常用表面防护处理简介

常用表面防护处理简介

一、表面防护的意义

近年来，金属表面处理技术获得了迅速发展，已广泛应用于众多领域。随着金属加工业、铁路制造业、汽车行业的飞速发展，对生产各种金属制品及铁路、汽车零部件产品的质量有了更高要求，通过长期的实践证明，一些简单、简易的处理方式，已经不能满足使用环境的基本要求。只有采用标准的处理生产工艺，才能使生产的产品满足质量要求。因此，选用低成本、低能耗、高品质的金属处理工艺，是企业保证防护质量和产品质量稳定与否的重要因素。

　二、常用表面防护处理方法介绍及各自特点

2.1电镀

镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。依各种电镀需求还有不同的作用。举例如下：1.镀铜：打底用，增进电镀层附着能力，及抗蚀能力。2.镀镍：打底用或做外观，增进抗蚀能力及耐磨能力，(其中化学镍为现代工艺中耐磨能力超过镀铬)。3.镀金：改善导电接触阻抗，增进信号传输。4.镀钯镍：改善导电接触阻抗，增进信号传输，耐磨性高于金。

5.镀锡铅：增进焊接能力，快被其他替物取代(因含铅现大部分改为镀亮锡及雾锡)。

2.1.1镀铬

铬是一种微带天蓝色的银白色金属。它有很强的钝化性能，大气中很快钝化，显示出具有贵金属的性质，所以铁零件镀铬层是阴极镀层。铬层在大气中很稳定，能长期保持其光泽，在碱、硝酸、硫化物、碳酸盐以及有机酸等腐蚀介质中非常稳定，但可溶于盐酸等氢卤酸和热的浓硫酸中。

铬层硬度高，耐磨性好，反光能力强，有较好的耐热性。在500OC 以下光泽和硬度均无明显变化；温度大于500OC开始氧化变色；大于

700OC才开始变软。

　由于镀铬层的优良性能，广泛用作防护一装饰镀层体系的外表层和机能镀层。

2.1.2镀铜

镀铜层呈粉红色，质柔软，具有良好的延展性、导电性和导热性，易于抛光，经过适当的化学处理可得古铜色、铜绿色、黑色和本色等装饰色彩。镀铜易在空气中失去光泽，与二氧化碳或氯化物作用，表面生成一层碱式碳酸铜或氯化铜膜层，受到硫化物的作用会生成棕色或黑色硫化铜，因此，作为装饰性的镀铜层需在表面涂覆有机覆盖层。

2.1.3镀镉

镉是银白色有光泽的软质金属，其硬度比锡硬，比锌软，可塑性好，易于锻造和辗压。镉的化学性质与锌相似，但不溶解于碱液中，溶于硝酸和硝酸铵中，在稀硫酸和稀盐酸中溶解很慢。镉的蒸气和可溶性镉盐都有毒，必须严格防止镉的污染。因为镉污染后的危害很大，价格昂贵，所以通常采用镀锌层或合金镀层来取代镀镉层。目前国内生产中应用较多的镀镉溶液类型有：氨羧络合物镀镉、酸性硫酸盐镀镉和氰化物镀镉。此外还有焦磷酸盐镀镉、碱性三乙醇胺镀镉和HEDP镀镉等。

2.1.4镀锡

锡是一种银白色的金属，无毒，具有良好的焊接和延展性等，广泛应用电子、食品、汽车等工业。电镀锡溶液主要有碱性和酸性两大类，酸性体系中又分硫酸盐、甲基磺酸体系及氟硼酸体系镀锡等。实际生产中应用较多的是硫酸盐、甲基磺酸体系的酸性光亮镀锡工艺。下面介绍生产线上采用的硫酸盐镀锡。

镀锡具有下列特点和用途：（1）化学稳定性高，在空气中耐氧化，不易变色。（2）一般条件下，镀锡层对钢铁来说是阴极性镀层，因此只有在镀层无孔隙时才能有效的保护钢铁基体；但在密闭条件下的有机酸介质中（例如罐头内部），锡是阳极性镀层，即使有孔隙仍具有电化学保护作用，而且溶解的锡对人体无害，故常作食品容器的保护层。（3）锡导电性好，易钎焊，所以常用以电子元器件引线、印刷电路板及低压器件的电镀。

2.1.5镀锌

锌易溶于酸，也能溶于碱，故称它为两性金属。锌在干燥的空气中几乎不发生变化。在潮湿的空气中，锌表面会生成碱式碳酸锌膜。在含二氧化硫、硫化氢以及海洋性气氛中，锌的耐蚀性较差，尤其在

高温高湿含有机酸的气氛里，锌镀层极易被腐蚀。

锌的标准电极电位为-0.76V，对钢铁基体来说，锌镀层属于阳极性镀层，它主要用于防止钢铁的腐蚀，其防护性能的优劣与镀层厚度关系甚大。

锌镀层经钝化处理、染色或涂覆护光剂后，能显著提高其防护性和装饰性。近年来，随着镀锌工艺的发展，高性能镀锌光亮剂的采用，镀锌已从单纯的防护目的进入防护-装饰性应用。

镀锌溶液有氰化物镀液和无氰镀液两类。氰化物镀液中分微氰、低氰、中氰、和高氰几类。无氰镀液有碱性锌酸盐镀液、铵盐镀液、硫酸盐镀液及无氨氯化物镀液等。氰化镀锌溶液均镀能力好，得到的镀层光滑细致，在生产中被长期采用。但由于氰化物剧毒，对环境污染严重，近年来已趋向于采用低氰、微氰、无氰镀锌溶液。

2.1.6其他

电镀单金属方面还有镀铅、镀铁、镀银、镀金等。电镀合金方面有：电镀铜基合金，电镀锌基合金，电镀镉基、铟基合金，电镀铅基、锡基合金，电镀镍基、钴基合金、电镀钯镍合金等。复合电镀方面有：镍基复合电镀，锌基复合电镀，银基复合电镀，金刚石镶嵌复合电镀。

2.2电泳

电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷的涂料

离子移动到阴极,并与阴极表面所产生的碱性作用形成不溶解物，沉

积于工件表面。它包括四个过程： 1.电解（分解）在阴极反应最初为电解反应，生成氢气及氢氧根离子OH-，此反应造成阴极面形成一高碱性边界层，当阳离子与氢氧根作用成为不溶于

水的物质，涂膜沉积，方程式为：H2O→OH+H

2.电泳动（泳动、迁移）

阳离子树脂及H+在电场作用下，向阴极移动，而阴离子向阳极移动过程。

3.电沉积（析出）

在被涂工件表面，阳离子树脂与阴极表面碱性作用，中和而析出不

沉积物，沉积于被涂工件上。

4.电渗（脱水）

涂料固体与工件表面上的涂膜为半透明性的，具有多数毛细孔，水

被从阴极涂膜中排渗出来，在电场作用下，引起涂膜脱水，而涂膜则

吸附于工件表面，而完成整个电泳过程。

电泳表面处理工艺的特点：