搅
基 件
拌
加速溶液对流，降低阴极的浓差极化作用 清洁、平整的基件表面镀层效果越好 影响电流分布，位置定位等
表面状态 形 状
1、电镀原理及基础
2.4、电镀流程分析：
上料 脱脂 酸洗活化 前处理 下料 预镀 电 干燥 电镀 镀 封孔 后处理 钝化 水洗
ห้องสมุดไป่ตู้
前处理:电镀前的所有工序统称为前处理,目的是修整工件表面,去除工件表面 的油脂,锈皮,氧化膜等,为后面镀层沉积提供所需的电镀表面.前处理主要影 响到外观结合力,据统计,60%的电镀不良品由于前处理不良所造成. 前处理的方式有:喷砂、磨光、抛光、热浸脱脂、超音波脱脂、电脱脂、酸洗
☆ 常用数据：
序号 1 3 4 5 6 8 金属 铜 锡 金 银 钯 镍 密度g/cm2 8.96 7.3 19.3 10.9 12.0 8.9 熔点℃ 1083 232 1062.7 960 1555 1452 沸点℃ 2595 2270 2949 2000 3980 2900 比热容20℃J/g℃ 0.3843 0.2261 0.1290 0.2336 0.2458 0.4689 线膨胀系数20℃×10-6/℃ 16.42 23 14.4 18.9 11.6 13.7 电化学当量 序号 1 2 3 金属 金 金 银 符号 Au Au Ag 原子价 1 3 1 比重 19.3 19.3 10.5 原子量 197.2 65.7 107.88 当量 mg/库仑 197.2 65.7 107.88 2.0436 0.681 1.118 克/安培小时 7.357 2.452 4.025 1 2 3 Cu Sn Sn 2 2 4 8.93 7.33 7.33 63.54 118.70 118.70 63.54 118.70 118.70 0.329 0.615 0.307 1.186 2.214 1.107 4 5 镍镀层 钯镀层 0.73 1.20 0.073 0.120 铜镀层 金镀层 镍镀层 mg/cm2 0.89 1.94 0.89 g/dm2 0.089 0.194 0.089 序号 热传导20℃时W/cm℃ 3.8644 0.6573 2.9609 4.0779 0.6741 0.5862 金属镀层名称 电阻系数μΩ/cm 1.63 11.3 2.21 1.58 10.8 20 金属镀层重量
☆ 附图：
黄铜
Ti
PP、PVC 不锈钢
1、行业简介
3.2、槽体结构：
子槽 上槽
子槽堰口
1、行业简介
☆ 流量计算：
堰口流量计算： Q=CbH3/2(m3/min) C=107.1+0.177/H+14.2H/D+2.04(B/D) 1/2 -25.7[(B-b)H/DB]1/2
进水
子母槽容积比：1：5-6倍
1、行业简介
3.1、用材分析：
PVC:化学名聚氯乙烯。密度1.1-1.3g/cm3。PVC中类很多，分软质、半硬质和 硬质PVC。离开火源会自动熄灭，燃烧时火焰黄色，绿边,黄绿白烟，有氯气 味。多用于槽体制作、管道以及一些治具制作。材料常见，价格便宜。 POM:化学名聚甲醛。密度1.41-1.43g/cm3。俗名赛钢 。较脆，易折断，可以 燃烧，离开火源可自燃，火焰呈清晰之蓝色，无烟，有熔液下滴，气味有毒 特别刺鼻，会令人流泪。具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性，耐高温。 适合做齿轮、轴承及管道零件等，材料常见，价格中等。
2、电镀原理及基础
3、
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
连续电镀设备分析
用材分析 槽体结构 管路循环系统 机台骨架结构 其他配件
1、行业简介
3.1、用材分析：
不锈钢:密度7.9g/cm3.常用的有JIS标准SUS 304 316等 GB的1Cr18Ni9Ti钢 由于钢中含有Ti,能促使碳化物稳定而具有较高的抗晶间腐蚀性.对硝酸、醋 酸、磷酸、盐及碱的溶液、有机酸、水蒸气及湿空气的耐腐蚀性高。对浓硫 酸、盐酸、氢氟酸、氯气等耐腐蚀性差。在电镀设备中。主要用于骨架结构、 高温槽体、脱脂阳极、及治具零件上都有使用。材料常见，价格便宜。 铜:紫铜密度8.9g/cm3.常用的铜材有紫铜和黄铜也有特殊结构用磷青铜。铜 具有良好的导电性能和导热性能。电镀设备中。主要用于制作导电柱、汇流 铜排。还有个别用来制作导热管或冷却管的。材料常见，价格贵。
3.3、管路循环系统：
进水管路
回流管路
泵浦管路
管路是流体流动的通道，铺设时应 避免过多的弯道，以防造成过大的 管损。距离较远时应在一定位置做 支撑补强。回流管路的大小一般为 进水管径的4-6倍。管道材质一般 采用PVC及PP管。
排水管路
1、行业简介
3.4、机台骨架结构：
骨架为整个机械的最大 承力部分，骨架多采用 耐腐蚀的SUS304材质型 钢，如50*50*2方管， 角材。考虑长久使用及 成本控制，多在骨架外 喷双层防腐漆。骨架结 构多为焊接结构，有些 为方便拆装采用螺丝连 接。制作骨架时应考虑 其受力位置，操作位置， 维修空间，各个功能区 的定位
PP:化学名聚丙烯。又名百折胶。密度0.91g/cm3.是最轻的塑料之一。物料稍 软，不易折断，比重轻，可浮于水面。极易燃烧，离开火源可自熄，火焰蓝 色，黄顶，少许白烟，会发涨有熔液下滴，石油味，似煤。PP产品质量轻、 韧性好、耐化学性好，缺点是尺寸精度低、刚性差。多用于槽体制作、管道 以及一些治具制作。材料常见，价格便宜。