冶金机械设备维修教案.doc

四川机电职业技术学院机械工程系啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊需要说明的是:电镀大部分是在液体下进行,而且大多是在水溶液中电镀,然而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,.啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊冶金机械设备维修教案啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊冶金机械设备维修教案学习情景2：冶金机械设备现代维修技术授课日期授课时数2授课形式项目教学模块五电化学沉积教学目的1、理解电镀的基础知识；电镀工艺；电镀的分类；常用镀种简况。2、掌握电刷镀技术，了解化学镀技术。3、训练学生处理实际设备修理能力。4、培养团队意识、职业责任感及自学能力。教学重点、难点重点：电刷镀原理及方法难点：电镀技术实际运用课外作业阅读专业杂志及书籍，多参加实际锻炼课后体会讲授方法得当，层次分明，重点突出，启发思维，互动良好授课主要内容或纲要使用教具、挂图或其它教学手段时间分配课程介绍、学习要求：电镀是现代维修技术中常用的修理技术之一。通过学习，训练学生针对冶金机电设备的常见故障，能合理确定维修策略，选取恰当的维修方法，并能熟练使用各种常见工器具，处理设备问题的能力。总结1、讲解了电镀的基础知识；电镀工艺；电镀的分类；常用镀种简况。2、阐述了电刷镀技术。3、简介了化学镀技术。布置作业1、电刷镀技术实施要点。演示文档（PPT）、机电设备载体、各类维修技术工器具和材料、技术资料引题5分钟；授课40分钟；实训30分钟；总结5分钟学习情境2：冶金机械设备现代维修技术模块5：电化学沉积一、电镀的定义电镀P87是指在含有欲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，使镀液中欲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。换句话说，电镀其实是通过电化学方法在固体表面获得金属沉积层的过程。作为传统的表面工程的重要手段之一，电镀工艺技术长期用于为工件表面提供防止腐蚀的防护层和装饰性的装饰层；或为改变基体材料的表面特性，以制取特定成份和性能的金属或合金覆盖层，或为零件磨损部分恢复尺寸。由于航空航天与核材料工程产业和电子信息产业的发展，电镀工艺方法已被用于制备不同类型的新型复合材料，包括微粒弥散金属复合材料、短纤维、长纤维缠绕、晶须增强型材料、层状复合材料和光学复合材料；制备半导体材料元器件，包括薄膜型半导体元件，平面显示器件、太阳能电池薄膜、大规模集成电路中的电阻、电容、光导、磁导与记忆元件、发光和荧光器件等。如今的电镀工艺技术已经有别于以往单纯意义上的表面工程方法。日常生活中，到处都会看到漂亮的电镀产品，它们美观、耐用，为我们的生活增添了光彩。那么，电镀品是怎么造出来的呢？这与19世纪初电池的发明有着密切的关系。1800年，意大利物理学家伏打做了个小小的实验：他把一块锡箔放在自己的舌尖上，然后拿一枚银币去碰锡箔，舌头上顿时感到有酸麻的感觉。他又用另外两种金属与自己身体的其他部位相接触，也发现有同样的感觉。这个实验使伏打意识到不同的金属相连，可能会产生电流。他将两排不同的金属片双双接起来，果真产生了电流。他又试着在两金属间放一些东西，发现放有潮湿的物质时电流会更大。于是他将几十块银圆和锌片交替重叠，每对金属之间插入浸渍食盐水的纸片或布条，组成了世界上第一个电池组，这就是伏打电池。在伏打发明了电池以后，英国工程师尼可尔和解剖学家卡莱尔便利用此电源对液体进行研究，发现利用此电源可将水分解。在此以后，欧洲掀起了电解实验的高潮，虽然电在溶液中流动，使溶液发生了化学变化是无可置疑的，但变化的原理还不清楚。英国物理学家、化学家法拉第为了研究电解原理，也进行了一系列实验。他将两块铂片插在盛硫酸锌溶液的玻璃容器中，然后与伏打电池相连，结果发现阴极的铂片上覆上了一层金属锌；阳极周围的溶液显酸性。这就是最早的电镀品。二、电镀的基本知识1、电镀液电镀液是由主盐、络合剂、附加盐、缓冲剂、阳极活化剂、添加剂等组成。（1）、主盐主盐是指镀液中能在阴极上沉积出所要求镀层金属的盐，用于提供金属离子。镀液中主盐浓度必须在一个适当的范围，主盐浓度增加或减少，在其它条件不变时，都会对电沉积过程及最后的镀层组织有影响。比如，主盐浓度升高，电流效率提高，金属沉积速度加快，镀层晶粒较粗，溶液分散能力下降。（2）、络（luo，4声）合剂有些情况下，若镀液中主盐的金属离子为简单离子时，则镀层晶粒粗大，因此，要采用络合离子的镀液。获得络合离子的方法是加入络合剂，即能络合主盐的金属离子形成络合物的物质。络合物是一种由简单化合物相互作用而形成的“分子化合物”。在含络合物的镀液中，影响电镀效果的主要是主盐与络合剂的相对含量，即络合剂的游离量，而不是绝对含量。（3）、附加盐附加盐是电镀中除主要盐外的某些碱金属或碱土金属盐类，主要用于提高电镀液的导电性，对主盐中的金属离子不起络合作用。有些附加盐还能改善镀液的深镀能力，分散能力，产生细致的镀层。（4）、缓冲剂缓冲剂是指用来稳定溶液酸碱度的物质。这类物质一般是由弱酸和弱酸盐或弱碱和弱碱盐组成的，能使溶液遇到碱或酸时，溶液的pH值变化幅度缩少。（5）、阳极活化剂镀液中能促进阳极活化的物质称阳极活化剂。阳极活化剂的作用是提高阳极开始钝化的电流密度，从而保证阳极处于活化状态而能正常地溶解。阳极活化剂含量不足时阳极溶解不正常，主盐的含量下降较快，影响镀液的稳定。严重时，电镀不能正常进行。（6）、添加剂添加剂是指不会明显改变镀层导电性，而能显著改善镀层性能的物质。根据在镀液中所起的作用，添加剂可分为：光亮剂，整平剂，和抑雾剂等。2、电镀反应（1）、电化学反应我们在第一章第三节“金属零件的电化学腐蚀”P11中讲解了电化学反应的原理。在此我们结合电镀反应的原理来复习一下：注意：原电池不外加电源；而电镀反应则需外加电源电镀装置示意图P87 图3-4，被镀的零件为阴极，与直流电源的负极相连，金属阳极与直流电源的正极联结，阳极与阴均浸入镀液中。当在阴阳两极间施加一定电位时，则在阴极发生如下反应：从镀液内部扩散到电极和镀液界面的金属离子Mn+从阴极上获得n个电子，还原成金属M。即： Mn+ ne M （还原反应）另一方面，在阳极则发生与阴极完全相反的反应，即阳极接口上发生金属M的溶解，释放n个电子生成金属离子Mn+。即： M ne Mn+ （氧化反应）上述电极反应是电镀反应中最基本的反应。由于电子直接参加化学反应，成为电化学反应。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： 还原反应阴极(镀件)：Ni 2+ 2e Ni (主反应) 2H+ e H2 (副反应) 氧化反应阳极(镍板)：Ni 2e Ni2+ (主反应) 4OH- 4e 2H2O O2 4e (副反应) 需要说明的是：电镀大部分是在液体下进行，而且大多是在水溶液中电镀，然而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。大约有30种的金属可由水溶液进行电镀，例如：铜Cu、镍Ni、铬Cr、锌Zn、镉Cd 、铅Pb、金Au、银Ag、铂Pt、钴Co、锰Mn等；有些金属必须由非水溶液进行电镀，例如：锂、钠、钾、铍、镁、钙等；可由水溶液及非水溶液的电镀金属有：铜、银、锌、镉、锑、铋、锰、钴、镍等等。电镀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。（2）、法拉第定律法拉第是一位伟大的实验科学家，在1833年，法拉第实验用金属铂和铜做电极，对氯化铜水溶液进行电解。这次，他对两极上发生的化学反应进行了定量研究。他用不同强度的电流通入氯化铜溶液，然后测量所生成的氯气和铜的量。发现在电解过程中，电极上析出的铜的质量和电解槽中通入电流的量成正比。并还发现：96494库仑的电量，恰恰是1摩尔电子的总电量。随后通过进一步的大量试验，证实了法拉第发现的2条电解规律。这样，通过测定电解槽的电流强度和时间，即可算出电解中消耗电量的库仑数；知道电量的法拉第数，就可求出电解析出物质的质量。这个定律称之为“法拉第电解定律”。应用这一定律可以进行物质的定量分析。法拉第电解第一定律：在电极上析出（或溶解）的物质的质量m 同通过电解液的总电量Q（即电流强度I与通电时间t的乘积）成正比，即 mKQKIt, 其中比例系数K的值同所析出（或溶解）的物质有关,叫做该物质的电化学当量（简称电化当量）。电化当量等于通过1库仑电量时析出（或溶解）物质的质量。法拉第第二定律：当通过各电解液的总电量 Q相同时，在电极上析出（或溶解）的物质的质量 m同各物质的化学当量C（即原子量A与原子价Z之比值）成正比。电解第二定律也可表述为:物质的电化学当量K同其化学当量C成正比，即 式中比例系数对所有的物质都有相同的数值，通常把它写成 1/F，F 叫做法拉第常数，简称法拉第，其值为9、648455104库仑摩尔。 可以把电解第一定律和电解第二定律合用一个公式表示如下 法拉第电解定律是电化学中的重要定律，在电化生产中经常用到它。（3）、电流效率电镀时，阴极上实际析出的物质的质量并不等于根据法拉定律得到的计算结果，实际值总小于计算值，这是由于电极上的反应不只一个，例如镀镍时，在阴极上除发生这一主反应外，还会发生副反应。（4）、电镀液的分散能力镀溶液的分散能力是指电镀液所具有的使金属层厚度均匀分布的能力，也称均镀能力。电镀液的分散能力越好，在不同阴极部位所沉积出的金属层厚度越均匀。（5）、电镀液的覆盖能力在电镀生产中，常用到的另一个概念是覆盖能力，亦称深镀能力，它是指电镀液所具有的使镀件的深凹处沉积上金属镀层的能力。分散能力和覆盖能力不同，前者是说明金属在阴极表面分布均匀程度的问题，它的前提是在阴极表面都有镀层而后者是指金属在阴极表面的深凹处有无沉积层的问题、3、电极及反应机理（1） 电极电位当金属电极浸入含有该金属离子的溶液中时，存在如下的平衡，即金属失电子而溶解于溶液的反应和金属离子得电子而析出金属的逆反应应同时存在：Mn+ ne M当无外加电压时，正、逆反应很快达到动态平衡，这时，金属与溶液中的金属离子之间建立所谓的平衡电位，但在反应平衡建立之前，以金属失去电子的氧化反应为主，电极上有多余的电子存在，而在电极附近的溶液区有较多的金属离子，这样便在金属和溶液的交界处出现双电层。由于有双电层，所以就有电位差。我们把这种金属与该金属盐溶液界面之间产生的电位差，叫作该金属的电极电位。平衡电位与金属的本性和溶液的温度，浓度有关。为了精确比较物质本性对平衡电位的影响，人们规定当溶液温度为250C，金属离子的浓度为1mol/L时，测得的电位叫标准电极电位。标准电极电位负值较大的金属都易失掉电子被氧化，而标准电极电位正值较大的金属都易得到电子被还原。（2）极化所谓极化就是指有电流通过电极时，电极电位偏离平衡电极电位的现象。所以，又把电流-电位曲线称为极化曲线。产生极化作用的原因主要是电化学极化和浓差极化。1)电化学极化由于阴极上电化学反应速度小于外电源供给电子的速度，从而使电极电位向负的方向移动而引起的极化作用。(2)浓差极化由于邻近电极表液层的浓度与溶液主体的浓度发生差异而产生的极化称浓差极化，这是由于溶液中离子扩散速度小于电子运动造成的。4、金属的电积过程P87电镀过程是镀液中的金属离子在外电场的作用下，经电极反应还原成金属原子并在阴极上进行金属沉积的过程。下图(1-2)是电沉积过程示意图，完成电沉积过程必须经过以下三个步骤液相传质镀液中的水化金属离子或络离子从溶液内部向极接口迁移，到达阴极的双电层溶液一侧。电化学反应水化金属离子或络离子通过亥姆霍兹双电层（亥姆霍兹:德国物理学家、生物学家，18211894），并去掉它周围的水化分子或配位体层，从阴极上得电子生成金属原子。有三种方式电迁移，对流和扩散。电结晶金属原子沿金属表面扩散到结晶生长点，以金属原子态排列在晶格内，形成镀层。电镀时，以上三个步骤是同时进行的，但进行的速度不同，速度最慢的一个被称为整个沉积过程的控制性环节。不同步骤作为控制性环节，最后的电沉积结果是不一样的。5、影响电镀质量的因素影响电镀质量的因素很多，包括镀液的各种成分以及各种电镀工艺参数。下面就其中某（mou，3声）些主要因素进行讨论。（1）、pH值的影响镀液中的pH值可以影响氢的放电电位，碱性夹杂物的沉淀，还可以影响络合物或水化物的组成以及添加剂的吸附程度。但是，对各种因素的影响程度一般不可预见。最佳的pH值往往要通过试验决定。在含有络合剂离子的镀液中，pH值可能影响存在的的各种络合物的平衡，因而必须根据浓度来考虑。电镀过程中，若pH值增大，则阴极效率比阳极效率高，pH值减少则反之。通过加入缓冲剂可以将pH值稳定在一定范围。（2）、添加剂的影响镀液中的光亮剂，整平剂，润湿剂等添加剂能明显改善镀层组织。对此添加剂有无机和有机之分。无机添加剂起作用的原因是由于它们在电解液中形成高分散度的氢氧化物或硫化物胶体，吸附在阴极表面阻碍金属析出，提高阴极极化作用。有机添加剂起作用的原因是这类添加剂多为表面活性物质，它们会吸附在阴极表面形成一层附膜，阻碍金属析出，因而提高阴极极化作用。另外，某些有机添加剂在电解液中形成胶体，会与金属离子络合形成胶体-金属离子型络合物，阻碍金属离子放电而提高阴极极化作用。（3）、电流密度的影响任何电镀都必须有一个能产生正常镀层的电流密度范围。当电流密度过低时，阴极极化作用较小，镀层桔晶粗大，甚至没有镀层。随着电流密度的增加，阴极极化作用随着增加，镀层晶粒越来越细。当电流密度过高，超过极限电流密度时，镀层质量开始恶化，甚至出现海绵体，枝晶状，烧焦及发黑等。电流密度的变化的上限和下限是由电镀液的本性，浓度，温度和搅拌等因素决定的。一般情况下，主盐浓度增大，镀层温度升高，以及有搅拌的条件下，可以允许采用较大的电流密度。（4）、电流波形的影响电流波形的影响是通过阴极电位和电流密度的变化来影响阴极沉积过程的，它进而影响镀层的组织结构，甚至成分，使镀层性能和外观发生变化。实践证明，三相全波整流和稳压直流相当，对镀层组织几乎没有什么影响，而其它波形则影响较大。（5）、温度的影响镀液温度的升高能扩散加快，降低浓差极化，此外，升温还能使离子的脱水过程加快。离子和阴极表面活性增强，也降低了电化学极化，导致结晶变粗。另一方面，温度升高能增加盐类的溶解度，从而增加导电和分散能力还可以提高电流密度上限，从而提高生产效率。6、搅拌的影响搅拌可降低阴极极化，使晶粒变粗，但可提高电流密度，从而提高生产率。此外搅拌还可增强整平剂的效果。三、电镀工艺电镀工艺过程一般包括电镀前预处理，电镀及镀后处理三个阶段。具体来讲其基本工艺包括：除锈(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1、镀前预处理施镀前的所有工序成为镀前预处理(或前处理)。其目的是修整工件表面，除去工件表面的油脂、锈皮、灰尘、氧化膜等，为后续获得高质量镀层的沉积提供所需的电镀表面。前处理主要影响到外观，结合力，据统计，60%的电镀不良品是由前处理不良造成，所以前处理在电镀工艺中占有相当重要的地位。在电镀技术发达的国家，非常重视前处理工序，前处理工序占整个电镀工艺的一半或以上，因而能得到表面状况很好的镀层和极大地降低不良率。步骤如下第一步 除锈。可用机械，酸洗以及电化学方法除锈。除锈一般采取喷砂除锈，以除去零件表面的焊渣、锈蚀、积炭、旧油漆层；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面的粗糙度，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。为使表面质量达到一定要求，可通过表面磨光，抛光等工艺方法来实现。其中，磨光主要是除掉零件表面的毛刺、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。抛光主要目的是进一步降低零件表面粗糙度，获得光亮的外观。有机械抛光、化学抛光和电化学抛光等方式。第二步 脱脂除油。可采用有机溶剂除油、化学除油、电化学除油、擦拭除油、滚筒除油等手段，以除掉工件表面油脂。第三步 酸洗活化。一般底材活化亦称酸洗、酸中和或蚀刻，视其处理之产品和材质而定。其可将金属表面之氧化物、盐加以去除，使金属表面容易与后续电镀金属密合。但需慎选合适的酸液及缓蚀剂，避免过度浸蚀底材，造成后续电镀之困扰。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：（1）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（qing，2声）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。每一体系都有自己的优缺点。例如，氰化镀锌液分散能力和深度能力好，镀层结晶细致，与基体结合力好，耐蚀性好，工艺范围宽，镀液稳定易操作对杂质不太敏感等优点。但是剧毒，严重污染环境。氯化物镀锌液是不含络合剂的单盐镀液，废水极易处理，镀层的光亮性和整平性优于其它体系，电流效率高，沉积速度快，氢过电位低的钢材如高碳钢、铸件、锻件等容易施镀。但是由于氯离子的弱酸性对设备有一定的腐蚀性，一方面会对设备造成一定的腐蚀，另一方面此类镀液不适应需加辅助阳极的深孔或管状零件。（2）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。对于同一主盐体系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。主盐与具体某一厂商的添加剂的联合决定了使用的镀液的整体性能。优秀的添加剂能弥补主盐某些性能的不足。如优秀的氯化物镀锌添加剂与氯化物主盐配合得到的镀液深镀能力比许多氰化镀锌镀液的深度能力好。（3）电镀设备1）挂具：方形挂具与方形渡槽配合使用，圆形挂具与圆形渡槽配合使用。圆形镀槽和挂具更有利于保证电流分布均匀方形挂具则需在挂具周围加设诸如铁丝网之类的分散电流装置或缩短两侧阳极板的长度。 2）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。3）电源：直流，稳定性好，波纹系数小。3、镀后处理电镀后对镀层进行各种处理以增强镀层的各种性能如耐蚀性抗变色能力可焊性等。例如：脱水处理在水中添加脱水剂如镀亮镍后处理。防变色处理水中添加防变色药剂如镀银镀锡镀仿金等。提高可焊性处理如镀锡钝化处理：所谓钝化处理是指在一定的溶液中进行化学处理，在镀层上形成一层坚实致密的，稳定性高的薄膜的表面处理方法。钝化使镀层耐蚀性大大提高并能增加表面光泽和抗污染能力。这种方法用途很广，镀Zn,Cu等后，都可进行钝化处理。除氢处理：有些金属如锌，在电沉积过程中，除自身沉积出来外，还会析出一部分氢，这部分氢渗入镀层中，使镀件产生脆性，甚至断裂，称为氢脆。为了消除氢脆，往往在电镀后，使镀件在一定的温度下热处理数小时，称为除氢处理。四、电镀的分类1、按镀层组成分（1）单金属电镀：应用较广的镀层有锌镉铜铬（ge，4声）锡镍金银等。（2）合金电镀，主要包括：1）二元合金电镀：常用的有锡-铅合金、锌-镍锌-钴（gu，3声）铜-锡等。2）三元合金电镀：常用的有铜-锡-锌锌-镍-铁等。3）多元合金电镀：基本处于研究阶段（3）复合电沉积 ：电镀层中嵌入固体颗粒形成复合镀层。2、按获取镀层方式分（1）. 常规电镀，如挂镀、滚镀等。（2）. 电刷镀（3）. 脉冲电镀（4）. 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。（5）. 化学镀：又称自催化镀，其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。（6）. 真空镀，如真空蒸镀、溅射镀和离子镀。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、按照使用目的来分类的话，可以粗略地分为防护装饰性电镀和功能性电镀。其中：（1）防护装饰类镀层，它们多半由多层镀层组合而成，即首先在基体上镀上“底”层，然后再镀上“表”层，有时还要有“中间”。主要是由于很难找到一种单一的金属镀层能够同时满足防护与装饰的双重要求的。其中以防护钢铁材料免受大气腐蚀为主要目的的锌镀层，应用广泛。 而在海洋性气候中，通常采用镀镉(ge,2声)层，然而镉元素对我们环境污染最严重，那么近年来多采用锌基合金镀层来取代镀镉层，它不仅防腐蚀能力好，而且对环境的污染无害，对人体基本无害。（2）功能性镀层，它利用了各种镀层金属的机械、物理、化学性能来满足各类场合需要，我们也可以把它们分为如下几类：1）、耐磨和减磨镀层：其主要利用它们的表面硬度来增加其抗磨损能力，多采用镀硬铬，就如各种轴和曲轴的轴颈、印花辊的辊面、发动机的汽缸内壁和活塞环、冲压模具的内腔等。2）、抗高温氧化镀层：一般采用铬合金镀层，应用于发动机内腔，特殊情况下，可采用Pt（bo，2声）-Rh（铑lao，3声）合金镀层。3）、导电性镀层：这在工业应用中就相当广泛了。一般我们可以镀银层，或者镀铜层；如果要求导电性好且耐磨性也相当的时候我们采用Ag（银）-Sb（锑，ti，1声）、Ag-Ni、Au（金）-Sb、Au-Co（钴，gu，3声）等合金镀层；其中银（Ag）与La（镧，lan，2声）2O3等微粒复合镀层具有较强的抗电蚀能力，取代纯银制备电触头；4）、热处理用镀层：为了改善机械零件的表面物理性能，通常需要进行热处理。但由于零件的某个部位在热处理中不允许它改变其性能，就需要通过镀层来把这个部位处理保护起来。就如镀铜来保护我们局部不必要的渗碳，镀锡层保护局部不必要的渗氮。5）、磁性镀层6）、修复性镀层7）、可焊性镀层8）、其他功能镀层这样的例子在生活中很多我们都可以体会到的：如为了增强钢丝与橡胶热压时的粘合性，可以在钢丝上镀黄铜（Cu-Zn合金）；为了抵抗硫酸及铬酸的腐蚀，可以镀锌；为了增强反光能力，可以镀铬、银、高锡青铜；为了消光或吸收光能，让其变为热能，可以镀黑镍、黑铬等；五、电镀效果介绍视教学进度选讲1、高光电镀高光电镀的效果的实现通常要求模具表面良好抛光，注射出的塑件采用光铬处理后得到的效果。2、亚光电镀亚光电镀的效果的实现通常要求模具表面良好抛光，注射出的塑件采用亚铬处理后得到的效果。3、 珍珠铬珍珠铬电镀的效果的实现通常要求模具表面良好抛光，注射出的塑件采用珍珠铬处理后得到的效果4、蚀纹电镀蚀纹电镀的效果的实现通常要求模具表面处理出不同效果的蚀纹方式后，注射出的塑件采用光铬处理后得到的效果。5、混合电镀在模具处理上既有抛光的部分又有蚀纹的部分，注射出的塑件电镀后出项高光和蚀纹电镀的混合效果，突出某些局部的特征。6、局部电镀通过采用不同的方式使得成品件的表面局部没有电镀的效果，与有电镀的部分形成反差，形成独特的设计风格。7、彩色电镀通过采用不同的电镀溶液，在电镀后塑件表面沉积的金属会反射出不同的光泽，形成独特的效果六、电镀未来发展趋势视教学进度选讲20世纪八十年代以来，我国电镀企业数量增长很快，而与此同时，部分电镀产品市场逐步被塑料制品和涂料制品取代，使得生产能力增加和市场需求减少之间的矛盾变得更加尖锐。预计在近期内，电镀产品的市场总需求将保持相对稳定，应尽快削减本行业过剩的生产能力，在行业内进行结构调整。预计 未来我国电镀工业的发展趋势基本可归纳为以下四点：1、装饰性和高抗蚀性工艺技术将不断发展。我国随着汽车、电子、家用电器、航空、航天工业、建筑工业及相应的装饰工业的发展和人们对美化生活需求的提高, 对电镀产品的装饰性和抗蚀性的需求将有明显的增加；2、 某些传统装饰性电镀可能被喷涂、物理气相沉积等取代，功能性电镀产品需求则有上升的趋势； 3、 某些污染严重的电镀工艺，可能被清洁的电镀工业所取代，如无氰电镀、三价铬镀铬、代镉、代铬镀层将有上升的趋势； 4、 某些性能好、无污染的表面工程的高新技术将会进入我国市场，如达克罗(Dacrotized)涂层,克罗赛(Corrosil)工艺等。六、常用镀种简况金属镀层的种类很多，在设备维修中常用的有镀铬（ge，4声）、镀镍、镀铁、镀铜及其合金等。1、镀铬（ge，4声）镀铬属于发展较晚的工艺，虽然早在1854年就有人从三价铬槽液中镀得金属铬，1856年又发明从三价铬槽液中镀铬的工艺，但是直到本世纪20年代，镀铬工艺才在国外得到广泛应用。镀铬工艺传到我国比较晚，有关镀铬知识的介绍和应用的记载大都是在20世纪30年代初期。（1）镀铬工艺的特点1）铬具有较高的导热率及耐热性。在480以下光泽无明显变化，温度大于500开始氧化变色，大于700硬度才显著下降。2）由于电解析出的铬层硬度高，随工艺规范不同，可获得硬度4001200HV，另外其又有较低的摩擦系数，故耐磨性好。3）铬层与钢、镍、铜等基体金属有较高的结合强度，其结合强度高于自身晶间结合强度。4）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。除盐酸等氢卤酸和热的浓硫酸外，对其它酸碱有较强的耐腐蚀能力。5）铬层反光能力强，装饰美观。6）铬层不耐集中载荷与冲击，不易承受较大的变形。由于镀铬层的优良性能，广泛用作防护装饰性镀层体系的外表层和机能镀层。（2）镀铬层的种类1）防护装饰性镀铬（俗称装饰铬）：它具有防腐蚀和外观装饰的双重作用。为达此目的在锌基或钢铁基体上必须先镀足够厚度的中间层，然后在光亮的中间镀层上镀以0.250.5m的薄层铬。例如钢基上镀铜、镍层再镀铬、低锡青铜上镀铬、多层镍上镀铬、镍铁合金镀层上镀铬等等。在现代电镀中，在多层镍上镀取微孔或微裂纹铬是降低镀层总厚度，又可获得高耐蚀性的防护装饰体系，是电镀工艺发展的方向。在黄铜上喷砂处理或在缎面镍上镀铬，可获得无光的缎面铬，是用作消光的防护装饰镀铬。装饰性镀铬是镀铬工艺中应用最多的。装饰镀铬的特点是：要求镀层光亮；镀液的覆盖能力要好，零件的主要表面上应覆盖上铬；镀层厚度薄，通常在0.250.5m之间，国内多用0.3m。为此装饰镀铬常用300400g/L的高浓度，近些年来加入稀土等添加剂，浓度可降至150200g/L，覆盖能力、电流效率明显提高，是研究开发和工业生产应用的发展方向。防护装饰镀铬广泛用于汽车、自行车、日用五金制品、家用电器、仪器仪表、机械、船舶舱内的外露零件等。经抛光的铬层有很高的反射系数，可作反光镜。2）硬铬（耐磨铬、工业镀铬）：在一定条件下沉积的铬镀层具有很高硬度和耐磨损性能，硬铬的维氏硬度达到9001200kg/mm2,铬是常用镀层中硬度最高的镀层，可提高零件的耐磨性，延长使用寿命。如工、模、量、卡具；机床、挖掘机、汽车、拖拉机主轴；切削刀具等镀硬铬。镀硬铬可用于修复被磨损零件的尺寸公差。严格控制镀铬工艺，准确地按规定尺寸镀铬，镀后不需再进行机械加工的则称为尺寸镀铬法。3）乳白铬镀层：在较高温度（6575）和较低电流密度下（205A/dm2）获得的乳白色的无光泽的铬称为乳白铬。镀层韧性好，硬度较低，孔隙少，裂纹少，色泽柔和，消光性能好，常用于量具、分度盘、仪器面板等镀铬。在乳白铬上加镀光亮耐磨铬，称为双层镀铬。在飞机、船舶零件以及枪炮内腔上得到广泛应用。4)松孔镀铬：通常在镀硬铬之后，用化学或电化学方法将铬层的粗裂纹进一步扩宽加深，以便吸藏更多的润滑油脂，提高其耐磨性，这就叫松孔铬。松孔镀铬层应用于受重压的滑动摩擦件及耐热、抗蚀、耐磨零件，如内燃机汽缸内腔、活塞环等。5)黑铬：在不含硫酸根而含有催化剂的镀铬中，可镀取纯黑色的铬层。以氧化铬为主成分，故耐蚀性和消旋光性能优良，应用于航空、光学仪器、太阳能吸收板及日用品之防护-装饰。2、镀镍镍是银白色微黄色的金属，具有铁磁性，密度8.9/gcm-2，熔点为1453。金属镍易溶于稀硝酸，难溶于盐酸和硫酸，在硝酸中处于钝化状态。在空气中，镍与氧作用，表面迅速生成一层极薄的钝化膜，能抵抗大气，碱和一些酸的腐蚀。镍与强碱不发生作用。镀镍层结晶细小，容易抛光。另外，镀镍层的孔隙率高，只有当镀层厚度超过25m时才基本上无孔。因此薄的镀镍层不能单独用来作为防护性镀层，而常常是通过组合镀层，如铜/镍/铬、镍/铜/镍/铬或双层镍、三层镍/铬来达到既能防护又能装饰的双重目的。镀镍的应用很广，可分为防护装饰性和功能性两方面。作为防护装饰镀层，镍可以镀覆在低碳钢、锌铸件、某些铝合金、铜合金等表面上，保护基体材料不受腐蚀，并通过抛光暗镍层和直接镀光亮镍的方法获得光亮的镀镍层，达到装饰的目的。另外，也有在光亮镍镀层上镀一层金，或镀一薄层仿金镀层，并覆以透明的有机覆盖层，从而获得金色装饰层，或在光亮镍镀层上浸、喷仿金涂料，或经化学或电化学处理得到各种色调的转化膜层、多彩色调的金属镀层、涂层，近十年来得到很快的发展和应用。镀镍层作为防护装饰镀层，广泛的应用在自行车、缝纫机、钟表、家用电器、日用五金制品、仪表、汽车、摩托车、照相机等的零部件上。镀镍层还广泛的应用在功能性方面，如修复被磨损、被腐蚀的零件，采用刷镀技术进行局部电镀。采用电铸工艺，用来制造印刷行业的电铸版、唱片模以及其它模具。厚的镀镍层具有良好的耐磨性，可作为耐磨镀层。尤其是近几年来发展了复合电镀，可沉积出夹有耐磨微粒的复合镍镀层，其硬度和耐磨性比镀镍层更高。若以石墨或氟化石墨作为分散微粒，则获得的镍-石墨或镍-氟化石墨复合镀层就具有很好的自润滑性，可用作为润滑镀层。黑镍镀层作为光学仪器的镀覆或装饰镀覆层亦都有着广泛的应用。镀镍液的类型主要有硫酸盐型、氯化物型、氨基磺酸盐型、柠檬酸盐型、氟硼酸盐型等。其中以硫酸盐型（低氯化物）即称之谓Watts（瓦特）镀镍液在工业上的应用最为普遍。氨基磺酸盐型、氟硼酸盐型适用于镀厚镍或电铸（电铸：利用金属的电解沉积原理来精确复制某些复杂或特殊形状工件的特种加工方法。它是电镀的特殊应用。电铸是俄国学者.雅可比于1837年发明的。最初主要用于复制金属艺术品和印刷版，19世纪末开始用于制造唱片压模，以后应用范围逐步扩大）。柠檬酸盐型适用于在锌压铸件上直接镀镍。这几种镀液的成本比较高。3、镀铁镀铁层呈有光泽的银白色，化学成分与工业纯铁相似，但硬度比纯铁高510倍，这是由于有超细晶粒强化、应力强化，弥散强化之故。由于纯度高，耐蚀性好，腐蚀速度比普通低碳钢低40%。另外，其具有良好的耐磨性。镀铁层适用于磨损机械零件的尺寸补偿，其特点如下。（1）镀铁层硬度高，通过工艺控制可调整硬度范围，最高可达500800HV。（2）镀层与基体结合强度较高，可达450MPa。（3）镀层表面有微裂纹，呈网状，有较好的储油性能和良好的耐磨性。（4）低温镀铁沉积速度快，生产效率高。温度在4060的情况下，每小时使零件直径增大0.6mm左右，比镀铬高10倍以上。（5）镀层厚，一般镀层可在1mm至1mm以上。（6）低温镀铁，一般镀液温度为3050，其温度低，简化了槽内加热设备。同时，镀液挥发小，员工操作条件好。（7）镀铁成本低，材料来源充足，价格便宜，电流效率高（可达95），无毒，故可广泛应用。另外，由于铁镀层在潮湿空气中易氧化成FeO、Fe2O3、Fe3O4等氧化物，对于硫酸、盐酸、硝酸都不稳定，在浓硝酸中能钝化。在浓氢氧化钠中能缓慢溶解，故不能作防护装饰镀层。普遍用于修复因腐蚀、磨损的轴、缸套等零件，在我国农机、交通、船舶、铁路运输及其它工业部门，用镀铁代替硬铬收到很大的经济效益。在印刷工业中铅版、铜版上镀一层很薄的铁可提高其耐磨性，延长使用寿命，同时能防止某些印刷颜料的作用。常用的镀铁液有氯化物（低温、高温）、硫酸亚铁盐（低温、高温）、氟硼酸盐等。以低温氯化物镀铁应用最普及。镀铁与硬铬性能对比如下选讲：指标单位镀 铁镀硬铬备注交直流或直流特殊波形结合强度MPa200260300镀铬随厚度增加，而结合强度下降硬度HV4308003206008001000一次镀层厚度mm13260.10.3沉积速度mm/h0.40.60.60.90.030.06镀铬厚度难提高，过厚易脆落4、镀铜铜熔点：1083，沸点：2582。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，与三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。另外，铜对于水、盐溶液和酸，在没有氧化条件下具有良好的耐蚀性。镀层具有良好均匀性、致密性、附着性及拋旋光性。镀铜常用作镀铬层或镀镍层的底层，热处理时的屏蔽层，减磨层。5、镀锌：锌镀层的外观呈青白色，标准电极电位为-0.76V，易溶于酸，溶于碱，是曲型的两性金属。锌干燥空气中几乎不发生变化，锌腐蚀的临界湿度大于70%，因此在潮湿大气中能与二氧化碳和氧作用生成一层主要由碱式碳酸锌组成的薄膜，这层膜有一定的缓蚀作用，锌与硫化氢等含硫化物起反应生成硫化锌；锌易受氯离子浸蚀，故在海水中不稳定。锌在密闭或通风不良，空气潮湿的条件下，与非金属材料的挥发物(低分子羧酸，醛，酚，氨等)接触时，锌易遭腐蚀，生成白色疏松的腐蚀产物，俗称”白霜”。锌在高温，高湿，密闭条件下，与胶木，油漆，木材释放的挥发物接触，锌有生长细丝状单晶的倾向，俗称”长毛”。锌的标准电位比铁负，对钢铁而言是阳极性镀层，可提供可靠的电化学保护。在工业大气，农村大气和海洋性大气中使用的钢铁制品均可选择锌作保护层，其防护寿命几乎与锌层厚度成正比关系。锌镀层经铬酸盐钝化之后，耐蚀性可提高68倍。故镀锌钝化处理是必不可少的的步骤。在钝化膜上进行有机染色，可作低档产品的防护装饰镀层。为降低锌镀层厚又能提高耐蚀能力，国内外采如下两种措施：一是提高钝化膜的质量，如用蓝色、绿色、军绿色、黑色钝化代替常规的彩虹色钝化膜，尤以军绿化钝化膜耐蚀性最好；二是以较薄的含铁0.3%0.6%的Zn-Fe合金，或含镍6%10%的Zn-Ni合金代替纯锌镀层，耐蚀性能提高三倍以上，广泛用于汽车钢板上代替镀锌。锌镀层的使用温度不得超过250,在此温度上锌结晶组织变形，发脆，耐蚀性下降。有耐蚀，耐热要求的零件宜用Zn-Ni合金层。6、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。7、镀锡：锡具有银白色的外观，密度为7.3g/cm3，熔点为232。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-13起结晶开始开始发生变异，到-30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232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。8、电镀合金：电镀合金是指利用电化学的方法，使两种或两种以上金属（包括非金属）共沉积的过程。通过不同金属组成的合金镀层，可以得到各种特殊的表面性能。两种金属共沉积得到的合金，成为二元合金。三种金属共沉积得到的合金，成为三元合金。依次类推。目前在生产上，广泛使用的是二元合金，有少数三元合金也得到应用。第一次镀出合金镀层，大致在1835-1845年，合金电镀与单金属电镀出现的时代相同。但由于合金电镀比单金属电镀复杂和困难，因此，直到20世纪20年代，合金镀层还很少真正应用于工业。但随着工业的发展，加上合金镀层具有单金属镀层所不能达到的一些优良性能，合金电镀工艺也不断得到发展，有各种合金镀层已逐步被研究和应用，到目前已研究过的电镀合金体系已超过240金种，在工业上获得应用的大约40多种，比单金属镀层种类多。如黄铜，白铜，Zn-Sn，Pb-Sn,Zn-Cd,Ni-Co,Ni-Sn,Cu-Sn-Zn合金等。电镀合金的特点：1、与热冶金合金相比，电镀合金具有如下主要特点：（1）容易获得高熔点与低熔点金属组成的合金，如Sn-Ni合金。（2）可获得热熔相图没有的合金，如铜锡合金。（3）容易获得组织致密、性能优异的非晶态合金，如NiP合金。（4）在相同合金成分下，电镀合金与热熔合金比，硬度高，延展性差，如NiP、CoP合金。2、与单金属镀层相比，合金镀层有如下主要特点：（1）能获得单一金属所没有的特殊物理性能，如导磁性、减磨性（自润滑性）、钎焊性。（2）合金镀层结晶更细致，镀层更平整，光亮。（3）可以获得非晶结构镀层。（4）合金镀层可具备比组成他们的单金属层更耐磨、耐蚀，更耐高温，并有更高硬度和强度，但延展性和韧性通常有所降低。（5）不能从水溶液中单独电镀的W,Mo,Ti,V等金属可与铁族元素（Fe,Co,Ni）共沉积形成合金。（6）能获得单一金属得不到的外观。9、复合电镀通过金属电沉积的方法，将一种或数种不溶性的固体颗粒，均匀地夹杂到金属层中所形成的特殊镀层叫复合镀层，这种利用金属电沉积制备复合镀层的方法叫复合电镀。复合电镀按基质金属可分为：如Ni基，Cu基，Ag基等从定义我们可知，复合镀层也含有两种或两种以上的成分：基质（体）金属：即通过还原反应而形成镀层的那种金属，是一种均匀的连续相。不溶性固体颗粒：通常是不连续地分散于基质金属之中，组成一个不连续相。所以，复合镀层属于金属基复合材料，如果不经过特殊的加工处理，基质金属和不溶性固体颗粒之间，在形式上是机械地混杂着的，两者之间的相界面基本上是清晰的，几乎不发生相互扩散现象，但是它们可以获得基质金属与固体颗粒两类物质的综合性能。与熔渗法，热挤压法，粉末冶金法相比，复合电镀具有明显的优越性：（1）不需要高温即可获得复合镀层：用热加工法一般需要5001000C或更高温度处理或烧结，故很难制取含有有机物的材料，而复合电镀法大多是在水溶液中进行，很少超过90C。（2）操作简单，成本低：大多数情况可在一般电镀设备、镀液、阳极、操作条件等基础上略加改造（主要是增加使固体颗粒在镀液中充分悬浮的措施等），就能用来制造复合镀层。（3）同一基质金属可以方便地镶嵌一种或数种性质各异的固体颗粒，同一种固体颗粒也可以方便地镶嵌到不同的基质金属中。而且，改变固体颗粒与金属共沉积的条件，可使颗粒在复合镀层中的含量从050或更高些的范围内变动，从而使镀层性质也发生相应的变化。（4）可用廉价的基体材料镀上复合镀层，代替由贵重原材料制造的零部件.七、电刷镀电刷镀又叫选择电镀、无槽镀、快速镀、涂镀、笔镀、擦