环氧磷化电镀技术

1、电镀及环氧、磷化相关知识培训电镀及环氧、磷化相关知识培训 电镀车间陈忠阳电镀车间陈忠阳 2012-5-15成品事业部一、关于电镀一、关于电镀1、电镀的定义：、电镀的定义：电镀就是利用电解原理在某些金属表电镀就是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其它金属、合金或其他材料（如环氧）面镀上一薄层其它金属、合金或其他材料（如环氧）的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层保护膜的工艺从而起到防止腐蚀，提表面附着一层保护膜的工艺从而起到防止腐蚀，提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。这高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。这是广义的电

2、镀定义，它包括了电镀环氧（非金属）。是广义的电镀定义，它包括了电镀环氧（非金属）。在我们公司，电镀通常定义为镀覆镍、铜、锌、锡、在我们公司，电镀通常定义为镀覆镍、铜、锌、锡、金银等金属镀层，这是一种特定的狭义的电镀定义，金银等金属镀层，这是一种特定的狭义的电镀定义，而环氧、磷化等被称之为涂装。而环氧、磷化等被称之为涂装。 2、电镀的原理：在盛有电镀液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的负极和正极联接。电镀液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。通电后，电镀液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成

3、镀层。阳极的金属形成金属离子进入电镀液，以保持被镀覆的金属离子的浓度。电镀时，阳极材料的质量、电镀液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量，需要适时进行控制。 3、目前公司可生产镀种、目前公司可生产镀种 单一镀种：单一镀种：NI、 NICUNI、NICUNI+黑镍、环氧、磷化、黑镍、环氧、磷化、everlube等。生产方式分为滚镀、挂镀、喷涂等。等。生产方式分为滚镀、挂镀、喷涂等。 复合镀种：复合镀种：NICU+环氧、环氧、NICUNI+ ZN3+、 ZN3+ NICU+EVERLUBE、EVERLUBE、 ZN +环氧等。环氧等。4、滚、挂镀的区

4、分标准、滚、挂镀的区分标准 主要介绍滚、挂镀镍；滚、挂镀锌的区分标准，环氧和磷化可参考此标准。主要介绍滚、挂镀镍；滚、挂镀锌的区分标准，环氧和磷化可参考此标准。 基本区分原则：基本区分原则：v方块：方块：a x b x c(abc)v最长边a大于（等于）60mm的产品v最长边a大于（等于）50mm的产品，次长边b大于（等于）15mm的产品v其中两边大于（等于）25mm且重量w大于（等于）30g的产品。v圆柱（圆片）：圆柱（圆片）：d x hv当dh时v外径大于（等于）35 mm的产品。v外径大于（等于）30 mm且重量w大于（等于）30g的产品。v当dh时v高度大于（等于）50mm的产品v高度

5、大于（等于）35 mm的产品，且重量w大于（等于）30g的产品。v深孔产品高度大于（等于）35 mm的产品v其它异形其它异形：v重量w大于（等于）25g的产品v瓦型重量w大于（等于）25g且壁厚大于（等于）3 mm的产品。参考参考“标准标准”：成品事业部技术类文件：成品事业部技术类文件黑片公差设置规范（黑片公差设置规范（QJ/CP04.072011）A版附录二版附录二“滚、挂镀选择原则）滚、挂镀选择原则）QJCP04.07-2011黑片公差设置规范（试行）黑片公差设置规范（试行）1.pdf特殊要求：特殊要求： 角度要求，如：客户要求角度必须是角度要求，如：客户要求角度必须是“C”角；角； 质量

6、要求，如防腐要求较高，就可根据防腐要去选择适合的电镀质量要求，如防腐要求较高，就可根据防腐要去选择适合的电镀方式；方式； 客户指定或者已由客户确定过样品的产品大批量生产；客户指定或者已由客户确定过样品的产品大批量生产；考虑电镀经济性和方便性，兼顾生产效率。如考虑电镀经济性和方便性，兼顾生产效率。如D36*9（69g） 问题：下列产品介于可滚可挂的生产方式，是滚还是挂？问题：下列产品介于可滚可挂的生产方式，是滚还是挂？ D38*D24*3 D42*D22*3 30*12*10 D42*D22*12.5 D48*D26*3 D31*D11*8 D36*9 D37.5*5.55、镀层性能： 镀层厚度

7、范围范围： 单镍电镀层、镍铜镍电镀层：10微米（注：一般不控制单层预镍、铜、亮镀层的厚度） 蓝白锌：4微米 彩锌：6微米 复合镀层：12微米 盐雾试验内控标准 滚镍（包括滚镀镍铜镍）：72h 挂镍（包括挂镀镍铜镍）：16h 蓝白锌：24h 彩锌：48h PCT试验内控标准 镍铜镍镀层或单镍镀层，不分滚、挂镀：48h 特殊客户的盐雾标准特殊客户的盐雾标准 恒磁：恒磁：48h，代表产品：，代表产品：D37.5*5.5 大华机电：大华机电：24h，所有挂镀镍的大华机电产品。，所有挂镀镍的大华机电产品。通过加厚镀层、镀黑镍等措施提高产品盐雾通过加厚镀层、镀黑镍等措施提高产品盐雾 加厚、加黑镍工艺加厚、

8、加黑镍工艺 加厚是使镀层厚度超过加厚是使镀层厚度超过25微米以上；加黑镍工艺是在光亮微米以上；加黑镍工艺是在光亮镍的基础上再镀一层比较薄的黑镍层，一般镍的基础上再镀一层比较薄的黑镍层，一般2-3微米厚度。其微米厚度。其原理是在普通镍镀液中添加亚磷酸，使普通镍层含磷从而达到原理是在普通镍镀液中添加亚磷酸，使普通镍层含磷从而达到黑镍的目的。黑镍的目的。 镀层加厚和加黑镍，归根到底是为了提高镀层防腐性。镀层加厚和加黑镍，归根到底是为了提高镀层防腐性。二、关于环氧二、关于环氧 1、综述、综述 环氧是一种非金属镀层，相比金属镀层，具有防腐性好、环氧是一种非金属镀层，相比金属镀层，具有防腐性好、环保、成本

9、较底等优势，更适合在恶劣环境中使用。公司目前环保、成本较底等优势，更适合在恶劣环境中使用。公司目前可镀覆的环氧方式包括阴极电泳和喷涂，与可镀覆的环氧方式包括阴极电泳和喷涂，与everlube一起统称一起统称“涂装涂装”。2、电泳和喷涂的区别、电泳和喷涂的区别 二者最根本的区别就是操作方式。简而言之，电泳需要装二者最根本的区别就是操作方式。简而言之，电泳需要装挂，喷涂不需要装挂。因此，可以说目前公司所有的产品都可挂，喷涂不需要装挂。因此，可以说目前公司所有的产品都可以喷涂，但并不是所有的产品都可以电泳。以喷涂，但并不是所有的产品都可以电泳。 从产品生产效率上说，喷涂优于电泳，尤其是小规格产品。从

10、产品生产效率上说，喷涂优于电泳，尤其是小规格产品。 从镀层质量上说，电泳优于喷涂。从镀层质量上说，电泳优于喷涂。 其他方面：电泳是一种水溶性涂料，通过电离的作用，在被涂物上析其他方面：电泳是一种水溶性涂料，通过电离的作用，在被涂物上析出均一、水不溶的涂膜的一种涂装方法；电泳后通过超滤回收等措施，具出均一、水不溶的涂膜的一种涂装方法；电泳后通过超滤回收等措施，具有涂料利用率，废水排放少、经济环保等优点。而喷涂就是喷漆（喷汽车有涂料利用率，废水排放少、经济环保等优点。而喷涂就是喷漆（喷汽车烤漆），将油漆和溶剂稀释至一定的比例，通过压缩空气均匀地喷于被涂烤漆），将油漆和溶剂稀释至一定的比例，通过压缩

11、空气均匀地喷于被涂物，其高度分散的漆雾和挥发出来的溶剂，既污染环境，不利于人体健物，其高度分散的漆雾和挥发出来的溶剂，既污染环境，不利于人体健康，又浪费涂料。康，又浪费涂料。 二者的相同部分（就公司目前的情况而言）：电泳和喷涂均属于涂装，二者的相同部分（就公司目前的情况而言）：电泳和喷涂均属于涂装，二者均需要通过高温烘烤、固化才能得出均匀稳定的涂膜。二者均需要通过高温烘烤、固化才能得出均匀稳定的涂膜。3、生产方式选择、生产方式选择 实际生产中，什么产品喷涂，什么产品电泳，一般我们遵循以下原则：实际生产中，什么产品喷涂，什么产品电泳，一般我们遵循以下原则： 质量要求的原则质量要求的原则 生产效率

12、（方便性）高低的原则（考虑能否装挂，掉挂等情况）生产效率（方便性）高低的原则（考虑能否装挂，掉挂等情况） 客户指定原则客户指定原则 其他特例：比如磁组件产品，磁钢间进行粘结，不导电其他特例：比如磁组件产品，磁钢间进行粘结，不导电4、环氧镀层质量内控标准、环氧镀层质量内控标准 电泳、喷涂镀层：盐雾试验电泳、喷涂镀层：盐雾试验48h 电泳、喷涂镀层：厚度电泳、喷涂镀层：厚度10-25微米微米 PCT:环氧镀层一般不做环氧镀层一般不做PCT，但有些客户，但有些客户要求环氧镀层必须经要求环氧镀层必须经PCT试验，因此环氧镀试验，因此环氧镀层一般做层一般做“不饱和不饱和PCT”，内控标准，内控标准“暂定

13、暂定”为为12h。5、喷涂与电泳质量差别、喷涂与电泳质量差别 涂层不耐磨，在使用过程中易刮伤涂层不耐磨，在使用过程中易刮伤 产品外观较粗糙产品外观较粗糙 复合镀层加喷涂黑环氧产品结合较差，在产品边角易复合镀层加喷涂黑环氧产品结合较差，在产品边角易产生碰撞脱环氧现象，如产品无法采用装挂电泳时，需将产产生碰撞脱环氧现象，如产品无法采用装挂电泳时，需将产品角度尽量到大，减少碰撞脱环氧现象。品角度尽量到大，减少碰撞脱环氧现象。三、关于三、关于everlube Everlube是一种进口环氧类涂料。涂料使用大量的铝粉为颜料，色泽为银灰色，但经过施工（烘烤固化）后，涂膜颜色成银灰色到金黄色。由于其耐腐蚀性

14、好，已成为公司近年来发展很快、具有强烈竞争力的一个全新镀种。 1、施工方式：喷涂。目前公司大部分everlube镀种是以全自动线喷涂，全自动线适合批量较大，结构简单的产品规模化生产，具有生产效率高，产品质量稳定均一的特点。而公司另有两台半自动喷涂机，主要用于黑环氧喷涂、everlube样品生产和批量产品喷涂的补充 2、满足everlube生产的必要条件 客户订单要求或经公司推荐、客户确认过的订单 产品单重不能小于1g，对于1g以下的产品必须先经过确认或者试样（避免被喷枪空气吹走） 产品内孔深度不能大于3mm，孔径不能小于2mm。内孔深度和直径有一个条件无法满足以上要求的产品要经评审确认或试样，

15、如两个条件都无法满足，则不能进行everlube生产 产品要能“平放”水平放置，而且还要能放“稳”（避免被喷枪空气吹动） 单重大于500g的产品基本不适合喷涂everlube 单重大于50g的产品不适合在自动线大规模生产，因为自动线翻面前没有足够的时间使产品冷却 3、everlube生产实例：生产实例： 目前自动线生产批量最大的产品规格目前自动线生产批量最大的产品规格27*12.4*3.3 目前生产目前生产everlube镀种最小产品镀种最小产品D6*D1.5*2.5 目前生产单重最大的产品目前生产单重最大的产品62.23*50.8*12.878，单重达单重达310g 目前生产尺寸最大的产品规

16、格：目前生产尺寸最大的产品规格：130*20*10，单，单边最大尺寸达到边最大尺寸达到130mm 说明：后面三种产品只能在半自动喷涂机上生产。说明：后面三种产品只能在半自动喷涂机上生产。 4、everlube镀层性能内控标准 单一everlube镀层：盐雾试验 24h（48h） 单一everlube镀层：pct 72h 单层单层everlube镀层：厚度 8微米 金属镀层+everlube：盐雾试验 96h 金属镀层+everlube：pct 120h 金属镀层+everlube：镀层厚度12微米 说明：pct指“不饱和pct试验”。镀层厚度为“局部最小镀层厚度”，如是复合镀层则是所有镀层的厚

17、度总和。目前公司金属镀层+everlube中 的金属镀层应用最多的是镍铜镀层。 四、关于磷化四、关于磷化 磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。 磷化本身没有镀层，只有一层薄膜，通常不计厚度（无镀层厚度）。工业上对厚膜磷化是以“单位面积内磷化膜的重量（g）”表示磷化膜的厚度。 几点说明： 所有的环氧、喷涂产品前处理都需要进行磷化 目前所说的“钝化”，其实也是一种磷化 磷化膜的防腐蚀功能有限。公司生产

18、磷化产品的控制标准是在“真空包装”条件下，保证4-6个月不生锈。车间常用的检测手段是以3%的盐水（nacl溶液）常温下浸泡2.5h不生锈为标准。公司没有进行过磷化膜的“中性盐雾试验”检测 磷化膜的颜色是多样的，有灰黑色，也有五彩色。只要颜色均匀、稳定，磷化膜都是合格的 合格的磷化膜允许有轻微的“磷化粉”存在 磷化前必须经过酸洗，只有酸洗会使产品尺寸变小，而磷化镀层不改变，也无法改变产品公差。 磷化的发展方向： 1、由于“磷”通常是以磷酸根的形式存在，对环境污染较大，能使水体营养化，国家一直在控制“磷”的排放。因此，公司磷化未来的发展方向是开发“无磷磷化”。目前车间内部已立项，预计下半年就可推出

19、样品。 2、在无磷磷化的基础上，磷化膜的防腐性进一步提高。目标是常温下3%盐水浸泡试验超过3h。 3、在保证防腐性的前提下，开发试验无磷磷化后的不含“三价铬”钝化。五、几种镀层性能对比五、几种镀层性能对比1、单一镀层 镀层硬度最好： 镍铜镍镀层 镀层盐雾试验最好： 环氧镀层 镀层pct试验最好： everlube镀层 适合高温环境使用： 镍铜镍镀层、everlube镀层2、复合镀层 金属镀层+everlube：不饱和pct试验最好 如：50*13*3 nicu+everlube 盐雾试验可达100h以上 不饱和pct试验240h 金属镀层+环氧（喷涂） 盐雾试验大幅度提高 如：D107.95*

20、D78.232*6.274 Zn+环氧镀层 金属镀层+金属镀层 如：GBL客户所有产品，镍铜镍+锌 六、影响钕铁硼电镀质量的因素六、影响钕铁硼电镀质量的因素或电镀技术瓶颈或电镀技术瓶颈 1、电镀过程产品有、电镀过程产品有“骨头效应骨头效应”（镀镍铜镍镀层明显），故（镀镍铜镍镀层明显），故黑片公差对电镀影响较明显，较难满足客户对尺寸公差要求黑片公差对电镀影响较明显，较难满足客户对尺寸公差要求较高的需求问题。较高的需求问题。2、复合镀层（尤其是镍）加喷涂黑环氧产品结合力问题。复合镀层（尤其是镍）加喷涂黑环氧产品结合力问题。3、线切割产品根据切割印深浅情况，酸洗前必须采取特殊处、线切割产品根据切割印

21、深浅情况，酸洗前必须采取特殊处理，如打磨或喷砂。理，如打磨或喷砂。4、时效产品正常酸洗无法满足产品外观要求，必须打磨或喷、时效产品正常酸洗无法满足产品外观要求，必须打磨或喷砂将产品表面无法去除膜层处理后再酸洗。砂将产品表面无法去除膜层处理后再酸洗。5、产品防腐性能无法满足客户更高标准的要求（风电产品）。、产品防腐性能无法满足客户更高标准的要求（风电产品）。6、小规格产品镀覆环氧要求挂点修补等问题。、小规格产品镀覆环氧要求挂点修补等问题。7、黑片加工质量、材料质量、材料密度（疏松程度）等因素、黑片加工质量、材料质量、材料密度（疏松程度）等因素对电镀质量的影响。对电镀质量的影响。8、各工序过程流转

22、时间长短（产品已开始轻微腐蚀）对电镀、各工序过程流转时间长短（产品已开始轻微腐蚀）对电镀质量的影响。质量的影响。9、everlube生产效率：小规格产品摆放，翻面。自动线生产生产效率：小规格产品摆放，翻面。自动线生产 中的翻面和冷却问题。中的翻面和冷却问题。10、电镀的前处理、电镀过程对产品磁性能的影响、电镀的前处理、电镀过程对产品磁性能的影响“量化量化”问问题。题。11、高牌号（如、高牌号（如N50、N52)产品电镀过程（包括振磨倒角）中产品电镀过程（包括振磨倒角）中容易缺角的问题。容易缺角的问题。12、面对日益提高的环保标准，电镀过程中、面对日益提高的环保标准，电镀过程中“三废三废”的排放

23、问的排放问题。题。13、电镀技术人员和管理人员知识面。、电镀技术人员和管理人员知识面。附录：各种镀层的特点与不足一、电镀镍层的特点及应用一、电镀镍层的特点及应用 1、 电镀镍层在空气中的稳定性很高，由于金属镍具有很强的钝化能力，在表面能电镀镍层在空气中的稳定性很高，由于金属镍具有很强的钝化能力，在表面能迅速生成一层极薄的钝化膜，能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀；迅速生成一层极薄的钝化膜，能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀； 2 、电镀镍结晶极其细小，并且具有优良的抛光性能。经抛光的镍镀层可得到镜面、电镀镍结晶极其细小，并且具有优良的抛光性能。经抛光的镍镀层可得到镜面般的光泽外表，同时在大气中可长期保持其

24、光泽。所以，电镀层常用于装饰；般的光泽外表，同时在大气中可长期保持其光泽。所以，电镀层常用于装饰； 3 、 镍镀层的硬度比较高，可以提高制品表面的耐磨性；镍镀层的硬度比较高，可以提高制品表面的耐磨性； 4 、耐较高的温度、可以在温度较高的环境使用。、耐较高的温度、可以在温度较高的环境使用。电镀镍层的不足之处电镀镍层的不足之处1 、由于镍镀层空隙率较高，使得镍镀层只用在足够厚（、由于镍镀层空隙率较高，使得镍镀层只用在足够厚（40-50um）且没有空隙时）且没有空隙时,防腐性能才好防腐性能才好2 、镍层易产生皮肤过敏反应、镍层易产生皮肤过敏反应3 、 镍的价格昂贵，造成带镍镀成本增加镍的价格昂贵，

25、造成带镍镀成本增加二、电镀铜层的特点及应用二、电镀铜层的特点及应用 1 、改善镀层结合力、改善镀层结合力 ，常常是作为其他镀层的中间层或底层以提高表面镀常常是作为其他镀层的中间层或底层以提高表面镀层与基体金属的结合力；层与基体金属的结合力； 2 、提高镀层耐蚀性，柔韧而孔隙率低的铜镀层，对于提高镀层间的结合、提高镀层耐蚀性，柔韧而孔隙率低的铜镀层，对于提高镀层间的结合力和耐蚀性起重要作用力和耐蚀性起重要作用； 3 、每种金属在温度改变时，其膨胀系数不同，铜镀层可以吸收热应力作、每种金属在温度改变时，其膨胀系数不同，铜镀层可以吸收热应力作热胀阻挡层，对塑料基体特别重要，与其他金属导电层相比，铜镀

26、层具热胀阻挡层，对塑料基体特别重要，与其他金属导电层相比，铜镀层具有应力小、机械强度高等特点；有应力小、机械强度高等特点；4 、铜的价格较低，可当中间镀层，减少昂贵的镍的用量；、铜的价格较低，可当中间镀层，减少昂贵的镍的用量；5、局部的防渗碳，由于碳在铜中扩散很困难，因此对于局部需要渗碳处理、局部的防渗碳，由于碳在铜中扩散很困难，因此对于局部需要渗碳处理的零件，常用铜层作为不渗碳部位的防渗碳镀层。的零件，常用铜层作为不渗碳部位的防渗碳镀层。电镀铜层的不足之处电镀铜层的不足之处1 、易被氧化，铜层一般不单独用作防护装饰性镀层、易被氧化，铜层一般不单独用作防护装饰性镀层 三、电镀锌层的特点及应用三

27、、电镀锌层的特点及应用 1 、锌镀层一般较薄，骨头效应不明显，对产品公差较紧产品、锌镀层一般较薄，骨头效应不明显，对产品公差较紧产品也可满足；也可满足；2、锌资源丰富，相对其他金属价格低廉，镀层经钝化后外观、锌资源丰富，相对其他金属价格低廉，镀层经钝化后外观漂亮，镀锌是电镀用量最大的金属。漂亮，镀锌是电镀用量最大的金属。3、色泽较美观，蓝白与五彩色、色泽较美观，蓝白与五彩色4、防腐性较好蓝白、防腐性较好蓝白24小时、五彩色小时、五彩色48小时小时 电镀锌层电镀锌层的不足之处的不足之处 1、不耐高温，一般使用环境温度建议在、不耐高温，一般使用环境温度建议在70度以下；故不能满度以下；故不能满足足PCT、恒温恒湿要求、恒温恒湿要求2、锌层较柔软、易刮伤、锌层较柔软、易刮伤四、电泳环氧层的特点及应用四、电泳环氧层的特点及应用1、具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料，、具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料，具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性 ，耐大多数霉菌，耐大多数霉菌，可以在苛刻的热带条件下使用可以在苛刻的热带条件下使用 2、 产品基体与涂层结合力良好产品基体与涂层结合力良好3、