電鍍是包材表面處理的“美容師”，它能使基材上獲得功能性、裝飾性和防護(hù)性良好的金屬膜層，其產(chǎn)品無(wú)處不在，無(wú)論是在什么領(lǐng)域都可找到電鍍技術(shù)的閃光點(diǎn)，且鍍層測(cè)試能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)清楚反饋電鍍的效果。

電鍍

1、概念

電鍍就是通過(guò)電沉積的方式在工件表面鍍一層或多層金屬鍍層，給予工件美麗的外觀或特定的功能要求。電鍍時(shí)，鍍層金屬或其他不溶性材料做陽(yáng)極，待鍍的金屬制品做陰極，鍍層金屬的陽(yáng)離子在金屬表面被還原形成鍍層。為排除其它陽(yáng)離子的干擾，且使鍍層均勻、牢固，需用含鍍層金屬陽(yáng)離子的溶液做電鍍液，以保持鍍層金屬陽(yáng)離子的濃度不變。電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層，改變基材表面性質(zhì)或尺寸。電鍍能增強(qiáng)金屬的抗腐蝕性(鍍層金屬多采用耐腐蝕的金屬)、增加硬度、防止磨耗、提高導(dǎo)電性、潤(rùn)滑性、耐熱性、和表面美觀。

2、原理

在盛有電鍍液的鍍槽中，經(jīng)過(guò)清理和特殊預(yù)處理的待鍍件作為陰極，用鍍覆金屬制成陽(yáng)極，兩極分別與直流電源的負(fù)極和正極聯(lián)接。電鍍液由含有鍍覆金屬的化合物、導(dǎo)電的鹽類、緩沖劑、pH調(diào)節(jié)劑和添加劑等的水溶液組成。通電后，電鍍液中的金屬離子，在電位差的作用下移動(dòng)到陰極上形成鍍層。陽(yáng)極的金屬形成金屬離子進(jìn)入電鍍液，以保持被鍍覆的金屬離子的濃度。在有些情況下，如鍍鉻，是采用鉛、鉛銻合金制成的不溶性陽(yáng)極，它只起傳遞電子、導(dǎo)通電流的作用。電解液中的鉻離子濃度，需依靠定期地向鍍液中加入鉻化合物來(lái)維持。電鍍時(shí)，陽(yáng)極材料的質(zhì)量、電鍍液的成分、溫度、電流密度、通電時(shí)間、攪拌強(qiáng)度、析出的雜質(zhì)、電源波形等都會(huì)影響鍍層的質(zhì)量，需要適時(shí)進(jìn)行控制。

3、目的

為了得到具有某種特性的金屬層，如：硬度、光亮度、耐腐性及在電鑄方面復(fù)制同樣的形狀.

4、電鍍液

溶液中在陽(yáng)極與陰極間金屬離子移動(dòng)的導(dǎo)電介質(zhì)

如何維護(hù)電鍍液？

持續(xù)的化學(xué)分析、赫氏槽電鍍測(cè)試、添加化學(xué)品、去除污染物、定期凈化、缺陷/次品的常規(guī)檢查、物理測(cè)試

5、ph值

用來(lái)度量酸堿度的；pH值的范圍處于0-14之間；小于7的為酸性，大于7且小于等于14的為堿性，7.0為中性。

基礎(chǔ)電化學(xué)

1、電鍍槽

2、陰極反應(yīng)

離子還原反應(yīng)

從外部電路中吸收電子

典型的反應(yīng):

Ni++  + 2e-→Ni (金屬)

2H+  +  2e-→H2

4H2O + 4e- →2H2 + 4(OH)-

3、陽(yáng)極反應(yīng)

金屬氧化成陽(yáng)離子

將電子釋放至外部電路

典型的反應(yīng):

Ni →Ni++ +  2e-

4OH- →O2  +  2H2O +  4e-

2H2O →O2 + 4H+ + 4e-

清洗

1、清洗的目的

保障后續(xù)的鍍層的結(jié)合力；

得到高品質(zhì)的完美鍍層；

鍍層具有期望的各種特性

2、不正確清洗的影響

與基體(素材)金屬間差的結(jié)合力、鍍層的起皮、漏鍍、微觀粗糙、起泡、差的耐腐性、污染鍍液

3、預(yù)清洗的選擇

機(jī)械清洗

干法噴砂/丸

溶劑清洗

脫脂、乳化、固液相分離

堿洗

噴射、浸泡、電解、超聲波

酸洗

浸泡、電解

4、清洗劑如何工作

1）分散

分散是一種方法，固體的微粒通過(guò)表面活化劑和清洗劑中其它組分的作用分散成小的微粒。這個(gè)原則對(duì)拋光時(shí)留下的殘余物的清洗是有效的。

2）皂化

皂化是將脂肪酸/脂肪油或其它可反應(yīng)的污物轉(zhuǎn)化成水溶性的混合物(肥皂)。提高溫度、濃度和pH值都會(huì)促進(jìn)反應(yīng)的速度和反應(yīng)的完成。

3）乳化

4）清洗的種類

溶劑脫脂

適合的溶劑和表面活性劑的混合；在蒸汽除油時(shí)使用；由于健康和環(huán)境方面的考慮盡量少使用。

堿洗

主體：氫氧化鈉 （或氫氧化鉀 ）   硅酸鹽  碳酸鹽  濃縮磷酸鹽

添加劑：螯合物可以消除硬水和金屬離子的影響.

表面活性劑：置換和分散污物，降低金屬表面上清洗劑的表面張力,讓金屬表面被清洗液完全覆蓋

電解除油

陰極釋放出氫氣，氫氣量是陽(yáng)極釋放的氧氣量的兩倍、活化表面、某些氧化膜被還原、缺點(diǎn)是金屬離子會(huì)以疏松的污物形式沉積在工件表面

陽(yáng)極電解除油

陽(yáng)極釋放出氧氣，這種形式的清洗能除去污垢、金屬污染物不會(huì)沉積在工件表面、產(chǎn)生氧化膜、鈍化表面

超聲波除油

超聲波發(fā)生器被用來(lái)產(chǎn)生聲波，它在溶液中會(huì)被轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，超聲波可選擇性地壓縮和膨脹液體，使之產(chǎn)生幾種同步效應(yīng)，由于高頻率導(dǎo)致的氣穴現(xiàn)象導(dǎo)致污物被物理方法去除.

噴射清潔

根據(jù)基材的不同，溶液常常含有微堿性，通過(guò)一系列的管和噴射裝置，通常由泵來(lái)輸送清洗劑，物理的沖擊作用和化學(xué)反應(yīng)去除了灰塵、金屬微塵、碳化物和其它的殘留物

過(guò)酸

為什么要用酸浸泡？

去除金屬表面的氧化膜，使后來(lái)的金屬鍍層得到好的結(jié)合力；中和殘留在表面的堿性膜

鍍銅

1、鍍銅的優(yōu)點(diǎn)

光亮、好的填平、延展性好、無(wú)應(yīng)力、鍍層結(jié)晶細(xì)致、容易控制、快速電鍍、容易拋光、好的延展性、好的微觀均鍍性、好的機(jī)械加工性能、好的電導(dǎo)性

2、鍍銅效果

拋/磨光后提供好的填平效果好的附著力；

為后制程鍍層提供一個(gè)良好的鍍層平臺(tái)。

3、填平

1、宏觀上的均鍍

在一個(gè)寬的電流密度范圍內(nèi)相對(duì)地鍍層均勻分布的能力。

2、微觀上的均鍍

在凹槽、小孔、裂紋和其他表面微觀缺陷上沉積鍍層的能力。

鍍鎳和鍍鉻

1、鎳溶液的種類

預(yù)鍍鎳、半光亮鎳、高硫鎳、光亮鎳、微孔鎳（鎳封）、電位較正的鎳層、氨基磺酸鎳、化學(xué)沉鎳

預(yù)鍍鎳：

用于加強(qiáng)結(jié)合力的起始鎳層、為在不銹鋼上電鍍和返鍍進(jìn)行的活化、低pH 值， pH  < 1.0

半光亮鎳：

防腐、高填、延展性好、柱狀結(jié)構(gòu)、鍍層電位較正、含硫量低至 < 0.005%

高硫鎳：

用來(lái)犧牲的防腐保護(hù)層、橫向腐蝕，而非縱向

氨基磺酸鎳

電鑄、非常好的延展性、低應(yīng)力。

化學(xué)鎳：

在鋁材上電鍍、在塑料上電鍍、防腐蝕、硬度、厚度分布均勻、耐磨損。

鍍鉻：

在裝飾性電鍍里，鉻由于耐變暗性而作為最后的鍍層、有硬度、厚度在0.1 – 0.5 u之間、經(jīng)久耐用。

鍍層測(cè)試

1、種類

結(jié)合力、可彎曲性能、耐腐蝕性、硬度、孔隙、殘余應(yīng)力、表面粗糙度、熱沖擊、光學(xué)特性、外觀、接觸電阻、延展性、熱阻、純度、可焊性、厚度、耐磨性

2、測(cè)試方法

彎曲、鋸開(kāi)、銼刀、沖擊、剝離強(qiáng)度、摩擦、鑿、劈開(kāi)、刮

3、典型的鹽霧實(shí)驗(yàn)

中性鹽霧實(shí)驗(yàn) 、乙酸鹽霧實(shí)驗(yàn)、銅加速乙酸實(shí)驗(yàn)CASS 、腐蝕膏實(shí)驗(yàn)

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