企业培训_电镀培训课件

电镀培训 指导教师 温增中 上岗证取证及重温培训 目的 确保受训后的人员依照厂家相关的标准工艺规范对工件进行表面处理 目标 通过这次培训 使学员 了解电镀在金属防腐中的重要性 熟悉电镀车间的材料 工具和设备 熟悉各种金属表面处理的工艺流程 熟悉表面处理的相关工艺规范 能够对槽液进行分析和配制 能按工艺规范对工件进行表面处理 能够对表面处理工件进行镀层质量分析 课程内容 总体介绍电镀车间概况电镀设备 工具和材料电镀车间安全与防护电镀车间生产能力电镀技术基础标准施工与基本技能槽液分析和配制BAC5884铝合金阳极化BAC5019 PMS01 02 08铬酸阳极化 课程内容 BAC5022 PMS01 02 09硫酸阳极化BAC5719阿罗丁处理BAC5849刷镀BAC5625不锈钢钝化处理BAC5854 SOPM20 42 10低氢脆刷镀镉BAC5718 SOPM20 42 01低氢脆镀镉AMS QQ P 416 BAC5701 SOPM20 42 05镀镉PMS01 02 02镀镉最近2年修订的适航法规 行业标准以及与部件修理有关公司程序的介绍人员授权管理体系的介绍及人员授权信息的查询方式 电镀车间概况 电镀车间简介人员作用电镀概述范畴应用 电镀设备 工具和材料 设备电镀槽 电源 纯水制备机 污水处理设备 检测设备 盐雾试验槽工具电镀夹具 电镀挂具 通用工具材料电镀化学药品 电镀零件材质 电镀车间安全与防护 电镀车间安全强酸 强碱 有毒化学药品 废气 废液 高温 带电电镀车间防护穿耐酸碱防护工作服带防护手套 面罩 电镀车间生产能力 依据相关工艺规范 可以完成 铝合金铬酸阳极化铝合金硫酸阳极化铝合金着色阳极化光亮镀镉刷镀镉不锈钢钝化 电镀技术基础 电镀利用电解使金属或合金沉积在制件表面 形成均匀 致密 结合力良好的金属层的过程 电镀技术基础 电镀原理图阳极 失去电子提供镀层金属离子 氧化反应 阳极反应 M M e阴极 得到电子将离子还原为金属 还原反应 阴极反应 M e M电子 从阳极经电源到阴极电流 从正极经电解液到负极镀层金属离子 从阳极经电解液到阴极 电镀技术基础 电解液 例 普通镀镍用电解液 主盐 NiSO4和 或 NiCl2 提供镍离子 附加盐 硼酸 维持电解液的pH值 添加剂 十二烷基硫酸钠 降低镀层孔隙 有的配方加入NaCl或Na2SO4增加电解液的导电性 电镀技术基础 电镀主要工艺参数 A 电解液成份各组分 主盐 附加盐 添加剂 络合剂 的浓度或浓度范围 常用单位 g L或ml L pH值等 B 电流密度阴极电流密度ic 或记为Dk 常用单位 A dm2 C 温度槽液温度D 时间电镀时间E 槽电压D 搅拌 电镀技术基础 镀层质量外观 色泽 亮度 起泡 烧伤 粗糙度 脱皮等等 厚度 镀层的平均厚度 厚度均匀性 结合力 镀层与基体金属的结合力 防腐能力 镀层本身的防腐能力及保护基体金属不被腐蚀的能力 氢脆 基体金属因为电镀过程吸入氢产生脆性断裂 硬度 镀层的硬度 耐磨性 镀层耐磨损的能力 电镀技术基础 影响镀层微观质量的关键因数 A 温度的影响 一般认为温度升高 使镀层结晶粗大 B 电流密度的影响 一般认为电流密度大 会使镀层结晶粗大 C 镀液pH的影响 对结晶影响不特别明显 D 电镀时间的影响 时间越长晶粒越粗 E 添加剂的影响 合适的添加剂会细化晶粒 电镀技术基础 镀层的作用及分类 作用防腐 防锈 防磨损 高硬度 美观分类 按使用目的分 A 防护 装饰性镀层 提高金属制品或零部件在服役环境中的抗腐蚀能力 或同时赋予制品美观外表的作用B 功能性镀层 耐磨镀层 减磨镀层 修复性镀层 导电镀层等 电镀技术基础 镀层选择实例 电镀技术基础 电镀方式 标准施工与基本技能 电镀的工艺过程 前处理包括抛光 打磨 除油 除锈 活化等多道工序 前处理的质量直接影响到镀层与基体之间的结合力和镀层的完整性 电镀包括挂镀 滚镀 刷镀 阳极化 化学镀控制工艺参数 槽液成份 电流密度 槽液温度 电镀时间后处理包括封闭 钝化 着色 烘干 除氢等工序后处理关系到镀层的防护性和装饰效果 前处理 电镀 后处理 标准施工与基本技能 影响镀层质量的主要因素 10 5 80 镉层质量不合格 80 90 100 累计影响度 100 25 50 0 75 其它原因 主槽 前处理 后处理 95 5 标准施工与基本技能 前处理1 打磨 打磨也叫磨光 就是在特制的皮布轮外圆上黏附金刚砂或其它磨料 在高速旋转下除去待电镀件表面的氧化皮或对待电镀件表面进行光亮精饰的前处理加工方法 常用的打磨材料有 人造金刚砂 刚玉 金刚砂 不同基体材料磨光转速选择 标准施工与基本技能 前处理2 喷砂 喷砂是以高压空气流将用作打磨料的砂子吸入后集中喷打在待镀件表面 从而使待镀件表面获得一定的清洁度和要求的粗糙度的一种前处理加工方法 喷砂分为干式喷砂和湿式喷砂常用的喷料有铜矿砂 石英砂 金刚砂 铁砂 海南砂等常规的喷砂工艺主要是控制砂粒的粒度和压缩空气的压力 另外还有研磨 抛光 滚光等机械前处理工艺 标准施工与基本技能 前处理3 除油 就是利用有机溶剂或无机溶剂 采用手工或者化学 包括电化学 方法 将待镀件表面的油脂 矿物油或动植物油 完全清除干净的一种电镀前处理工序 除油是金属表面处理过程中不可缺少的第一道工序 除油的质量直接影响镀层的结合力 进行化学除油或电化学除油后必须先进行温水清洗再冷水清洗 除油分为 有机除油 手工除油 化学除油 电化学除油 标准施工与基本技能 前处理 常用金属常规除油工艺规范 g l 标准施工与基本技能 前处理4 酸蚀 活化 将待镀件放到酸性溶液中 用化学或电化学的方法 除去待镀件表面的锈蚀或者其它各种氧化物 并进一步活化待镀件表面 让金属结晶呈现活化状态的电镀前处理工艺 酸蚀和活化在锈蚀严重时应分开进行 酸蚀时作用于整个待镀件 酸的浓度较高 作用时间较长 活化主要作用于待镀件表面 酸的浓度较低 作用时间短 活化是电镀前处理的最后一道工序 活化后的工件要即刻进入下一道工序 冲洗或电镀 酸蚀或活化会造成氢脆 所以 对氢脆敏感的金属要用阳极电解酸蚀法或者电镀后进行除氢烘烤 标准施工与基本技能 电镀 镀镉 1 镀镉 镉的元素符号为Cd 原子序号为48 为5周期 B族元素 相对原子量112 41 相对密度8 64 熔点320 9 镉主要用于钢 铁 铜 黄铜和其它金属的电镀 对碱性物质的防腐能力强 镀镀层是钢铁制作中比较常用的防护性镀层 在海洋环境中 镀镉是阳极性镀层 对钢铁基体有良好的电化学保护作用 特别是经化处理后的镀镉层有较好的抗蚀性能 虽然由于镉对人体有严重的危害 在常规工艺中已不用镀镉工艺 但由于镀镉层在海洋环境中的防腐能力是镀锌层的3倍 所以在船舰和航空器中还是一直选用镀镉工艺 镀镉加工场所除应有必要的排放设备外 操作时应戴个人防毒面具 不应在生产场所进行食和吸烟 环保规定生产场所氧化镉的最高容许浓度为0 1mg m3 标准施工与基本技能 电镀 镀镉工艺分类 镀镉 氰化物镀镉 无氰镀镉 低氢脆镀镉 主要用于高强度钢 酸性镀镉 镀液成份简单 电流效率高 但镀层结晶比较粗糙 碱性镀镉 镀层结晶细致 但电流效率低 光亮镀镉 应用广泛 标准施工与基本技能 电镀 镀镉主要工艺参数 标准施工与基本技能 电镀 铝合金阳极化 2 铝合金阳极化 将铝或铝合金浸泡在电解质溶液中 通过外部施加阳极电流 使其表面形成氧化膜的一种材料保护技术 又称表面阳极氧化 铝或铝合金材料或制品经过表面阳极化处理后 其耐蚀性 硬度 耐磨性 绝缘性 耐热性等均有大幅度提高 铝的阳极氧化一般在酸性电解液中进行 以铝为阳极 在电解过程中 氧的阴离子与铝作用产生氧化膜 这种膜初形成时不够细密 虽有一定电阻 但电解液中的负氧离子仍能到达铝表面继续形成氧化膜 随着膜厚度增大 电阻也变大 从而电解电流变小 这时 与电解液接触的外层氧化膜发生化学溶解 当铝表面形成氧化物的速度逐渐与化学溶解的速度平衡时 这一氧化膜便可达到这一电解参数下的最大厚度 铝的阳极氧化膜外层多孔 容易吸附染料和有色物质 因而可进行染色 提高其装饰性 氧化膜再经热水 高温水蒸气或镍盐封闭处理后 还能进一步提高其耐蚀性和耐磨性 标准施工与基本技能 电镀 铝合金阳极化分类 硬质阳极化 磷酸阳极化 硼硫酸阳极化 着色阳极化 铬酸阳极化 硫酸阳极化 铝合金阳极化 标准施工与基本技能 电镀 各种铝合金阳极化的特点 A 着色阳极化 主要用于装饰件B 硫酸阳极化 应用广泛 工艺简单 污染少 膜层较硬 主要用于客舱件 C 铬酸阳极化 应用广泛 工艺简单 污染大 抗腐蚀能力强 跟漆层结合力高 D 硬质阳极化 膜层硬底高 耐磨性好 E 磷酸阳极化 操作简单 主要用于铝合金粘接的预处理 F 硼硫酸阳极化 新工艺 污染少 正在逐步代替铬酸阳极化 标准施工与基本技能 电镀 硫酸阳极化工艺参数 标准施工与基本技能 电镀 铬酸阳极化工艺参数 标准施工与基本技能 电镀 铝合金化学氧化 3 铝合金化学氧化 阿罗丁处理 利用铝合金的易氧化性质 将铝合金浸泡在酸性或碱性溶液中 在不通电的情况下让铝合金表面生成一层致密的氧化膜层的表面处理方法 铝合金化学氧化 氧化膜较薄 厚度约为0 5 4微米 且多孔 质软 具有良好的吸附性 可作为有机涂层的底层 但其耐磨性和抗蚀性能均不如阳极氧化膜 铝合金化学氧化设备简单 操作容易 可以直接在飞机上现场涂刷 铝合金化学氧化膜在水未干以前特别容易抺去 所以一定要烘干以后才可搬运 后处理2 钝化 封闭处理是将电镀后的制件或材料浸入特定的溶液中 将化学性质较活泼的镀层转变成稳定的镀层 以提高镀层防护能力的电镀后处理工艺钝化不但可以提高镀层的防护能力 同时也在很多情况下使镀层外观更加美观 彩色钝化 镀镉层未钝化前为银白色 经铬酸钝化后为彩色膜 标准施工与基本技能 标准施工与基本技能 电镀 铝合金化学氧化工艺参数 后处理1 封闭 封闭处理是将电镀后的制件或材料浸入特定的溶液 或有机溶剂 中 使高孔隙率的电镀膜层变成稳定致密电镀膜层的电镀后处理工艺 由于阳极氧化膜的多孔结构和强吸附性能 表面易被污染 尤其处在腐蚀性环境中 腐蚀介质进入孔内易引起腐蚀 封闭是弥补表面阳极氧化膜高孔隙率和强吸附力的缺陷重要措施 因此氧化膜无论是否进行染色处理 均应及时进行封闭处理 以提高零部件的抗腐蚀性 耐晒性 耐磨性和绝缘性 氧化膜封闭处理技术包括 稀铬酸盐封闭法 高温去离子水封闭法 水解盐封闭法和有机物封闭法 标准施工与基本技能 后处理3 着色 着色是将刚完成表面处理的制件或材料浸入由各色颜料或染料配制成的着色溶液中 使制件的氧化膜层 或某些电镀膜层 生成各种不同的颜色的表面后处理工艺 着色的是利用氧化膜的多孔性质 孔隙率达30 左右 让颜料分子通过吸咐作用进入孔隙内而显色 在着色以后也要进行封闭处理 否定色彩很容易磨损 染色颜料可以是有机颜料和无机颜料 但实际生产中常用的是有机颜料 有机着色工艺稳定 色泽较好 标准施工与基本技能 后处理4 烘干 利用加热或吹风设备 将电镀完成后的产品烘干 刚生成的电镀膜层在湿润状态下还比较脆弱 容易磨损 特别是化学转换膜 在没有烘干的情况下从挂具上拆下电镀产品容易损伤膜层 所以一般都要求用压缩空气或烘干炉将电镀件烘干后再拆下 过高的烘干温度会损伤某些钝化膜层 从而降低其抗腐蚀性能 标准施工与基本技能 后处理5 除氢烘烤 将工件加热至某一温度 保温一段时间 使溶于电镀件中的氢随溶解度变小而逐渐析出的工艺方法以 氢脆 电镀件在电镀处理过程中 溶液中的氢原子 主要是酸洗和电镀阴极析出氢 会溶于电镀件中 聚合为氢分子 造成应力集中 产生氢脆 应该说金属都有吸氢现象 只是程度不同 一般对氢吸附能力强的金属此现象较明显 这些金属中最大的是铬 其次是铁及其合金等 其他金属很小或者几乎没有 氢脆一旦产生 破坏力极大 而且不可逆转 氢脆不但会缩短零件的使用寿命 严重的会造成零件报废 所以对于氢脆敏感的金属电镀后要尽快 电镀后4个小时内 除氢 越快越好 对于高强度钢 尽量采作低氢脆电镀工艺 对于重镀件 要除氢后再重镀 以减少氢脆产生和可能性 标准施工与基本技能 后处理 除氢 除非有特别说明 所有硬度达到或超过HRC40 强度180ksi 的钢制零件在镀镉后4小时内必需进行烘烤以消除氢脆 记录并保存每一批的除氢工艺参数以证明该批零件已经进行过适当的除氢 A 如果没有特别说明 在镀镉后4小时之内按下列工艺参数对铁合金零件进行除氢 渗碳件和440系列不锈钢件在135 13 5 下保温5 8小时 热处理后抗拉强度在160 220ksi的外螺纹件在190 13 5 下保温最小23小时 所有的弹簧件和所有抗拉强度在160 220ksi的其它零件在190 13 5 保温至少8小时 热处理后抗拉强度在180ksi的沉淀硬化不锈钢零件在190 13 5 下至少保温23小时 标准施工与基本技能 后处理 除氢 B 下面的铁合金零件不需要烘烤除氢所有的最大抗拉强度在180ksi以下的17 4PH 15 5PH 17 7PH沉淀硬化不锈钢 处理CH900状态下的17 7沉淀硬化不锈钢 A 286300系列不锈钢 所的的抗拉强度低于180ksi的铁合金零件 不包括上面A所描述的 标准施工与基本技能 镀层质量检测1 外观检测 主要是目视检测 包括色泽 亮度 水渍 起泡 烧伤等2 物理性能检测结合力检测 厚度检测 镀层重量检测 硬度检测 镀层脆性测试 氢脆测试等3 防护性能检测盐雾试验 腐蚀气体试验 室外暴露试验等 标准施工与基本技能 镀层质量检测 镀层结合力检测 有弯曲法 锉边法 划痕法 粘接拉力法 但最常用的是弯曲法 在电镀现场检测镀层的简易方法是对片状的电镀试片直接用手进行反复弯曲至断裂 查看断裂处镀层有无脱落 或者是用一块试验用的胶纸粘接在镀层表面上 然后再用力撕开 查看粘接面有无镀层 标准施工与基本技能 镀层质量检测 镀层厚度检测 磁性测厚 主要应用于磁性基体上的非磁性镀层 主要有磁性测厚仪 非损伤测厚 涡流测厚 主要应用于金属基体上的金属或非金属镀层 也可用于非金属基体上的金属镀层 主要有涡流测厚仪 非损伤测厚 另外还有射线测厚仪 光谱测试仪 化学测厚法 标准施工与基本技能 镀层质量检测 镀层氢脆测试 常用的氢脆测试方法有好几种 但常用的主要有往复弯曲试验法和延迟破坏试验法 往复试验法 适用于低脆性材料 这种方法是采用跟电镀制件相同或类似材料制成测试试片 150mm 13mm 1 5mm 并将试片处理到规定的硬度后进行相同的电镀工艺处理 然后用往复弯曲试验机让试片在以一定的速度和一定的角度进行缓慢的弯曲试验 直至试片断裂 评价的方法是将弯曲断裂时的次数乘以角度 数值越大 氢脆越小 延迟破坏试验 适用于高强度钢 这种方法是按要求将跟制件相同或类似的材料制成标准的测试棒进行同样的电镀工艺处理后 放在持久强度试验机或蠕变试验机上 使试棒受到小于破坏程度的应力作用 观察其断裂时间 如果在规定的时间没有断裂 则表明产品合格 航空上主要用此种方法 标准施工与基本技能 电镀工艺配方 即槽液成份 是电镀工艺的核心 合格的镀层是从采用了合适的工艺配方的镀槽中镀得的 一个合适的电镀工艺配方包括主盐 配位盐和辅助盐 添加剂等 以及他们各自的含量 对槽液成份的控制是工艺参数的重要内容之一 为了保证槽液成份在工艺要求范围之内 除了在首次配制槽液时要严格按要求配制并分析外 还必须要对电镀槽液进行定期分析并出具报告 按需添加各种成份 为了保证槽液成份始终在工艺要求范围内