影响电镀层质量的因素及生产中注意事项

影响电镀层质量的因素及生产中注意事项

摘要：介绍了影响电镀层质量的物理、化学及人为三大影响因素，物理因素主要为镀件材料、形状及表面状态等;化学因素主要为化工材料及配液用水等。论述了电镀工艺中挂具、阳极、设备及包装对镀房质量的影响，并针对这些质量影响因素在生产过程中应注意的事项进行了详细阐述。

关键词：镀层质量;影响因素;注意事项

引言

电镀过程中影响电镀层质量的因素较多且复杂，但总的可以归结为物理的、化学的和人为的三种影响因素，在生产过程中，对这三种影响因素加以控制和注意，就会获得满意的、稳定的镀层质量。

一、物理因素

影响电镀层质量的物理因素主要有受镀零件、挂具、装挂方式、阳极、设备、包装及贮存环境等。

1受镀零件

受镀零件基体材料、形状大小、表面质量对电镀层的影响非常大，这是不容忽视的。

1.1基体材料

在设计产品零件时，如该零件需要镀覆，设计者应充分考虑零件材料的镀覆性，当合金中非主成分的铜、铝及镁等金属总含量超过指标时，其表面就很难获得合格的镀覆层；另外，有些采用不符合标准或劣质原材料加工零部件，当加工零部件材料中的铅、锡或镉等金属杂质含量超过一定量时，也难以在零部件表面获得优质的镀覆层。

针对基体材料影响因素应注意以下几点：

1〉设计者在选择零部件材料时，除考虑材料在产品中的性能外，还应考虑表面处理对材料的选择性。

2〉应选择符合标准要求的材料加工零部件。

1.2形状

对于电镀来说，产品零件的几何形状是不确定的，是变动量最大的物理因素，也是决定电镀加工难易程度的重要因素。零件形状越复杂，电镀难度系数就越大,对于外形复杂的零件，在进行电镀加工时，突起的部位会因电流过大而烧焦，而低凹部位又因电流过小而镀层很薄或根本镀不上镀层，即便是简单的平板零件，如不采取保护措施，也会使平板四周镀层较厚，而中心部位镀层厚度较薄。

针对形状大小影响因素应注意以下几点：

1〉镀覆形状复杂的零件时，应尽可能选取分散能力好的镀液。

2〉根据零件形状选择合适的挂具及装挂方式，避免窝气、尖端放电或深孔无镀层等疵病的产生。

3〉零件盲孔较小、较深时，在电镀之前应采用特殊方法将盲孔内异物(屑、油污等)清洗干净；在电镀之初还应选择正常电流的1.5-2.0倍冲击镀，使盲孔内尽可能深的部位镀上镀层；电镀之后还应采用注射清洗法将盲孔内的镀液清除，防止镀液与零件基体反应，使零件遭受腐蚀或干涸在盲孔内影响盲孔尺寸。

1.3表面质量

除考虑零件基体材料、形状大小对镀覆性的影响外,零件的表面质量也是至关重要的。首先，零件的表面粗糖度对孔隙率、外观及耐蚀性等质量指标影响较大。零件的表面粗糙度越低，孔隙率越小，外观和耐蚀性也越好;反之，零件表面粗糙度越大,孔隙率越高、外观和耐蚀性越差。因此，除非零件表面粗糖度大对产品的使用性能有特别的作用之外，应该尽可能的降低零件表面粗糙度，至少应该低于镀覆后要求的表面粗糙度值。此外，电镀时氢更容易在粗糙表面上析出，表面粗糙度越大，析氢就越厉害,镀层就越不易沉积，电流效率和覆盖能力也随之降低。其次，诸如零件表面上的斑点、凹坑、划痕及毛刺等缺陷，在镀覆前如不采取特殊措施加以消除，这些缺陷在电镀时是无法消除的，将直接影响零件表面镀层外观质量。

针对表面质量影响因素应注意以下几点：

1〉如产品对耐蚀性有较高要求,应适当降低零件表面粗糙度。

2〉为达到零件最终表面粗糙度要求，镀覆前的零件表面粗糙度至少应低于图纸要求的一半。

3〉表面质量较差影响到电镀层质量时，应采取有效措施在电镀之前加以消除。

2阳极

电镀阳极的主要作用是导电和向镀液中补充金属阳离子。阳极面积的大小、阴阳极间距离、阳极悬挂方式会直接影响电镀时的导电性，阳极的表面积与纯度对维持镀液中金属阳离子浓度又尤为重要。

针对阳极影响因素应注意以下几点：

1〉阳极以使用钛篮为最佳装载方式，既可保证阳极面积不发生大的波动，又可使阳极利用率大大提高。

2〕对于光亮镀镍、镀锌等镀种，应在阳极上套阳极袋，这样可有效防止阳极泥渣进人镀液，避免镀层产生毛刺或堆积。

3〉选购阳极时，其表面质量和化学成分均应符合相应国家标准,保证阳极在生产过程中

正常溶解，并尽可能减少异金属杂质对镀液、镀层性能的不良影响。

4〉在配置阳极时最好将阳极配置在阴极两侧，镀硬铬时，还应根据零件形状配置象形阳极等辅助阳极及防护阴极。

5〉阳极悬挂时,应由中间向槽两边均匀分开，并且保持中间密度髙,两边密度小的原则，这样有利于电流的均勻分布；另外，阳极的上端应浸在液面以下并略低于阴极100 ~ 150m m，下端略高于阴极100 ~ 150 mm，这样可有效防止挂在上、下端的零件因电流过于集中而造成粗糙或烧焦。

3挂具

挂具按照电镀方式不同，可分为挂架、滚筒或篮筐三类。一般来说，对于简单的小零件可采用滚筒、篮筐(如标准件)，稍大的复杂零件可采用挂架，但对于那些形状特异，带有深孔的零件还应设计辅助阳极，以解决深孔处镀层问题。挂具设计与选择是否合理对电镀层质量影响非常大，工艺人员在编制工艺和设计挂具时一定要注意以下几点:

1〉设计挂具时，除考虑零件装卸方便、坚固耐用外，更重要的是要保证零件镀层的质量和生产效率。

2〉为提高电流效率,减少贵重金属的损失，除挂具与零件、与极杠接触部位、其余部位应涂绝缘胶。

3〉在不同镀种之间共用挂具时，应将挂具上原有镀层退除、残留镀液清洗干净后再进行电镀，避免镀液交叉污染，影响镀层质量。

4〉为保持良好的通电状态，多用张力挂钩，少用重力挂钩。

4装挂方式

有人认为装挂很简单，就是把零件简单的挂在挂钩上。殊不知，装挂也是讲究学问的，装挂时应根据零件形状、材质、设计要求等要素选择不同的装挂方式，以保证零件装挂稳妥、导电良好。

装挂应注意以下几点：

1〉零件存在盲孔、凹槽时,尽量将盲孔、凹槽斜向上悬挂，避免窝气。

2〉性能零件，尽量不要装夹零件的关键部位或有性能要求的表面。

3〉装饰零件，尽量不要装夹外露部位。

4〉质轻零件，装挂时应有防止零件漂离挂钩措施。

5〉易变性、磕碰零件，应逐一上挂、下挂，并相互间保持距离。

6〉带有尖端，尖脚部位突出零件，悬挂时应使突出部位远离阳极，并利用零件本身相互遮挡,防止电流尖端效应。

7〉对于需要在较高温度镀液下电镀的零件,装夹零件紧度要适中，防止零件因夹紧而变形。

5设备

电镀设备有很多，如镀槽、电镀电源、加热或降温系统、循环过滤系统、干燥除氢烘箱及阴极移动(旋转、滚动〉装置等。这些设备对电镀层质量影响非常大。电镀使用的电源在&18 4804-1995中明确规定，高强度钢电镀电源的波纹系数不大于107。’镀硬铬电源的波纹系数不大于57。，采用的电流表、电压表精度不得低于1.5级。除了必备的镀槽和电源，其它设备如干燥设备对镀锌零件来说，就像是保暖箱，温度过低，钝化膜层得不到老化，耐蚀性降低，0超过501，镀锌钝化膜层又会开裂，同样耐蚀性也会打折扣;循环过滤设备对光亮镀镍来说尤其重要，一旦没有或出现故障，光亮镀液内的机械杂质会随金属镍一同在零件表面上沉积，使镀层变得暗淡、粗糙、甚至出现颗粒;除氢烘箱对高强度钢或抗拉强度大于1050 乂?3的钢制零件电镀来说，又是必要的。

针对设备影响因素应注意以下几点：

1〉根据电镀工艺、镀层类别配备相应设备

2〉选择设备型号、精度等级时，按照国家标准或国家军用标准的最低要求选取即可，在兼顾零件表面质量的同时，可以有效降低成本;

3〕维护保养，设备在使用过程中要注意保养和维护，否则容易削弱它原有的作用或功能，成为形同虚设。

6包装