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电镀
 

电镀工艺是利用电解的原理将导电体铺上一层金属的方法。电镀是指在含有预镀金属的盐类溶液中,以被镀基体金属为阴极,通过电解作用,使镀液中预镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来,形成镀层的一种表面加工方法。镀层性能不同于基体金属,具有新的特征。根据镀层的功能分为防护性镀层,装饰性镀层及其它功能性镀层。

电镀时,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。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、光滑性、耐热性和表面美观。[1]

中文名称:电镀

外文名称:Electroplating

属性:工艺技术

原理:电解原理

作用:提高耐磨性,抗腐蚀性等

工艺流程

基本工序

(磨光→抛光)→上挂→脱脂除油→水洗→(电解抛光或化学抛光)→酸洗活化→(预镀)→电镀→水洗→(后处理)→水洗→干燥→下挂→检验包装

各工序的作用

1、前处理﹕施镀前的所有工序称为前处理﹐其目的是修整工件表面﹐除掉工件表面的油脂﹐锈皮﹐氧化膜等﹐为后续镀层的沉积提供所需的电镀表面。

喷砂﹕ 除去零件表面的锈蚀﹐焊渣﹐积碳﹐旧油漆层﹐和其它干燥的油污﹔除去铸件﹐锻件或热处理后零件表面的型砂和氧化皮﹔除去零件表面的毛刺和和方向性磨痕﹔降低零件表明的粗糙度﹐以提高油漆和其它涂层的附着力﹔使零件呈漫反射的消光状态

磨光﹕ 除掉零件表明的毛刺﹐锈蚀﹐划痕﹐焊缝﹐焊瘤﹐砂眼﹐氧化皮等各种宏观缺陷﹐以提高零件的平整度和电镀质量。

抛光﹕ 抛光的目的是进一步降低零件表面的粗糙度﹐获得光亮的外观。有机械抛光﹐化学抛光﹐电化学抛光等方式。

脱脂除油﹕除掉工件表面油脂。有有机溶剂除油﹐化学除油﹐电化学除油﹐擦拭除油﹐滚筒除油等手段。

酸洗﹕ 除掉工件表面锈和氧化膜。有化学酸洗和电化学酸洗。

2、电镀

在工件表面得到所需镀层﹐是电镀加工的核心工序﹐此工序工艺的优劣直接影响到镀层的各种性能。此工序中对镀层有重要影响的因素主要有以下几个方面﹕

A、主盐体系

每一镀种都会发展出多种主盐体系及与之相配套的添加剂体系。如镀锌有氰化镀锌﹐锌酸盐镀锌﹐氯化物镀锌(或称为钾盐镀锌)﹐氨盐镀锌﹐硫酸盐镀锌等体系。

B、添加剂

添加剂包括光泽剂,稳定剂,柔软剂,润湿剂﹐低区走位剂等。光泽剂又分为主光泽剂﹐载体光亮剂和辅助光泽剂等。

C、电镀设备

挂具﹕方形挂具与方形镀槽配合使用﹐圆形挂具与圆形镀槽配合使用。

搅拌装置﹕促进溶液流动﹐使溶液状态分布均匀﹐消除气泡在工件表面的停留。

电源﹕ 直流﹐稳定性好﹐波纹系数小。

后处理

1、脱水处理﹕水中添加脱水剂﹐如镀亮镍后处理

2、钝化处理﹕ 提高镀层耐蚀性﹐如镀锌

3、防变色处理﹕水中添加防变色药剂﹐如镀银﹐镀锡﹐镀仿金等

4、提高可焊性处理﹕如镀锡[2]

常见种类

1、化学镀(自催化镀)

在经活化处理的基体表面上,镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。这是在我们的工艺过程中大多都要涉及到的一个工艺工程,通过这样的过程才能进行后期电镀等处理,多作为塑件的前处理过程。

2、电镀

利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程,这种工艺过程比较烦杂,但是其具有很多优点,例如沉积的金属类型较多,可以得到的颜色多样,相比类同工艺较而言价格比较低廉。

3、电铸

通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品(能将铸模和金属沉积物分开)的过程。这种处理方式是我们在要求最后的制件有特殊表面效果如清晰明显的抛光与蚀纹分隔线或特殊的锐角等情况下使用,一般采用铜材质作一个部件的形状后,通过电镀的工艺手段将合金沉积在其表面上,通常沉积厚度达到几十毫米,之后将形腔切开,分别镶拼到模具的形腔中,注射塑件,通过这样处理的制件在棱角和几个面的界限上会有特殊的效果,满足设计的需要 。

4、真空镀

真空镀主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型,它们都是采用在真空条件下,通过蒸馏或溅射等方式在塑件表面沉积各种金属和非金属薄膜,通过这样的方式可以得到非常薄的表面镀层,同时具有速度快附着力好的突出优点,但是价格也较高,可以进行操作的金属类型较少,一般用来作较高档产品的功能性镀层,例如作为内部屏蔽层使用。[3]

影响电镀效果的因素

1、盐体系:每一镀种都会发展出多种主盐体系及与之相配套的添加剂体系,每一体系都有自己的优缺点。

2、加剂:添加剂包括光泽剂,稳定剂,柔软剂,润湿剂,低区走位剂等.使用不同厂商制作的添加剂,所得镀层在质量上有很大差别。

3、镀设备:电镀设备中主要包括挂具,搅拌设备,电源等,方形挂具与方形镀槽配合使用,圆形挂具与圆形镀槽配合使用. 圆形镀槽和挂具更有利于保证电流分布均匀;搅拌装置能促进溶液流动,使溶液状态分布均匀,消除气泡在工件表面的停留.直流电源,稳定性好,波纹系数小。这几种选择都会影响产品最终出来的表面效果。

4、艺参数:工艺参数主要包括温度,镀液pH值,镀液成分,这几个参数要按要求检验,不达要求要尽快调整,否则肯定会影响产品质量。[4]

电镀的用途

1、防腐蚀

2、防护装饰

3、抗磨损

4、电性能:根据零件工作要求,提供导电或绝缘性能的镀层。[5]

电镀的危害

1、触电危险

人体接触高压,低压电源都阿能会造成触电伤亡事故。电镀生产中用到很多电气设备,如抛光机,滚光机,整流电源,行车,离心烘干机,电热烘炉,电加热器,过滤机,滚镀机和污水处理设备等,它们的输入电压一般很高。另外,电镀车间工作场地潮湿,设备易受腐蚀,故在使用和检修过程中,如有设备不正常运行,防护措施不力或操作失误,就很容易造成触电事故。

2、粉尘危害

作业过程中都会产生大量的可能含有,,铝,铁,铜和麻布等的粉尘,这些粉尘会给作业工人带来严重的职业危害。大多数有机溶剂有毒,三氯乙烯中毒会造成皮疹,昏厥,高烧,淋巴肿大,最后会引发多种并发症,直至皮肤溃烂,肝肾功能衰遇而死亡:苯中毒主要影响人体造血功能,轻的引起白细胞减少,重则引起再生障碍性贫血,最后出现白血病;四氯化碳可引起肝肾严重损害。此外,电镀铭时会散发出大量的格雾,铬化合物能引起皮肤溃疡,贫血,肾炎及神经炎等多种疾病,并有致癌和诱发基因突变的作用。

3、其他危害

除上述主要危险危害外,电镀生产中还可能存在噪声危害如超声波清洗,压缩空气吹干等过程),机械伤害和起重伤害等。

氰化物来说,氰化物是电镀中常用的化工原料之一,非常容易被人体吸收,经口、呼吸道或健康的皮肤都能进入人体。氰化物进入胃内在胃酸的解离下,能立即水解成氰经酸而被吸收,此种物质进入血液循环后,血液中的细胞色素氧化酶的FE3+与氰根结合,生成氰化高铁细胞色素氧化酶,丧失传递电子的能力,使呼吸链中断,细胞室息死亡。由于氰化物在类脂中的溶解度比较大,所以中枢神精系统首先受到危害,尤其呼吸中枢更为教感。[6]

相关视频

1、金属电镀工艺流程

2、一段视频带你了解什么是电镀

参考来源

  1. 电镀的分类与工艺流程的具体介绍,电子发烧友网,2019-04-25
  2. 电镀基本工艺流程,电镀网网,2016-04-20
  3. 电镀工艺的分类、用途及影响因素分析,电子发烧友网,2019-04-25
  4. 什么是电镀?,贤集网,2017-11-15
  5. 电镀工艺的分类、用途及影响因素分析,电子发烧友网,2019-04-25
  6. 电镀的危害,安全管理网,2015-04-16