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电镀工艺

发布日期:2020/1/9 10:08:20 访问次数:1691

电镀工艺
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。


基本原理
电镀是一种电化学过程,也是一种氧化还原过程.电镀的基本过程是将零件浸在金属盐的溶液中作为阴极,金属板作为阳极,接直流电源后,在零件上沉积出所需的镀层。例如镀镍时,阴极为待镀零件,阳极为纯镍板,在阴阳极分别发生如下反应:
阴极(镀件):Ni2++2e→Ni (主反应)
2H++2e→H2↑ (副反应)
阳极(镍板):Ni-2e→Ni2+ (主反应)
4OH--4e→2H2O+O2 (副反应)
不是所有的金属离子都能从水溶液中沉积出来,如果阴极上氢离子还原为氢的副反应占主要地位,则金属离子难以在阴极上析出.根据实验,金属离子自水溶液中电沉积的可能性,可从元素周期表中得到一定的规律。
阳极分为可溶性阳极和不溶性阳极,大多数阳极为与镀层相对应的可溶性阳极,如:镀锌为锌阳极,镀银为银阳极,镀锡-铅合金使用锡-铅合金阳极,但是少数电镀由于阳极溶解困难,使用不溶性阳极,如酸性镀金使用的是多为铂或钛阳极,镀液主盐离子靠添加配制好的标准含金溶液来补充,镀铬阳极使用纯铅,铅-锡合金,铅-锑合金等不溶性阳极。

一般包括电镀前预处理,电镀及镀后处理三个阶段。
完整过程:
1、浸酸→全板电镀铜→图形转移→酸性除油→二级逆流漂洗→微蚀→二级浸酸→镀锡→二级逆流漂洗
2、逆流漂洗→浸酸→图形电镀铜→二级逆流漂洗 →镀镍→二级水洗→浸柠檬酸→镀金→回收→2-3级纯水洗→烘干
塑胶外壳电镀流程:
化学去油→水洗→浸丙酮→水洗→化学粗化水洗敏化→水洗→活化→还原→化学镀铜→水洗光亮硫酸盐镀铜→水洗→光亮硫酸盐镀镍→水洗→光亮镀铬→水洗烘干送检。



电镀分类
按照镀层组成分类:
(1)镀铬。铬是一种微带天蓝色的银白色金属。电极电位虽位很负,但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500°C以下光泽和硬度均无明显变化;温度大于500°C开始氧化变色;大于700°C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)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,做为装饰性的镀铜层需在表面涂覆有机覆盖层。
(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。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。
(4)镀锡。锡具有银白色的外观,原子量为118.7,密度为7.3g/cm^3,熔点为231.89℃,原子价为二价和四价,故电化当量分别为2.12g/A.h和1.107g/A.h。锡具有抗腐蚀、无毒、易铁焊、柔软和延展性好等优点。锡镀层有如下特点和用途:
1、化学稳定性高;
2、在电化序中锡的标准电位纰铁正,对钢铁来说是阴极性镀层,只有在镀层无孔隙时才能有效地保护基体;
3、锡导电性好,易焊;
4、锡从-130℃起结晶开始开始发生变异,到-300℃将完全转变为一种晶型的同素异构体,俗称”锡瘟”,此时已完全失去锡的性质;
5、锡同锌、镉镀层一样,在高温、潮湿和密闭条件下能长成晶须,称为长毛;6、镀锡后在231.89℃以上的热油中重溶处理,可获得有光泽的花纹锡层,可作日用品的装饰镀层。
(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。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,苏州特可特沃逆向建模高级曲面设计对产品的外观,结构逆向设计,模具逆向设计,手板模型制作验证,快速成型,3D打印,在生产中被长期采用。但由于氰化物剧毒,对环境污染严重,已趋向于采用低氰、微氰、无氰镀锌溶液。 



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