6-3第三节电镀工艺

1、1)镀珞工艺(1)镀前准备工作 尺寸；清洁被镀表面 扎上绝缘材料。(2)配制电解液使其工作温度保持在55-65C之间。第三节电镀工艺电镀工艺是利用电解原理在金属或非金属零件表面上镀覆一层金属的过程。它是一种修复工艺, 也是一种强化工艺。可以修复磨损严重的零件使之恢复原设计尺寸和改善零件工作表面的性能，如 提高耐磨性、耐蚀性等。电镀工艺广泛应用于修船，例如活塞环槽、缸套镀锯、曲轴镀铁等。近年 来电刷镀，即无槽电镀的应用进一步扩大了电镀工艺在修船领域屮的应用。一、电镀1. 电镀工艺电镀分为有槽电镀和无槽电镀一一电刷镀。有槽电镀是以被镀零件作为阴极，欲镀金属作为阳极，并使阳极的形状符合零件待镀表面的

2、形状。电镀槽i般采用不溶金属或非金属， 如铅、铅铢合金、塑料等。电解液是所镀金属离子的盐溶液。电镀使用直流电源。 电镀时，阳极金属失去电子变为离子溶于电解液中，即发生氧化反应；阴极附近的离子获得电子而沉积于零件表面，即发生还原反应。根据电镀质量、镀层厚度等的不同，电镀时所选用的电流密度、电解液的温度、电镀时间等工艺参数不同。严格控制电镀工艺参数是获得优良镀层的关键。目前船机零件常选用镀锯和镀铁来修复或强化零件工作表面。2. 镀锯镀鎔时，零件作为阴极，采用铅铢合金作阳极，用锯肝(CrO 3)和和硫酸(H 2SO4 )制成电解 液盛于电镀槽中进行电镀。首先机械加工零件被镀工作表面，使其具有正确的几

3、何形状和一定的(除油脂和污物),以提高镀层与零件表面的结合强度；将不镀表面包(3) 镀銘根据要求的銘层性质和厚度选用电镀工艺参数进行电镀。(4) 镀后的热处理对于较重要的零件，当镀辂层厚度超过 0.1mm时应进行驱氢热处理,清除内应力以提高镀銘层的韧性和与零件表面的结合强度。(5) 镀鎔表面的机械加工一般釆用磨削加工來达到要求的尺寸和几何形状精度。2)镀锯工艺的特点(1) 镀銘是在低温 5565C范围内进行的，对零件材料的组织和性能(包括热处理状态)无任何影响，不会产生变形、开裂等缺陷。(2) 镀锯层与零件基体金属的结合强度高，甚至超过本身晶间结合强度，这与零件镀前 准备工作质量密切相关。(3

4、) 镀銘层的硬度和强度高。銘层的硬度一般可达HV40 01200,加热到300500C时洛层硬度几乎不变。锯层的强度随其厚度变化，镀层越薄强度越高，镀层厚度为0.1mm时，o b=500600MPa,当銘层厚度增至0.5mm时Ob=160300MPa。这是由于镀銘过程屮晶体组织转化和氢气渗入使锯层产生很大内应力，使脆性增加，并随厚度增加而增大。(4) 镀銘层具有很高的化学稳定性，在大气屮能够长时间保持光泽。(5) 锯层的硬度高，摩擦系数小，具有较高的耐磨性，可使零件的耐磨性提高250倍。(6) 锯层的允许厚度一般为 0.10.25mm, 一般控制在0.5mm以内。(7) 銘的沉积速度较低，生产

5、率低而成本高。镀锯过程屮有大量气体逸出，带出锯酸， 危害人体皮肤、眼睛和呼吸道，所以镀锯车间必须通风良好。3）耐磨镀锯层的种类耐磨镀辂层是用于提高零件表面耐磨性，延长使用寿命和用于修复磨损、腐蚀的零件。按锯层结构分为两种：（1）硬质镀銘层 銘层硬度高，耐磨性好，具有一定的韧性。改变电镀工艺参数可获得 三种不同镀锯层，灰色（无光泽）镀珞层、光泽镀珞层和乳白色镀珞层。其工艺参数和镀钻层性能如表6-3所示。6-3各种硬质镀锯层工艺参数和性能种 类工艺条件镀锯层性能灰色镀锯层电解液温度低（3540o）,电流密度较高硬度高（HV1200 ）、脆性大、结晶组织细小，有较少的 网、状裂纹，表面光亮光泽镀銘层

6、电解液温度和电流密度 均为中等硬度较高（HV800-1200 ）、脆性小、结晶组织细小，有 较少的网、状裂纹，表面光亮乳白色镀锯层电解液温度较高（65o）,电流密度较低硬度低（HV400-700 ）、韧性较好、裂纹很少或没有，化 学稳定性较高，能承受较大变形，表面呈乳白色硬质镀辂层适用于润滑条件较好，承受负荷不大的零件表面。新造零件镀层厚度一般在0.150.25mm之间，修复零件镀层厚度一般不超过0.5mm。硬质镀銘广泛应用于修船屮，如修复柴油机、压缩机的曲轴和高压油泵柱塞等。一般仅对配合件之一镀锯。（2）松孔镀銘层 鋁层表面呈网状沟纹或多孔状，能够贮存润滑油。当零件工作时，如 果供油不足，润

7、滑油会从零件表面镀层孔隙中流出分布在工作表面各处，从而改善润滑条件，降低零件的磨损。松孔镀銘层的耐磨性取决于网纹的密度、深度和宽度。网纹的形成方法有：机械松孔法，即预先在被镀表面上用机械方法（如铳削、喷丸或滚压）形成小孔或凹坑，然后再镀銘；周期换向松孔法，是镀锯过程屮每镀15min后将阴、阳极进行短时间交换，实施阴极处理后再继续镀锯。松孔镀銘层适用于润滑不良、承受较大负荷的零件。 一般用來提高这种工作条件下零件的耐磨性。柴油机气缸套松孔镀銘层厚度一般为0.150.25mm ,活塞环为0.100.15mm。表6-4和表6-5分别为气缸套和活塞环松孔镀洛层厚度选择。表64气缸套松孔镀锯层厚度选择气

8、缸直径锯层总厚度（mm）柴油机转速500r/min柴油机转速W500i7minW 100100-2000.30-0.400.35-0.45200-3000.40-0.500.45-0.55300-4000.50-0.600.55-0.65400-5000.65-0.75500-6000.75-0.85注：珞层总厚度为气缸直径方向上辂层厚度Z和。表6-5 活塞环松孔镀锯层厚度选择活塞环直径（mm）单面辂层厚度（mm）钻层径向偏差（mm）45-900.10-0.14W 0.0490-1850.14-0.18W 0.04无刻蚀镀铁工艺过程是： 零件在镀前的表面活化处理基采用盐酸水浸洗的方法，腐蚀除去

9、零件待镀表面的氧化膜，屮和去除碱性水膜，形成酸性水膜。然后将零件放人电镀糟屮， 先进行对称交流电活化处理，再进行不对称交流电起镀和过渡镀等。与刻蚀镀铁相比较， 无刻蚀镀铁工艺省去了硫酸阴极刻蚀处理，减少了工序，简化了工艺，减省了设备和降低了污染，从而保证了镀铁的质量和降低了成本。无刻蚀镀铁的镀层结合强度高、耐磨性更好，质量隐定可靠，成品率高。目前，无刻蚀镀铁己广泛应用，尤其在修复磨损失效的柴油机曲轴方面成果显著，修复曲轴长度可达4m以上，使大批报废曲轴重新投入使用，节省了大量经费。此外，镀铁还用 于修复其他磨损、腐蚀的零件，如精密偶件、缸套等。二、电刷镀电刷镀又称快速电镀、 涂镀，是一种无电镀

10、槽的快速电镀工艺。它始于20世纪50年代美国的一种修复电镀废品的镀覆技术，70年代广泛用于飞机、船舶、机车、电子、机械、化工 乃至文物修补和艺术装饰上。1. 电刷镀原理电刷镀也是基于电解原理在零件工作表面上快速沉积金属形成镀层的工艺。刷镀不需电镀槽，只需将零件与直流电源的负极相接，镀笔与正极相接。刷镀时，将蘸满电镀液的镀笔在零件表面上移动，即用镀笔涂刷零件工作表面。在电场作用下，电镀液中的金属离子向零件表面迁移，并从表面获得电子后沉积其上形成镀层。所以，电刷镀是一种设备和工艺大为简化的电镀，如图63所示。2. 电刷键工艺1)设备与电镀溶液电刷镀的主要设备是专用电源，采用无级调节电压的直流电源；

11、常用电压范围为050V。镀笔是电刷镀的主要工具，是由手柄和阳极组成的。阳极为镀笔的工作部分，石墨和钳 钺合金是理想的不溶性阳极材料，其屮石墨应用最多， 只有在修复划伤、 小沟槽及狭窄的棱面时，由于阳极尺寸极小才用钳钺合金阳极。采用石墨阳极时在其外部包扎脱脂棉包套，目的是为了吸附和贮存电镀液，防止两极直接接触产生电弧烧伤零件表面和防止石墨粒子脱落 污染电镀液。石墨阳极的形状依被镀零件表面形状而定。电镀溶液是获得优质镀层和高生产率的关键。根据用途不同有以下三种溶液：(1) 表面预处理溶液为了提高镀层与零件基体的结合强度，不仅用一般的方法清洁零件表面，还必须进行严格的电化学处理，即进行电净处理和活化

12、处理，因此须使用电净液和活化液。电净液：在电净液中用电解的方法清除零件表面上的油膜和杂质污物称为电净处理。电净液为无色透明的碱性溶液，一 10C不结冰，腐蚀性小，可长期存放。零件经电净处理后用 清水冲洗。活化液：在活化液中用电解的方法除去零件金属表面的氧化膜称为活化处理。处理后零件表面露出金属光泽，有利于镀层与其结合牢固。 活化液是无色透明的酸性溶液， 腐蚀性小， 可长期存放，循环使用。(2) 电刷镀溶液 电刷镀溶液是在被镀零件表面上沉积镀层金属的溶液，其金属离子含量高，并以有机络合物形式存在，所以稳定。电刷镀溶液一般分为酸性和碱性两大类。酸性溶液较碱性溶液的离子沉积速度快1.53倍，但绝大多

13、数酸性溶液不适于材质疏松的金属材料，如铸铁，也不适用于不耐酸腐蚀的材料，如锡、锌等。碱性和屮性溶液有很好的使用 性，可获得细小晶粒的镀层，在边角、狭缝和盲孔等处有很好的均镀能力，无腐蚀性，通常在各种材料零件上镀覆。2)电刷镀工艺(1) 零件表面的准备零件表面的预处理是保证镀层与零件表面结合强度的关键工序。零件表面应光滑平整，无油污、无锈斑和氧化膜等。为此先用钢丝刷、丙酮清洁，然后进行 电净处理和活化处理。(2) 打底层(过渡层) 为了进一步提高工作镀层与零件金属基体的结合力，选用特殊银碱铜等作为底层，厚度一般为25umo然后再于其上镀覆要求的金属镀层，即工作镀层。(3) 镀工作镀层电刷镀工作镀

14、层的厚度 (半径方向上)为0.30.5mm,镀层厚度增加内应力加大，容易引起裂纹和使结合强度下降，乃至镀层脱落。但用于补偿零件磨损尺寸时，需要镀层厚度较大，为避免因厚度过大使内应力增加，采用组合镀层，如图64所示。先在零件表面 上镀打底层，再镀补偿尺寸的尺寸镀层，其间镀上不超过0.05mm厚度的夹心镀层，最后镀工作 镀层。3. 电刷镀工艺特点设备简单，不需镀槽。电刷镀取消电镀槽，扩大了应用范围，取消了对零件尺寸的限 制，大小件均可镀，尤其是难拆卸和难运输的大型零件可原地刷镀修复。(2) 简化了电镀工艺。零件上不需镀的部位不需包扎绝缘，节省材料和辅助工时。(3) 镀层与零件表面结合强度高。由于电刷镀镀层是在电、化学和机械(镀笔与零件表面摩擦)作用下沉积在彻底清洁的零件表面上，所以结合强度高于有槽电镀。(4) 較层厚度可以精确控制，并可实施均匀或不均匀镀层的电镀，即在同一零件上刷镀 不同厚度的镀层。镀后一般不需加工，可直接使用。(5) 镀层沉积速度快，生产率高。由于电镀液的离子浓度高，电刷镀时零件与镀笔相对运动均有利镀层的沉积，比有槽电镀的沉积速度快5倍以上。(6) 电镀液温度低，对零件无影响，不