电镀学基础ppt课件

.,1,带着以下问题去学习,1.电镀的主要作用2.电镀的概念及分类3.电镀的基本工作流程4.电镀液中的主要成分及其作用5.镀锌层质量要求6.滚镀的优缺点,.,2,第一章、电镀概述,第一节电镀工业的发展历程简介在电镀工业发展史上，最早的一篇镀银文献是由意大利的布鲁纳特利教授在1800年发表的，大约在1805年，又提出镀金。直至1840年，英国的埃尔金顿申请了氰化镀银的第一个专利，并应用于工业生产，这就是电镀工业的开始。,.,3,解放前，我国的电镀工业基本上是一个“空白”，只在上海天津等少数沿海城市有几个小作坊，但也大多数为外国资本家控制着，并且技术保密，生产能力低，工人的劳动强度大，只能镀一些日常小商品。解放后，随着机器制造业的迅速发展，许多生产线投入运营，为电镀工业提供物质基础，近20多年来，我国在开发、研究电镀新工艺，新技术方面取得了很大的进步。例如，无氰电镀、光亮电镀、低铬和无铬工艺等，已逐渐应用生产中，机械化程度不断提高，自动化操作也逐渐推广，工人的环境大大改善，生产效率显著提高。,.,4,第二节电镀工业在国民经济中作用,据资料统计，全世界钢铁产量的1/3因为各种腐蚀原因而变成废料，如果其中的2/3能够回收重新冶炼，这样也还有1/9将无法继续使用。腐蚀的后果，不仅限于材料的大量浪费，更严重的是由于一些关键部件或结构的破坏，造成整机失灵而带来的大量加工费用的损失，并且有可能造成无法弥补的重大事故（如飞机失事等）。尽管电镀不能完全解决这些严重问题但作为有效地抗腐蚀方法之一的电镀工艺，在这方面无疑做出了巨大贡献。,.,5,概括起来，电镀的作用主要有以下方面,1.提高耐腐蚀性能这是电镀工业最基本也是最重要的作用例如在钢铁制品上镀锌，能在大气条件下有效地保护金属基体免遭腐蚀。镀镉制品在海洋的环境下也不受腐蚀、破坏。而镀锡制品不仅耐腐蚀性能好而且其腐蚀产物对人体无害，因而广泛用于有机酸接触的钢铁制作的食品容器中。,.,6,2.防护性装饰性能,许多镀层不仅能够起到耐腐蚀防护性能，而且使各种金属制品更加美观，具有良好的装饰作用。此类镀层多使用多层电镀，以日常生活中使用的自行车为例，就是在其表面上镀铜、镍、铬等镀层，起到既耐蚀又美观的防护装饰性能。还有一些工艺品常采用仿金工艺等进行装饰，以提高制品的外观质量。,.,7,3.修复性能,一些重要的零件，如曲轴、转轴、齿轮等磨损后，通过镀铁、镀铜、镀硬铬等修复磨损部位或磨削过度的加工尺寸，具有很大的经济效益。,.,8,4.其他功能作用,许多镀层可以赋予制品某种特殊性能，例如1）耐磨性耐磨镀层主要是借提高金属制品表面表面的硬度以增加其抗磨能力，例如活塞环、轴、冲压模具内腔等多采用镀硬铬。2）减摩性减摩镀层多用于滑动接触面，常用在轴瓦或轴套上，例镀锡或度铅锡合金等。3）导电性在电子工业中需要大量使用表面导电性能好的镀层，一般情况下采取镀铜或镀银、镀金等。,.,9,4）导磁性在录音机、电子计算机等设备中的录音带，磁带等存储装置，需采用镀镍-钴、镀镍-铁合金等。5）焊接性采取电子元件组装时，需要进行钎焊。为了改善他们的焊接性能，需要镀锡、镀铜、镀银或镀铅-锡合金等。6）反光性为了增加某物体的反光能力可以镀铬、镀银、镀铑等。7）防扩散性为了改善机械零件的物理、力学性能，常常进行热处理。但是，如果器件的某个部位，在热处理是不允许概不允许改变原来的性能，就需要把这部分局部保护起来。例，为了防止局部渗碳可采用镀铜工艺，防止局部渗氮可采用镀锡工艺。,.,10,第三节电镀的基本知识,1.电镀的概念利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合力良好的金属或合金沉积过程称电镀。镀层可以使金属、合金、半导体以及含有固态微粒的镀层。2.电镀的分类根据工件的不同使用要求，采取适宜的电镀工艺，可以在工件表面得到所需的不同种类镀层。目前，已经应用于工业生产的电镀工艺种类很多，常用有30余种。,.,11,电镀工艺,单金属镀层（镀锌/铜/镍/铬/锡/银等）含金属的种类合金镀层（镀仿金/度铅-锡合金）阳极性镀层电位负于基体金属电位镀锌层电位不同阴极性镀层电位正于基体金属电位铁工件上镀铜/镍/铬,.,12,3.电镀工艺的基本过程,电镀前处理电镀电镀后处理,.,13,1）电镀前处理,工件在进行电镀之前，要跟据待镀件的材质、表面状况和表面处理要求，进行预处理。例，除去待镀件上的油污、氧化皮及锈蚀物等，使其表面干净，以保证镀层与金属基体有良好的结合力，对有粗糙度或光亮度要求的待镀件，还要进行机械抛光、电化学抛光、喷砂等预处理，以改善镀件的表面状况，保证获得合乎质量要求的金属镀层。,.,14,2）电镀,待电镀工件经过电镀前处理达到质量要求后，才可以进行电镀，但必须严格按照工艺要求和操作规程进行电镀，这样才能获得符合质量要求的镀层。,.,15,3）电镀后处理,电镀后的处理直接影响镀层质量的好坏，是电镀中非常重要的环节，例，电镀后的清洗，驱氢、钝化、防变色等处理，有助于提高镀层的装饰性、耐腐蚀性等相关性能。,.,16,4.电镀液中主要成分的作用,不同的电镀溶液里含有不同的成分，主要包括主盐、导电盐、缓冲液、络合剂、添加剂等，它们各自的作用是：1）主盐是指在阴极上沉积出所要求的镀层金属的盐，主盐的浓度要控制在符合工艺要求的范围内，并应该与其他成分维持恰当的浓度比例。,.,17,2）导电盐,是指提高溶液的电导率，对放电金属离子不起络合作用，的碱金属或算金属的盐类（包括铵盐）如钾盐镀锌溶液中的氯化钾等，导电盐除了提高溶液的电导率之外，还可以使槽液的电压降低，扩大阴极电流密度范围，有助于改善镀层质量。,.,18,3）缓冲剂,一般是由弱酸或弱酸的酸式盐组成，它加入电镀液中，能使溶液的PH值控制在工艺要求范围之内，例，镀镍溶液中硼酸能起到较好的缓冲作用。4）络合剂一般能够络合电镀溶液里主盐重金属离子的物质，称络合剂。例，氰化镀银溶液中的氰化钾。络合剂都能增大阴极极化，使镀层结晶细致，同时能够促进阳极溶解。,.,19,5）添加剂,在镀液中加入少量的某些有机物或无机物，可以改善镀层的结晶状况，提高镀液的分散能力和深镀能力，这些物质称为添加剂。例，光亮剂、润湿剂等。,.,20,5.电镀工作条件的影响因素,电镀工作条件是指进行电镀作业操作过程中的影响因素，包括：阴极电流密度、镀液温度、镀液的搅拌、电源、电镀液的PH值和几何因素的影响等。1）阴极的电流密度在工艺的规定范围内，随着阴极电流的增大，镀层的沉积速度会明显提高。但阴极电流密度超过允许的上限值时，会使工件的棱角、边缘处产生烧焦的现象。,.,21,2）镀液的温度,镀液的温度是电镀的重要条件之一，镀液的温度过高或过低都会给镀层带来影响，所以要使镀液温度维持在工艺要求的范围内。通常温度的升高，可以提高阴极的电流密度，加快沉积速度还能改善电镀液的导电能力、分散能力、促进阳极溶解、减少镀层的渗氢量和提高生产效率。,.,22,3）镀液搅拌,通过搅拌可以加速电镀液的对流降低阴极的浓差极化，提高阴极电流密度，从而在较高的电流密度下也能获得到细致的镀层。搅拌还具有防止氢气在镀件表面滞留而产生麻点、针孔等缺陷的作用。通常的搅拌方法有机械搅拌、阴极移动搅拌和空气压缩搅拌。,.,23,4）电源,电镀生产过程中常使用的电源有硅整流器晶闸管整流器、高频开关电源等。实践证明电流的波形对镀层的结晶组织、光亮度、镀液的分散能力和覆盖能力、合金成分、添加剂的消耗等方面都有影响。现在，除了采用直流电之外，还可以使用脉冲电流，它们在改善镀层、提高效率等方面都有各自的特点。,.,24,5）PH值的影响,因为PH值对添加剂在电极上吸附和络合剂的稳定性有很大影响，所以PH值对这类电镀液具有重要的作用，再生产过程重要严格控制PH值的变化，并经常检测、调整。6）几何因素的影响工件的形状、渡槽的形状阴极的大小、阳极与工件的距离、阴阳极面积比等，都会影响电流密度在工件表面分布的均匀程度，进而影响镀层性能，在电镀生产过程中，合理设计和选用镀槽、挂具、辅助阳极或阴极、工件再度槽中位置等，可提高镀层质量。,.,25,6.镀层的基本要求,为了达到装饰性、耐腐蚀性等目的，对镀层的基本要求有：镀层于基体材料结合牢固、附着力好。镀层完整、结晶致密，空隙率小，光亮镀层有足够的光泽度。具有良好的物理、化学及力学性能。具有符合相关规定的镀层厚度，而且，镀层分布均匀。,.,26,一、滚镀锌的操作,电镀生产设备正向自动化发展，电镀自动线生产效率高，改善劳动条件，减轻劳动强度，稳定镀层质量，厂方单位面积产量高，配备操作人员少等优点。滚镀是使工件不断翻滚，来代替溶液的搅拌，同时工件不断相互摩擦，镀层光亮度较高，电镀时不需要挂具，减少了挂具上的无效镀层，降低电镀成本。缺点：对容易相互贴合的薄片、弹簧、要求保留棱角的工件及质量较大、容易磨损的工件，还有厚度超过10um,一般不宜采用。,.,27,滚镀前生产的准备1.按照电镀安全生产条例操作者应穿戴好劳动保护用品，防止人身事故的发生2.仔细检查工件图样，熟悉工件的材料，电镀要求及电镀厚度等工艺条件，如果工件表面有较多的氧化皮，先进行喷砂或强侵蚀3.启动滚镀线需要加热溶液的加热装置，如化学脱脂溶液，电化学脱脂溶液，热水槽等4.启动电镀设备的电源，试车检查设备是否正常，检查电镀槽槽口上的V型导电座、滚镀桶上接触导电轴、导电轴的软线是否到点良好，如有氧化皮，应处理干净。,.,28,二、装料,装载量要跟据实际情况，一般是滚筒的1/41/3为宜，最大不宜超过1/2。装料少，产量低，而且工件翻转不均匀；装料过多，会造成翻滚不良，使工件电镀不均匀而且沉积速度慢。黏贴的工件和易相互套扣的工件，不能混装在一桶内滚镀。,.,29,三、镀锌,经过电镀前脱脂、除锈的工件，在入槽前还应进行一定的活化处理。滚镀的电流密度按照工艺规定的电流密度，上线执行。电镀过程中，要经常察看电流情况，若气泡不断产生并形成许多泡沫围绕在滚筒周围，