造型材料教案第七章表面处理之电镀

材料表面装饰技术定义：材料表面技术是通过物理、化学或机械的方法，使材料

及其制品的表面获得所要求的化学成分和组织结构

从而改善和提高材料表面性能的应用科学。

作用：（1）提高金属材料的耐蚀性

（2）抗高温氧化性能

（3）耐磨、减摩、润滑及抗疲劳等性能

（4）赋予制品表面各种色彩、图案，以改善外观

（5）可修复磨损或腐蚀损坏的零件或加工超差的制品。

材料表面装饰技术主要方法：

电镀、化学镀、涂装、化学转化膜和铝合金的阳极氧化等

电镀

定义：电镀是利用电化学中阴极沉积原理在制品表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。

作用：（1）电镀可改善制品的外观

（2）提高材料的力学性能

（3）提高耐蚀、性、耐磨性

（4）获得某些特殊功能。

分类：按镀层的作用不同，可分为

（1）装饰性电镀

（2）防护性电镀

（3）功能性电镀

（4）刷镀

1·装饰性电镀

装饰性镀层是以外观装饰为主要目的而又具有一定防护性能的镀层，按镀层成分不同，可分为铜镀层、镍镀层和组合镀层等

实例：自行车、摩托车、轿车等的制造中广泛应用镍、铬依次镀覆的组合镀层

2·防护性电镀

防护性镀层是以防护性能为主要目的而又具有一定装饰性的镀层

如锌镀层、铜层等。

3·功能性电镀

用于获得以实现某种特定性能为主要目的而又具有一定装饰性的电镀层

实例：耐磨镀层、润滑镀层、电气特性镀层和光学特性镀层等。

(1)耐磨镀层:

镀硬铬层

化学镀镍层

镍基复合镀层

镀层性能：硬度较高，具有优良的耐磨性。

实例：活塞杆、活塞环、气缸和曲轴等零件

(2)润滑镀层:

具有低的摩擦因数，良好的保油性和磨合性。

实例：松孔镀硬铬层的保油性好

气缸、活塞环、轴承和各类轴瓦等零部件

(3)电气特性镀层和光学特性镀层:

实例：1）铜、银、金等镀层具有优良的导电性，用于印制电路板、接线板等;

2）钴磷、镍钴等镀层具有良好的磁性，用于磁盘、磁带、磁头等;

3）金、银、镍铬等镀层具有良好的光反射性，用于反射镜、反射板等。

4·刷镀

定义：用一个同阳极连接并能提供电镀需要的电解液的电极或刷，在作为阴极的制件上移动进行选择电镀的方法

(1)刷镀的工艺过程:

镀笔端部为不溶性石墨或铅，用柔软易吸湿的毛绒包裹。直流电源的正极通过导线与镀笔相连，负极通过导线与工件相连。用阳极包套蘸取电解液或用输液泵把电解液输送到阳极包套上，并在工件表面作相对运动进行镀覆。刷镀铜的镀液成分为硫酸铜和有机胺络合剂等，刷镀镍的镀液成分为无机镍盐和有机镍盐等。（图示讲解）

1、7一工件2一镀层3、8一镀液4、9一包套 5、10一阳极6、11一镀笔 12一集液盘

(2)刷镀的应用

刷镀：（1）应用于碳钢、铝合金、不锈钢、高熔点合金等零件的局部修复

（2）大型工件和难拆卸设备的现场维修，

（3）耐磨、耐蚀等特殊性能要求的零件。

电镀的实施方式

最常见：

挂镀

滚镀

刷镀

高速连续电镀等

挂镀主要适用于外形尺寸较大的零件

滚镀主要适用于尺寸较小、批量较大的零件

刷镀一般用于局部修复而连续电镀则用于线材、带材、板材的大批量生产。随着技术的不断进步，可编程序控制器、工控机、变频调速器等一系列电控器件在电镀生产中也得到了广泛应用，电镀生产已由手工操作经机械化、半自动化向全自动化方面发展。

1．挂镀

挂镀是电镀生产中最常用的方法

2．连续电镀

应用：薄板、金属丝和带的电镀

镀锡钢板、镀锌薄板和钢带、电子元器件引线、镀锌铁丝等的生产都采用了连续电镀技术。

3．滚镀

欲镀零件置于多角形的滚筒中，依靠零件自身的重量来接通阴极，在滚筒转动的过程中实现金属电沉积的。

优点：节省劳动力，提高生产效率，设备维修费用少且占地面积小，镀件镀层的均匀性好。缺点：滚镀的使用范围受到限制，镀件不宜太大和太轻;单件电流密度小，电流效率低，槽电压高，槽液温升快，镀液带出量大。

常用设备：镀槽、滚桶、电源等。滚桶大多为六角形，也有圆形、八角形等。

常用金属电镀

电镀的工艺过程：包括镀前处理、电镀、镀后处理三大步。

镀前处理：抛光或打磨

脱脂

除锈

活化等多道工序。

镀前处理质量直接影响到镀层与基体间的结合力和镀层的完整性。

镀后处理：钝化和浸膜。

钝化：在新镀出的镀层表面人为地形成一层致密的氧化物膜，使镀层金属与空气

隔绝，以提高镀层的防护性和装饰性。

浸膜：在镀后的零件表面浸涂一层有机或无机高分子膜，以提高镀层的防护性和装饰性。

镀锌

硫酸盐镀液一般只用于线材、带材等的连续电镀。

锌酸盐镀液的电流效率较低，不适合于铸铁件、粉末冶金件的电镀。

氰化物镀液既可用于滚镀，也可用于挂镀

锌酸盐镀液以挂镀居多

氯化物镀液则主要用于滚镀。

钝化处理：

为了进一步提高镀锌层的防护能力，同时使其外观更具装饰性，通常要在其

表面人为地形成一层致密的氧化膜。

钝化处理的溶液以六价铬为主要成分，辅之以其它的无机酸或其盐。

改变钝化溶液的辅助成分及其浓度，可以得到白色或蓝白色、彩色、黑色、绿色等色调的钝化膜。

镀铜