电镀工艺简介.ppt

電鍍知識簡介 李三旭2007年07月11日 一 為什么工件需要鍍膜 功能性通過鍍膜 可轉移運用鍍層金屬的物理和化學性能 如鍍金 鍍銀層有很好的導電 導熱性和化學穩定性 化學鍍鎳層 有良好的耐蝕和電磁屏蔽性能 鍍鉻有優越的硬度和耐磨性能等 裝飾性可利用鍍層在工件表面得到美觀而特別的外觀效果 如塑膠件的化學鍍 在塑膠表面可得到金屬質感的效果 氣相沉積真空濺鍍在工件表面可得到鏡面的外觀效果 二 電鍍的分類 1 按得到鍍層的方法分 水電鍍 化學鍍 化學氣相沉積 如TiO2抗菌材料的沉積 物理氣相沉積 如真空濺鍍 電刷鍍 主要用于超大型設備的鍍膜 2 按鍍層組成分單金屬電鍍 應用較廣的鍍層有鋅 鎘 銅 鉻 錫 鎳 金 銀等 合金電鍍 二元合金電鍍 常用的有錫 鉛合金 鋅 鎳 鋅 鈷 銅 錫等 三元合金電鍍 常用的有銅 錫 鋅 鋅 鎳 鐵等 多元合金電鍍 基本處于研究階段 復合電沉積 電鍍層中嵌入固體顆粒形成復合鍍層 如內應力較小的氨基磺酸鎳鍍層中加入Al2O3固體顆粒 得到的鍍層廣泛用于切割高硬度物品的刀片 三 工業黨用鍍膜方法介紹 水電鍍 水電鍍是最為黨見的鍍膜方式 此鍍膜方式有兩個主要的特征 a 一定要有外加電壓 所以水電鍍的產品只局限在可導電的工件 b 在陰極和陽極表面有持續的電極反應 水電鍍原理 水電鍍電鍍是一種電化學過程 也是一種電化學氧化還原過程 電鍍的基本過程是將零件浸在金屬鹽的溶液中作為陰極 金屬板作為陽極 接直流電源后 在零件上沉積出所需的鍍層 水電鍍的電極反應 以鍍銅為例 陰極 鍍件 Cu2 2e Cu 主反應 2H e H2 副反應 陽極 銅板 Cu 2e Cu2 主反應 4OH 4e 2H2O O2 4e 副反應 化學鍍 化學鍍是通過化學氧化還原反應 還原劑 如次磷酸鹽 甲醛 把鍍液中以金屬鹽形式存在的金屬離子 在工件的表面還原為金屬單質 從而形成鍍層 氧化還原反應為 以化學鎳為例 2H2po2 Ni2 P PO2 Ni 2H2O 其主要特點是 a 不用外加電壓 可在不導電的工件表面得到鍍膜 b 得到的是金屬與非金屬的合金鍍層 鍍膜的耐蝕性和電子屏蔽性大大加強 c 得到的鍍層的均勻性要比水電鍍優越 d 對工件的形狀無要求 適合任何徑深比的工件電鍍 物理氣相沉積 物理氣象沉積是一個物理沉膜過程 成膜過程不發生化學反應 鍍層金屬在強電子束的撞擊下 轉變成氣態原子 分子狀態 然后在電場作用力的牽引下 在工件表面沉積和附著 形成鍍膜 鍍層金屬 高速電子槍 氣態金屬原子 外加電場 在工件表面沉積 其主要特點是 得到的鍍膜非黨均勻 能夠在光滑的工件表面得到鏡面效果的鍍層 氣相沉積很環保 對環境沒有污染 鍍速快 缺點 對于形狀復雜的工件 無法得到完全的鍍膜 化學氣相沉積 化學氣相沉積與物理氣相沉積的沉積方式相同 都是以氣相的形式在工件表面沉積得到鍍膜 唯一的區別是 化學氣相沉積在鍍膜物質氣化過程中還伴隨著氧化 分解等化學反應 電鍍一般工藝流程 工件成形 壓鑄或沖壓 機械前處理 研磨 拋光 噴砂 拉絲等 脫脂 有機溶劑 一般除油劑 酸洗活化 調整工件表面的狀態 預鍍 電鍍 后處理 封孔 鈍化處理等 烘干檢驗包裝 四 鋁 鎂 鋅合金壓鑄件的電鍍工藝介紹 鋁 鎂 鋅都是很活潑的金屬 并且锌为两性金属 在酸 碱溶液中易发生腐蚀 使镀层与基体结合力显著下降 因此 在装饰性电镀中 锌基合金表面的预处理是关键 通常零件经磨 抛光后 以磷酸钠和碳酸钠为主要组分的去油液进行化学和电化学除蜡 脱脂 随后浸氰化钠溶液活化 预镀氰化铜 再镀其它镀种 然而 基体腐蚀难以避免 且存在分散能力和深镀能力问题 往往出现凹槽 内孔缺镀 边角烧焦 产生多孔疏松甚至起泡脱皮等不良镀层 壓鑄件最難處理的壓鑄不良 壓鑄過程中產生的針孔和砂眼 壓鑄件成形后金屬相分布不均 在活化時 金屬相分布不均導致表面酸蝕不一致 產生凸凹不平 脫模劑的殘留 表面活性劑類和有機類溶劑很難清除 鋁 鎂 鋅合金壓鑄件黨見電鍍不良現象 針孔 砂眼 麻點 鍍層結合力差 脫皮 起泡 耐蝕性差 突點 水紋及局部異色 不良原因及對策 造成針孔 砂眼的主要原因 a 工件原素材的缺陷 b 電鍍過程中 濕潤劑添比例不當 c 有機雜質的污染 1 從模具流道的設計方面改進 以減小成形過程中產生的針孔和砂眼 通過成形后的機械前處理 如研磨 機械拋光 或化學拋光的方式 達到表面整平的效果 消除或減少針孔和砂眼 2 調整鍍液中濕潤劑的添加比例 3 對槽液進行活性炭處理 消除有機雜質的影響 改善對策 麻點產生的原因分析及對策 麻點的產生原因 a 油污的附著 b 鍍液緩沖劑不足 對策 a 加強前處理工序 b 調整鍍液緩沖劑含量 結合力不良 原因分析 a 前處理不良 脫脂未淨 脫模劑仍有殘留 b 柔軟劑不足 使得鍍層內應力加大 c 工件在鍍前活化不良 工件鍍前己有局部氧化現象 d 電鍍過程中有停鍍現象 改善對策 a 加強前處理 b 添加柔軟劑 減小鍍層內應力 c 鍍前充分活化 除掉氧化膜 耐蝕性差 不良原因分析 a 電鍍時電流密度過大 造成鍍層粗糙 不致密 b 電鍍時電流在工件上的分布不均導致鍍層厚度不均 影響整體膜層的耐蝕性 對策 a 調整電流密度和整平劑的用量 b 調整陰陽極電極比或采用陰極移動法電鍍 突點 原因分析 a 電鍍時陽極泥污染槽液 b 槽液中有固體雜質 對策 a 增加陽極袋 加強陽極泥的過濾去除 b 用棉芯進行循環過濾 水紋及局部異色 原因分析 a 水洗不充分和水洗水質差 b 挂具導電不良 導致高電流密度區燒焦