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电镀的定义、工作原理和应用
使用适当的方法对加工或制造的部件进行精加工可确保其更长的耐用性。这对于某些高性能应用的功能也至关重要。电镀是一种流行的精加工方法,可以使用合适的镀层金属定制机械性能和外观。 您可以根据需要使用金、银、铜、锌、铂和其他金属和合金。这意味着您有足够的选择来实现所需的美观性、耐腐蚀性、增强的硬度和导电性。 本文将详细阐述电镀表面处理的流程、类型、优点、应用和其他各个方面,以指导您了解电镀表面处理以及它们如何为您的产品带来变化。什么是电镀?电镀是金属制造和制造中一种古老的表面处理工艺,早在 1805 作者:Brugnatelli。最初,人们流行将金镀在其他金属上。然而,它不断发展,越来越适用于所有行业,既美观又具有保护作用。 它涉及通过电化学沉积在基体金属上添加一层优质金属或合金。工件(阴极)和镀层源金属(阳极)浸入电解质溶液中并通过电源连接。当电流流过电路时,来自阳极的金属离子会移向带负电的工件并在整个表面形成一层。铬、镍合金和锌的硬镀层可显著提高制造部件的耐磨性、耐腐蚀性和耐用性。另一方面,金和银等装饰性镀层在珠宝和装饰品加工中很受欢迎。何时使用电镀?您可能认为电镀涂层只是为了美观和保护免受外部条件的影响,但它还有其他用途。它可以通过电解添加一层合适的金属来定制表面特性。以下是可以使用电镀饰面的五种情况或场景。 尺寸精度(成型厚度)如果任何零件或产品的尺寸比预期值短,电镀材料层可以通过连续构建来纠正。它允许通过电压、时间和电解质浓度等工艺变量来控制电镀厚度。审美要求您可以使用电镀饰面来定制表面外观。简单来说,在基材表面沉积美观的金属和合金可使该金属或合金具有永久的外观。这样您就可以获得所需的光泽、亮度和纹理。例如,铝和钢部件上的镀铬可使其表面光亮且反光。需要防腐保护如果您制造的部件由易腐蚀的材料制成,您可以用坚硬且耐腐蚀的金属涂层覆盖它们。镀层在恶劣的操作和环境条件(如化学品和湿气暴露)下会牺牲自身以保护底层材料。电导率通过电镀高导电性金属或合金,可以轻松在由普通金属制成的连接器和端子表面实现高导电性。通常,在需要高导电性的组件上电镀金、银和铜等金属。 耐热性对于高温应用,用金属镍和铬对部件进行镀层有助于在高温下保持底层材料的完整性。例如,在汽车排气管部件上镀铬镍涂层。电镀是如何工作的?电镀工作原理电镀的工作原理是通过电流将金属溶解并沉积到另一个表面上。 这个过程有四个主要组成部分。阳极: 将被镀在基材表面并与正极(+)端子相连的电镀金属或合金。 阴极: 工件,与负极(-)端子相连。 电镀液: 将金属阴离子带向阴极的电解质。它含有要沉积的金属离子。例如用于镀铜的 CuSO₄。能量源: 直流电源驱动金属离子从阳极到阴极。电镀工作原理电镀工艺的工作原理基于电解机理。它说的是,电流通过水溶液会引起非自发的化学反应,溶液中的离子会向电极移动。结果,在阳极发生氧化。这里,电镀是如何工作的;1. 电解质电离 电解液在通电时会分解成金属阴离子和阳离子。例如,硫酸铜(CuSO₄)会分解成Cu²⁺(铜离子)和SO₄²⁻(硫酸根离子)。CuSO₄(水溶液)→Cu²⁺+SO₄²⁻ 2. 阳极或电镀材料氧化 阳极不断氧化(M→Mn⁺+ne²⁻)自身,因为其离子不断移动并在工件表面构建层,从而不断供应镀层离子。例如,让我们再次考虑上述示例,以铜为阳极;Cu→Cu²⁺+2e²⁻ 3. 负离子在工件表面的沉积 随着电流不断流动,金属离子从阳极移动到阴极,并均匀地形成一层薄膜。其厚度主要取决于铁离子的浓度和电解时间。同样的例子 Cu2+(aq.)+2e−→Cu(s):沉积在阴极,即铝、不锈钢等。 同时,自由盐离子(在本例中为SO₄²⁻)进入阳极并形成金属硫酸盐,促进持续氧化。 电镀工艺注意事项处理电镀液时要小心,因为其中含有硫酸,腐蚀性很强。如果溶液或电解液接触到眼睛,请用水彻底冲洗并立即就医。务必佩戴护目镜和手套等安全装备,以避免电解液与皮肤直接接触。其他重要设备包括围裙和通风橱。确保通风橱处于使用状态,以防止电解液烟雾接触到您的脸部。避免电解质与家用化学品接触,因为这种接触会引发反应,导致电解质失效或向大气中释放有害气体。将电解质储存在 40 至 95 华氏度的理想温度下。此外,始终将它们放在原装容器中,并盖紧盖子。遵守所有电气安全预防措施,包括使用橡胶垫、接地、保险丝和绝缘手套。在此过程中,请不要佩戴戒指或其他珠宝,因为它们通常是金属的,可能会导致触电。请将镀液放置在动物和儿童接触不到的地方。从电镀套件中转移电解液时,请使用塑料漏斗。电镀技术的类型滚镀滚镀设置滚筒电镀使用“滚筒”作为电解容器,滚筒通常由坚固且耐化学腐蚀的材料制成,例如聚丙烯。将基材部件浸入滚筒内,并加入电解液和阳极。然后,滚筒的旋转确保每个部件的涂层均匀。但是,这可能会造成轻微的瑕疵和划痕。您可以使用滚镀以低成本涂覆大量小型部件。它特别适用于硬质材料部件,如工具钢螺栓、螺钉、衬套等。 挂镀 挂镀金在挂镀中,多个部件被固定在电解槽内的大型挂架结构上。挂架结构可一次容纳多个部件,并用钩子、带子或螺丝固定。因此,工件受到的翻滚影响最小,并且可以精确地涂覆复杂的特征。挂镀适用于大尺寸零件和大批量电镀,但前期安装成本和人工成本较高,可镀铜、镀金、镀镍等。刷镀刷镀工艺的实施虽然这不完全像用刷子在表面上涂漆,但用软布(或棉布)包裹的电极进行电镀。首先,将棉布浸泡在含有金属离子的电镀溶液中,然后操作员手动将涂层涂在特定区域上。与传统设置不同,它是便携式的,并且提供高度定制。您可以实现局部涂层,既可用于选择性涂层,也可用于修复目的。但是,它不适用于具有大而复杂表面的部件。脉冲电镀该类电镀工艺采用电脉冲对基体进行镀层,电流在两个不同电平之间快速切换,并在切换过程中归零,从而产生脉冲,同时通过控制脉冲宽度和幅度,使镀层晶粒更细小,且均匀性好。脉冲电镀适用于需要表面孔隙率、微裂纹和粗糙度最小的部件。然而,设置和操作比其他类型的电镀相对复杂, 适合电镀的金属材料镀铬紧固件您可以使用一种金属或多种金属组合进行电镀。工程师在此过程中使用多种金属。不过,以下是最常用的金属。镀锌锌是一种低成本的镀层金属,可防潮并呈现出银一样的光泽外观。它会在容易生锈的材料(如钢、铁、铜、铝等)上形成一层牺牲层。随着电镀产品随着时间的推移与水分发生反应,锌层会首先自行降解以保护底层材料。您可以将锌镀层用于螺丝、弹簧、开关板、制动管和其他小型硬件。镀金 首先,镀金使各种装饰品、灯具和珠宝配件看起来奢华无比。虽然箔涂层也常用于这些用途,但电镀的粘合力更强,更耐用。 因此,金是一种优良的电导体,镀层比其他电镀材料更耐用。它能为高性能电子元件(如连接器、电路电缆、PCB 板中的接触点、微电子元件等)提供良好的镀层。 镀钯它是黄金的最佳替代品,成本相对较低。此外,钯具有耐磨性和耐腐蚀性,同时具有闪亮明亮的银白色外观。镀钯用于铜、黄铜和其他金属,以防止其降解。此外,它经常在镀金之前涂在金属表面上,以达到导电性和表面硬度的平衡。其他应用示例包括电子连接器、医疗和牙科部件等。镀银银是另一种具有高导电性和耐负载性的镀层金属。它的成本也低于金,并且具有更高的抗氧化性。镀银表面进一步降低了摩擦系数。因此,镀银部件在焊接时也具有柔韧性。然而,它们不像金或钯那样耐腐蚀。镀银对于电子连接器的光洁度和导电性来说都是最好的。它还用于太阳能电池板、半导体、连接器、轴承等。镀镍在钢、铜和铝等基材上镀镍可获得光滑耐用的表面。有时,镍还可作为后续镀层(如银或金)的基板。此外,它还具有耐腐蚀性、耐久性和磁性,同时还可进行热处理以提高表面硬度。 您可以电镀镍,以获得明亮和暗淡的表面。同时,如果您想定制外观,它有多种颜色可供选择。 镀铜 铜是电镀中最常见的材料,因其高导电性、润滑性、生物相容性和相对较低的成本而应用于各种类型的材料。光滑一致的 铜合金电镀 不仅提供光亮的表面,而且还提供优异的电导性和热导性。 镀铬 铬是一种高度耐腐蚀的金属,具有出色的机械强度、耐磨性、硬度和耐用性。镀铬可使基材具有额外的强度和硬度以及闪亮的光泽。它可以应用于铝、钢和其他相对较软的金属和合金。 其应用范围从装饰家具到工业部件,例如汽车和航空航天零件。 电镀的工业应用电镀法广泛应用于各行各业。让我们来看看其中的几个。航空航天保护性牺牲层有助于提高飞机部件的可靠性和使用寿命。制造商用镍涂层覆盖各种钛部件,以承受热变化和环境压力。此外,精确的尺寸和配合度在飞机制造中也至关重要。部件上的镀层可抗磨损并保持性能和安全所需的正确尺寸。 应用示例:具有镍或铂涂层的发动机零件和涡轮叶片、液压系统、紧固件、结构件、阀体、传感器组件等。汽车 汽车零部件的可靠性对于车辆性能和耐用性至关重要。因此,汽车零部件需要坚硬且不受环境影响的涂层,镀铬、镀锌镍或镀钯表面可以满足这些要求。此外,汽车制造商还使用电镀处理来定制美观性。应用示例:保险杠、活塞、气缸套、减震器、散热器格栅、燃油喷射器、电池端子和触点、内饰等。电子行业首先,在电连接器、触点、电缆和连接件上涂覆优质导电金属会改变工件表面的整个电气特性。它提高了电路的性能和效率。其次,电镀还有助于外壳的美观设计,并保护外壳免受紫外线、腐蚀、磨损和轻微撞击。此外,金、铜、镍和钯电镀在电子行业最受欢迎。 应用示例:连接器插针、PCB、半导体、电容器、开关板、电池触点、传感器和微电子零件。首饰/珠宝黄金和黄金合金在珠宝电镀中最为流行,可以增强装饰品的美感。它还可以延长装饰品的使用寿命。此外,两种或多种金属的组合可以赋予其独特的外观。您也可以使用其他贵金属,例如银和铑。应用示例:手镯、戒指、项链、手表、耳环和定制物品。电镀成本:什么影响价格?价格会因各种因素而有所不同,例如您要沉积哪种金属、所需涂层的厚度是多少、零件是否过于复杂以及您的生产量是多少。所有这些因素结合起来决定了电镀成本。这里简要阐述一下关键的影响因素;八、材料选择总体涂层成本受材料选择的影响很大。这意味着您要电镀哪种金属、合金或特定组合。尤其是金、铂和钯比其他金属贵。另一方面,铜、镍和锌要便宜得多。其次,准确的材料成本是指电镀层总重量的价格,层越厚,材料成本就越高。 材料成本=重量X成本/千克=(表面积x厚度x密度)x $/千克 2. 复杂性和精确性 电镀复杂细节或隐藏区域需要专业设备和谨慎处理工艺。通常,凹槽、盲孔或内部空腔需要使用遮蔽技术或多次电镀循环才能达到均匀效果。这意味着生产速度会变慢,质量控制程序会更加严格,从而进一步增加成本。3. 产量 由于规模经济,大批量生产通常会降低单位成本,因为设置、工具和间接成本会分摊到更多单位。相反,小批量生产会导致单位成本相对较高。 At 快速直接,您就可以获得有关具体电镀项目成本的准确报价。选择合适的电镀服务提供商:需要注意什么电镀汽车零件电镀服务供应商的能力和经验决定了最终的表面质量。因此,选择一家能够满足您所有要求和涂层规格的可靠公司时,必须考虑多种因素。以下是您可以考虑的提示;设备和工具 制造商是否拥有实现您的电镀规格(包括零件尺寸、精度、厚度能力等)所需的设备和设施?选择拥有所有必要电镀工和工具的制造商来执行您的精加工要求。加工能力还决定了交货时间、成本和准确性。 质量控制与所有类型的表面处理一样,质量控制是电解电镀的一个关键方面,以确保每个部件都按照精确的规格进行电镀(Ra 值、颜色、纹理等)。因此,请询问您的服务提供商他们遵循哪些标准以及他们拥有哪些设备来进行测试。一些公司还为医疗和航空航天部件等敏感物品提供第三方质量控制设施。 专业知识和经验寻找一家在金属电镀方面有丰富经验的公司,这些公司与你的项目类似。例如,如果你正在寻找电镀保险杠,那么就选择一家有处理汽车公司表面处理项目经验的公司。这些经验确保他们拥有相关的专业知识,能够满足你的期望。 技术支持 响应能力、及时沟通、技术熟练程度和其他与客户相关的方面对于项目按时顺利完成至关重要。同时,对设计的任何误解都可能导致彻底失败。因此,确保客户支持团队拥有提供明智建议、解决问题、清晰更新和后续行动的技术专业知识。电镀与化学镀我们讨论了使用电在一种金属的表面上形成一层保护层。但是,也可以在不使用电的情况下将各种金属和合金层添加到制造的部件上,这称为化学镀。相反,化学反应和热量将涂层材料粘合到浸没的基材上。化学镀镍和镀铬在各行各业中最为常见。无电法还适用于热固性材料和复合材料等非导电材料。由于没有电化学过程,因此设置更简单且更具成本效益。许多工业部件需要更厚、更硬的涂层以适应高应力操作。它可以实现这种具有出色耐磨性的硬金属涂层,厚度可达 200 µm。 然而,化学镀的沉积速度比电化学镀慢,厚度控制也比电化学镀差,而且与电解镀不同,化学镀的自动化难度较大。电镀与电铸首先,这两种工艺的相似之处在于都涉及电沉积。电镀在已制造的物品上形成一层金属保护涂层,而电铸则通过将材料沉积在预成型的模具(通常称为心轴)内来制造全新的零件。然后,将零件从模具中取出。它制造出具有微特征的小而复杂的形状。结语电镀工艺是一项历史悠久的技术。它有助于生产性能更佳、耐用且美观的零件。要使电镀成功,需要阳极、阴极、电解质和电源。
2025-07-01
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镀镍工艺
通过电解或化学方法在金属或某些非金属上镀上一层镍的方法,称为镀镍。镀镍分电镀镍和化学镀镍。电镀镍是在由镍盐(称主盐)、导电盐、pH缓冲剂、润湿剂组成的电解液中,阳极用金属镍,阴极为镀件,通以直流电,在阴极(镀件)上沉积上一层均匀、致密的镍镀层。从加有光亮剂的镀液中获得的是亮镍,而在没有加入光亮剂的电解液中获得的是暗镍。化学镀镍又称为无电解镀镍,也可以称为自催化电镀镍,是指在一定条件下水溶液中的镍离子被还原剂还原,并且沉淀到固态基体表面上的过程。简介通过电解或化学方法在金属或某些非金属上镀上一层镍的方法,称为镀镍。镀镍分电镀镍和化学镀镍。电镀镍是在由镍盐(称主盐)、导电盐、pH缓冲剂、润湿剂组成的电解液中,阳极用金属镍,阴极为镀件,通以直流电,在阴极(镀件)上沉积上一层均匀、致密的镍镀层。从加有光亮剂的镀液中获得的是亮镍,而在没有加入光亮剂的电解液中获得的是暗镍。特点(一)电镀镍的特点、性能、用途: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,在印刷工业中常用镀镍层来提高铅表面的硬度。由于金属镍具有较高的化学稳定性,有些化工设备也常用较厚的镍镀层,以防止被介质腐蚀。 镀镍层还广泛的应用在功能性方面,如修复被磨损、被腐蚀的零件,采用刷镀技术进行局部电镀。采用电铸工艺,用来制造印刷行业的电铸版、唱片模以及其它模具。厚的镀镍层具有良好的耐磨性,可作为耐磨镀层。尤其是近几年来发展了复合电镀,可沉积出夹有耐磨微粒的复合镍镀层,其硬度和耐磨性比镀镍层更高。若以石墨或氟化石墨作为分散微粒,则获得的镍-石墨或镍-氟化石墨复合镀层就具有很好的自润滑性,可用作为润滑镀层。黑镍镀层作为光学仪器的镀覆或装饰镀覆层亦都有着广泛的应用。4、 镀镍的应用面很广,可作为防护装饰性镀层,在钢铁、锌压铸件、铝合金及铜合金表面上,保护基体材料不受腐蚀或起光亮装饰作用;也常作为其他镀层的中间镀层,在其上再镀一薄层铬,或镀一层仿金层,其抗蚀性更好,外观更美。在功能性应用方面,在特殊行业的零件上镀镍约1~3mm厚,可达到修复目的。特别是在连续铸造结晶器、电子元件表面的模具、合金的压铸模具、形状复杂的宇航发动机部件和微型电子元件的制造等方应用越来越广泛。5、 在电镀中,由于电镀镍具有很多优异性能,其加工量仅次于电镀锌而居第二位,其消耗量占到镍总产量的10%左右。(二)化学镀镍的特点、性能、用途:1、 厚度均匀性厚度均匀和均镀能力好是化学镀镍的一大特点,也是应用广泛的原因之一,化学镀镍避免了电镀层由于电流分布不均匀而带来的厚度不均匀。化学镀时,只要零件表面和镀液接触,镀液中消耗的成份能及时得到补充,镀件部位的镀层厚度都基本相同,即使凹槽、缝隙、盲孔也是如此。2、 镀件不会渗氢,没有氢脆,化学镀镍后不需要除氢。3、 很多材料和零部件的功能如耐蚀、抗高温氧化性等比电镀镍好。4、 可沉积在各种材料的表面上,例如:钢镍基合金、锌基合金、铝合金、玻璃、陶瓷、塑料、半导体等材料的表面上,从而为提高这些材料的性能创造了条件。5、 不需要一般电镀所需的直流电机或控制设备。6、 热处理温度低,只要在400℃以下经不同保温时间后,可得到不同的耐蚀性和耐磨性,因此,特别适用于形状复杂,表面要求耐磨和耐蚀的零部件的功能性镀层等镀镍类型镀镍液的类型主要有硫酸盐型、氯化物型、氨基磺酸盐型、柠檬酸盐型、氟硼酸盐型等。其中以硫酸盐型(低氯化物)即称之谓Watts(瓦特)镀镍液在工业上的应用最为普遍。几种不同镀镍溶液中所获得的镀镍层的物理性质,如表2-3-45所列。氨基磺酸盐型、氟硼酸盐型适用于镀厚镍或电铸。柠檬酸盐型适用于在锌压铸件上直接镀镍。这几种镀液的成本比较高。普通镀镍(暗镀)1.普通电镀又称暗镍工艺﹐根据镀液的性能和用途﹐普通镀镍可以分为低浓度的预液﹐普通镀液﹐瓦特液和滚镀液等。预镀液﹕经预镀可保证层与铜铁基体和随后的镀铜层结合力良好。普通液﹕该镀液的导电性好﹐可在较低温度下电镀﹐节省能源﹐使用比较方便。瓦特液﹕满足小零件的电镀﹐但镀液必须要有良好的导电性和覆盖能力。2.镀液配制方法根据容积计算好所需要的化学药品﹐分别用热水溶解﹐混合在一个容器中﹐加蒸馏水稀释到需体积﹐静置到所需体积﹐静置澄清﹐用虹汲法或过滤法把镀液引入镀槽﹐再加入已经溶解的十二基硫酸钠溶液﹐搅拌均匀﹐取样分析﹐经调整试镀合格后﹐即可生产。3.镀镍用阳极镍阳极材料的纯度是电镀中最重要的条件﹐镍的含量>99%﹐不纯的阳极导致镀液污染﹐使镀层的物理性能变坏。在镀镍中比较适宜的镍阳极有以下几种﹕1.含碳镍阳极﹐2.含氧镍阳极﹐3.含硫镍阳极。光亮镍镀光亮镍有很多优点﹐不仅可以省去繁重的抛光工序﹐改善操作条件﹐节约电镀和抛光材料﹐还能提高镀层的硬度﹐便于实现自动化生产﹐但是光亮镀镍层中含硫﹐内应力和脆性较大﹐耐蚀性不如镀暗镍层﹐为了克服这些缺点﹐可采用多层镀镍工艺﹐使镀层的机械性能和耐蚀性得到显著的改善。高硫镍高硫镍一般含量为0.12~~0.25%。这种镍具有比铜﹐铜锡合﹐暗镍﹐光亮镍﹐半光亮镍﹐铬等都高的电化学活性。高硫镍镀层主要用于钢﹐锌合金基体的防保-装饰性组合镀层的中间层﹐其原理是上层光亮镍比下层半亮镍含硫量高﹐因而使两层间的电位差到100~~140mV﹐这样使双层镍由单层镍的纵向腐蚀转变为横向腐蚀﹐构成对钢铁基体的电化学保护作用。镍封镍封是在一般光亮镍液中加入直径在0.01~~1um之间的不溶性固体微粒(Sio2等)﹐在适当的共沉积促进剂帮助下﹐使这些微粒与镍共沉积而形成复合镀镍层。当在这种复合镀镍层表上沉积铬层时﹐由于复合镀镍层表面上的固体微粒不导电﹐铬不能沉积在微粒表面上﹐因而在整个镀铬层上的形成大量微孔﹐即形成微孔铬层。表面存大的大量微孔﹐可在很大程度上消除普通铬层中存的巨大内应力﹐因而减少了镀层的应力腐蚀﹐尤为重要的是铬层上的大量微孔﹐将铬层下面的镍层大面积地暴露出来﹐在腐蚀介质的作用下﹐铬与镍组成腐蚀电池﹐铬层为阴极﹐微孔处暴露的镍层为阳极而遭腐蚀﹐从而改变了大阴极小阳极的腐蚀模式﹐使得腐蚀电流几乎被分散到整个镀镍层上﹐从而防止了产生大而深的直贯基体金属的少量腐蚀沟纹和凹坑﹐并使镀层的腐蚀速度减小﹐且向横向发展﹐因而保护了基体金属﹐显著的提高了镀层的耐腐蚀性能。缎面镍缎面镍又叫缎状镍。缎面镍与镍封工艺没有本质的区别。它具绸缎状的外观﹐镀络后不会像光亮镍镀层镀铬那样有闪光﹐因而人眼注视后不会觉得疲劳﹐可以作为避免光线反射的防眩镀层。这类镀层在汽车反光镜﹐车辆内部注视零件﹐医疗手术器械﹐机床零件﹐眼镜镜框等表面已得到广泛应用。高应力镍在特定的镀镍液中加入适量的添加剂﹐能获得应力较大的容易龟裂成微裂纹的镍层﹐这种镍层﹐叫做高应力镍。高应力镍是在光亮镍的表面上再镀一层1um左右的镍层。由于高应力镍的内应力大﹐所以在它的表面按常规再镀0.2~~0.3um的普通铬层后﹐在铬层与高应力镍应力的相互作用处﹐高应力镍层即产生大量微裂纹﹐并导致铬层表面也形成均匀的微裂纹。与镍封一样﹐铬层成为微间断铬﹐只是由高应力得到的是微间断铬﹐在腐蚀介质的作用下﹐这些裂纹部位殂成无数个微电池﹐使腐蚀电流分散在微裂纹处﹐从而使整个镀层的耐蚀性能得到明显的提高。镀多层镍镀多层镍是在同一基体上﹐选用不同的镀液成分及工艺条件﹐获得二层或三层的镀镍层﹐目的是在不增加镍层厚度或减低镍层的基础上﹐增加镍层的耐蚀能力。在生产上应用较多的多层镍/铬组合层休系有双层镍 半光亮镍/光亮镍/铬三层镍 半光亮镍/高硫镍/光亮镍/铬半光亮镍/光亮镍/镍封/铬(微孔铬)半光亮镍/光亮镍/高应力镍/铬(微裂纹铬)氨基磺酸盐镀镍氨基磺酸盐镀镍的主要优点是所得到的电镀层应力低﹐镀液沉积速度快﹐但价格较贵﹐用于电铸和印刷电路板镀金前镀镍。柠檬酸盐镀镍柠檬酸盐镀镍工艺主要用于锌压铸件的电镀。主要的维护措施是﹕控制硫酸镍与柠檬酸盐之比在1﹕1.1~~1.2﹐温度不可过高﹐以防止柠檬酸盐分解﹐严格控制﹐pH值﹐零件入槽进采用冲击电流(2~3A/dm2)以保证结合力良好。柠檬酸盐镀镍应用还不广,成功生产的厂家不多。白斑对策出现原因电镀镍出现的白色斑点是由一种高碳物引起,高碳物是由热处理渗碳过程及电镀前处理时的酸洗过程中产生的。(1)1018料正常渗碳后表层的碳(主要是Fe、C)可达0.8~1.2,突出在镀层中的颗粒是由于前处理清洗不彻底,使工件表面的颗粒掉入了镀液中,在电镀过程中由于有搅拌作用,使这些游离于镀液中的颗粒与镍离子产生了共沉积。(2)镀层中没覆盖的孔洞,主要是前处理酸洗过程产生过腐蚀(表面脱碳)引起的。电镀厂酸洗液的主要成分是HCl 1:1;H2SO4(98%)50 mL/L;该配方对普通碳钢可以,对高碳钢则浓度太高。含碳量越高,酸洗反应越剧烈。表面脱碳后,对工件的导电性和镀层的附着力有很大的影响。镀层中的孔洞实际上是由于高碳部分导电性差(或附着力差),镀层难于覆盖造成的。解决办法(1)改进前处理清洗工序,采用超声波清洗的方法,使渗碳后附着力差的颗粒在清洗中脱落下来。(2)及时对镀液进行过滤。(3)改进酸洗工艺:主要是降低酸洗液的浓度、加入合适的缓蚀剂并适当控制酸洗的时间,避免过腐蚀。通过采取上述措施,使该产品电镀白斑问题得到了根本性的解决。发展简史镀镍溶液的历史与电镀相比,比较短暂,在国外其真正应用到工业仅仅是70年代末80年代初的事。 1844年,A.Wurtz发现金属镍可以从金属镍盐的水溶液中被次磷酸盐还原而沉积出来。化学镀镍技术的真正发现并使它应用至今是在1944年,美国国家标准局的A.Brenner和G.Riddell的发现,弄清楚了形成涂层的催化特性,发现了沉积非粉末状镍的方法,使化学镀镍技术 工业应用有了可能性。但那时的化学镀镍溶液极不稳定,因此严格意义上讲没有实际价值。 化学镀镍工艺的应用比实验室研究成果晚了近十年。第二次世界大战以后,美国通用运输公司对这种工艺发生了兴趣,他们想在运输烧碱筒的内表面镀镍,而普通的电镀方法无法实现,五年后他们研究了发展了化学镀镍磷合金的技术、公布了许多专利。1955年造成了他们的第一条试验生产线,并制成了商业性有用的化学镀镍溶液,这种化学镀镍溶液的商业名称为“Kanigen”。 国外,特别是美国、日本、德国化学镀镍已经成为十分成熟的高新技术,在各个工业部门得到了广泛的应用。我国的化学镀镍工业化生产起步较晚,但近几年的发展十分迅速,不仅有大量的论文发表,还举行了全国性的化学镀会议,据第五届化学镀年会发表文章的统计就已经有300多家厂家,但这一数字在当时应是极为保守的。据推测国内每年的化学镀镍市场总规模应在300亿元左右,并且以每年10%~15%的速度发展。
2025-07-01
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镀镍之电镀镍
电镀镍主要用作防护装饰性镀层。镍镀层对铁基体而言,属于阴极性镀层。其孔隙率高,因此要用镀铜层作底层或采用多层镍电镀。从普通镀镍溶液中沉积出来的镍镀层不光亮,但容易抛光。使用某些光亮剂可获得镜面光亮的镍层。它广泛用于汽车、自行车、钟表、医疗器械、仪器仪表和日用五金等方面。含有一部分氯化物的硫酸盐-氯化物溶液,称为“瓦特”镍镀液,在生产中应用最广。应用nickel platingnickel (electro)plating;electro nickelling借电化学作用,在黑色金属或有色金属制件表面上沉积一层镍的方法。可用作表面镀层,但主要用于镀铬打底,防止腐蚀,增加耐磨性、光泽和美观。广泛应用于机器、仪器、仪表、医疗器械、家庭用具等制造工业。将制件作阴极,纯镍板阳级,挂入以硫酸镍、氯化钠和硼酸所配成的电解液中,进行电镀。如果在电镀液中加入萘二磺酸钠、糖精、香豆素、对甲苯磺胺等光亮剂,即可直接获得光亮的镍镀层而不必再抛光。电金前工序在PCB生产中,电镍一般是为下一步工序电金所做的镀层,当然也有单纯镀镍。为什么要在电金前先镀一层金属镍呢?这要视乎金属活动性而决定,经此工序以保证产品的稳定性。常见故障分析针孔麻点脱皮镀层有针孔、麻点与脱皮是电镀中最常见的故障,主要是由以下几种原因造成的。(1)热处理工艺不当在机械加工过程中,零部件表面粘附的防锈油脂、切削液、机械油、润滑油脂、磨削液、脱模剂等与尘埃、打磨粉尘混粘在一起,形成较厚的污垢。若热处理前未将以上污垢除去,则其淬火烧结成顽固的固体油垢后除油除锈很难清洗干净,施镀时气泡附着其上使镀层形成气体滞留型针孔。(2)镀前处理不良热处理工件表面不可避免地会粘附一层油污,当灰尘落在表面上,并与油脂混粘在一起,时间久了很难清洗干净,从而使工件表面形成不明显的细小油斑,施镀时气泡滞留其上形成针孔。另外采用网带式电阻炉淬火时,工件表面的油污与灰尘等杂质颗粒混粘在一起,烧结成顽固的固体油垢,硝盐回火时,以上油垢又与硝基盐形成顽固的热聚合物,电镀时很难把以上污物彻底除净,氢气泡易粘附在污物上面,难以排出,从而使镀层产生针孔与麻点现象,且随着气泡逐渐长大,镀层会自动胀破,产生脱皮现象。镀层起皮脱落此类故障主要有两种可能原因,一是镀层与基体附着力不佳,二是镀镍层脆性大,延展性小。若热处理不当产生难以清除的污垢或镀前处理不彻底,污垢夹杂在基体与镀层之间,使镀层与基体结合力很差,后续装配加工时,易起皮脱落。当光亮剂配比不当或质量差、pH值太高、阴极电流密度太大及镀液温度过低时,都会造成氢离子在阴极还原后,便以原子氢的状态渗入基体金属及镀层中,使基体金属及镀层的韧性下降而产生”氢脆”现象。另外,当镀镍液中的金属杂质及分解产物过多时,也会使镀层产生“氢脆”现象。耐腐蚀性差由于镀镍层的孔隙率高,只有当镀层厚度超过25 微米时才基本上无孔。因此薄的镀镍层不能单独用来作防护性镀层,最好采用双层镍与多层镍体系。挂绿腐蚀电镀后采用VCF一385防锈切削液对镀层进行封闭处理,当防锈切削液干燥后,在产品上便形成挂绿的不良现象。内孔露铜由于光亮镍镀液的深镀能力不如氰化镀暗铜的好,电镀后亮镍镀层在产品内孔部位不能完全把铜镀层覆盖,故造成产品内孔露铜色的不良现象。
2025-07-01
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镀铬分类
由于镀铬层具有优良的性能,广泛用作防护一装饰性镀层体系的外表层和功能镀层,在电镀工业中一直占重要的地位。随着科学技术的发展和人们对环境保护的日趋重视,在传统镀铬的基础上相继发展了微裂纹和微孔铬、黑铬、松孔铬、低浓度镀铬、高效率镀硬铬、三价铬镀铬、稀土镀铬等新工艺,使镀铬层的应用范围进一步扩大。根据镀铬液的组成和性能不同,可将镀铬液分为如下几类。①普通镀铬液 以硫酸根作为催化剂的镀铬溶液。镀液中仅含有铬酐和硫酸,成分简单,使用方便,是应用最为广泛的镀铬液。铬酐和硫酸的比例一般控制在100:1,铬酐的浓度在150~450g/L之间变化。根据铬酐浓度的不同,可分为高浓度(350~500g/L)、中浓度(150~250g/L)和低浓度(50~150g/L)镀铬液。低浓度的镀铬液电流效率高,铬层的硬度也高,但覆盖能力较差,主要用于功能性电镀,如镀硬铬、耐磨铬等;高浓度镀液稳定,导电性好,电解时只需较低的电压,覆盖能力较稀溶液好,但电流效率较低,主要用于装饰性镀铬及复杂件镀铬。②复合镀铬液 以硫酸和氟硅酸作催化剂的镀铬液。氟硅酸的添加,使镀液的电流效率、覆盖能力和光亮范围均比普通镀铬液有所改善,如阴极的电流效率可达到20%以上。然而,氟硅酸对阳极和阴极零件镀不上铬的部位及镀槽的铅衬均有较强的腐蚀作用,必须采取一定的防护措施,其衬里和阳极最好采用铅一锡合金。此镀液主要用于滚镀铬。③自动调节镀铬液 以硫酸锶和氟硅酸钾为催化剂的镀铬液。在一定温度及一定浓度的铬酸溶液中,硫酸锶和氟硅酸钾各自存在着沉淀溶解平衡,并分别有一溶度积常数Ksp,即当溶液中[SO42-]或[SiF62-]浓度增大时,相应的离子浓度乘积将大于溶度积常数,过量的SO42-或SiF62-便生成SrSO4或K2SiF6沉淀而析出;相反,当溶液中[SO42-]或[ SiF62-]浓度不足时,槽内的SrSO4或K2SiF6沉淀溶解,直至相应的离子浓度乘积等于其溶度积时为止。所以,当镀液的温度和铬酐的浓度一定时,镀液中[SO42-]或[SiF62-]浓度可通过溶解沉淀平衡而自动的调节,并不随电镀过程的持续而变化。这类镀液具有电流效率高(270A),允许电流密度范围大(高达80~100A/dm2),镀液的分散能力和覆盖能力好,沉积速度快等优点,故又称“高速自动调节镀铬”。但镀液的腐蚀性强。④快速镀铬液在普通镀铬液基础上,加入硼酸和氧化镁,允许使用较高的电流密度,从而提高了沉积速度,所得镀层的内应力小,与基体的结合力好。⑤四铬酸盐镀铬液这类镀液的铬酐浓度较高,镀液中除含有铬酐和硫酸外,还含有氢氧化钠和氟化钠,以提高阴极极化作用。添加柠檬酸钠以掩蔽铁离子。这类镀液的主要优点是电流效率高(35%以上),沉积速度快、镀液的分散能力好,但镀液只在室温下稳定,操作温度不宜超过24℃,采用高电流密度时需冷却镀液;镀层的光亮性差,硬度较低,镀后需经抛光才能满足装饰铬的要求。⑥常温镀铬镀液由铬酐和氟化物(NH4F或NaF)组成,也可加入少量的硫酸。这种镀液的工作温度(15~25℃)和电流密度(8~12A/dm2)低,沉积速度慢,适用于薄层电镀。其电流效率和分散能力较高,可用于挂镀和滚镀。⑦低浓度铬酸镀铬镀液中铬酐浓度较标准镀铬液低5倍,可大大降低对环境的污染。电流效率及镀层的硬度介于标准镀铬液和复合镀铬液之间,其覆盖能力和耐蚀性与高浓度镀铬相当。但镀液的电阻大,槽电压高,对整流设备要求严格,同时镀液的覆盖能力有待提高。⑧三价铬镀铬镀液中以Cr3+化合物为主盐,添加络合剂、导电盐及添加剂。该工艺消除或降低了环境污染,镀液的分散能力和覆盖能力较铬酸镀液高,阴极电流效率有所改善;可常温施镀;槽压低;电镀不受电流中断的影响。但镀液对杂质敏感,镀层的光泽较暗,镀层厚度为几微米,并不能随意增厚;镀层的硬度低,镀液成分复杂不利于维护。⑨稀土镀铬液在传统镀铬液的基础上加入一定量的稀土元素及氟离子。采用稀土元素可降低铬酐的浓度、拓宽施镀温度范围(10~50℃)及阴极电流密度范围(5~30A/dm2),降低槽压,改善镀层的光亮度及硬度。使镀铬生产实现低温度、低能耗、低污染和高效率,即所谓的“三低一高”镀铬工艺。但对于镀液的稳定性和可靠性,尚有不同的看法,尤其是对其机理的研究还有待深入。
2025-07-01
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镀铬类型及用途
镀铬工艺种类众多,按其用途可作如下分类。①防护一装饰性镀铬 防护一装饰性镀铬俗称装饰铬,镀层较薄,光亮美丽,通常作为多层电镀的最外层,为达到防护目的,在锌基或钢铁基体上必须先镀足够厚的中间层,然后在光亮的中间层上镀以0.25~0.5μm的薄层铬。常用的工艺有Cu/Ni/Cr、Ni/Cu/Ni/Cr、Cu-Sn/Cr等。经过抛光的制品表面镀装饰铬后,可以获得银蓝色的镜面光泽。在大气中经久不变色。这类镀层广泛用于汽车、自行车、缝纫机、钟表、仪器仪表、日用五金等零部件的防护与装饰。经过抛光的装饰铬层对光有很高的反射能力,可用作反光镜。在多层镍上镀微孔或微裂纹铬,是降低镀层总厚度,获得高耐蚀性防护一装饰体系的重要途径,也是现代电镀工艺的发展方向。②镀硬铬(耐磨铬) 镀层具有极高的硬度和耐磨性,可延长工件使用寿命,如切削及拉拔工具,各种材料的压制模及铸模、轴承、轴、量规、齿轮等,还可用来修复被磨损零件的尺寸公差。镀硬铬的厚度一般为5~50μm,也可根据需要而定,有的高达200~800μm。钢铁零件镀硬铬不需要中间镀层,如对耐蚀性有特殊要求,也可采用不同的中间镀层。③镀乳白铬镀铬层呈乳白色,光泽度低、韧性好、孔隙低、色泽柔和,硬度比硬铬和装饰铬低,但耐蚀性高,所以常用于量具和仪器面板。为提高其硬度,在乳白色镀层表面可再镀覆一层硬铬,即所谓双层铬镀层,兼有乳白镀铬层和硬铬镀层的特点,多用于镀覆既要求耐磨又要求耐腐蚀的零件。④镀松孔铬(多孔铬) 是利用铬层本身具有细致裂纹的特点,在镀硬铬后再进行机械、化学或电化学松孔处理,使裂纹网进一步加深、加宽。使铬层表面遍布着较宽的沟纹,不仅具有耐磨铬的特点,而且能有效地储存润滑介质,防止无润滑运转,提高工件表面抗摩擦和磨损能力。常用于受重压的滑动摩擦件表面的镀覆,如内燃机汽缸筒内腔、活塞环等。⑤镀黑铬黑铬镀层色黑具有均匀的光泽,装饰性好,具有良好消光性;硬度较高(130~350HV),在相同厚度下耐磨性比光亮镍高2~3倍;其抗蚀性与普通镀铬相同,主要取决于中间层的厚度。耐热性好,在300℃以下不会变色。黑铬层可以直接镀覆在铁、铜、镍及不锈钢表面,为提高抗蚀性及装饰作用,也可用铜、镍或铜锡合金作底层,在其表面上镀黑铬镀层。黑铬镀层常用于镀覆航空仪表及光学仪器的零部件、太阳能吸收板及日用品的防护与装饰。
2025-07-01
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镀铬注意事项
镀铬注意事项1)提高镀层结合力由于镀铬电解液的分散能力和深度能力较差,对某些形状复杂的零件会出现漏镀现象。在镀硬铬时,也常因结合力不好而产生镀层起皮现象,在生产操作中,可采用以下几种措施。①冲击电流对一些形状复杂的零件,除了使用象形阳极、保护阴极和辅助阳极外,还可以在零件入槽时,以比正常电流密度高数倍的电流对零件进行短时间冲击,使阴极极化增大,零件表面迅速沉积一层铬,然后再恢复到正常电流密度施镀。冲击电流也可用于铸铁件镀硬铬,由于铸铁件中含有大量的碳,氢在碳上析出的过电位较低。另外铸铁件表面有很多气孔,使得真实表面积比表观面积大很多,若以正常电流密度施镀,则因真实电流密度太小,没有金属铬的沉积。所以在铸铁件镀硬铬时,必须采用冲击电流,增大阴极极化。②阳极浸蚀(刻蚀) 对表面有较厚氧化膜的合金钢及高碳钢镀硬铬或在断电时间较长的镀铬层上继续镀铬时,通常先将零件作为阳极进行短时间的浸蚀处理,使氧化膜电化学溶解并形成微观粗糙的表面。③阶梯式给电含镍、铬的合金钢,其表面上有一层极薄而致密的氧化膜,镀硬铬时会影响镀层与基体的结合力,为此,首先将镀件在镀铬液中进行阳极浸蚀,而后将零件转为阴极,以比正常值小数倍的电流,一般电压控制在3.5V左右,使电极上仅进行析氢反应。由于初生态的氢原子具有很强的还原能力,能够把金属表面的氧化膜还原为金属,然后再在一定时间内(如20~30min)采用阶梯式通电,逐渐升高电流直至正常工艺条件施镀。由此在被活化的金属表面上进行电镀,即可得到结合力良好的镀层。另外,在镀硬铬过程中,有时会遇到中途断电,此时镀铬层表面也会产生薄膜氧化层,若直接通电继续施镀,将会出现镀层起皮现象,克服方法可采用“阶梯式给电”,使表面得以活化,而后转入正常电镀。④镀前预热对于大件镀硬铬,工件施镀前需进行预热处理,否则不仅会影响镀铬层的结合力而且也影响镀液的温度,所以大件镀前要在镀液中预热数分钟,使基体与镀液温度相等时,再进行通电操作。镀液温度变化最好控制在士2℃以内。2)镀后除氢由于镀铬的电流效率低,在阴极上大量析出氢气,对于易析氢的钢铁部件,应在镀后180~200℃的温度,除氢3h,以避免发生氢脆。3)镀液中杂质影响及去除镀铬电解液中常见的有害杂质主要是Fe3+、Cu2+、Zn2+、Pb2+、Ni2+等金属离子和Cl-、NO3-。金属离子主要来源于没有被铬层覆盖部位金属的溶解、落入镀槽中的零件未及时打捞而溶解以及阳极浸蚀等。当金属离子积累到一定含量时,将给镀铬工艺带来很大的影响,如镀层的光亮范围缩小,电解液的分散能力降低,导电性变差等。镀液对杂质的容忍量随铬酐浓度的增加而增加,所以低浓度镀液对杂质极为敏感。当镀液中Fe3+超过15~20g/L,Cu2+超过5g/L,Zn2+超过3g/L时,镀液必须进行处理。采用低电流密度处理能收到一定的效果。金属杂质可用强酸性阳离子交换树脂处理而除去。为减小镀铬溶液对离子交换树脂的氧化破坏,应先将镀液稀释至80g/L以下后再处理。由于强酸性阳离子交换树脂价格较贵,因此有时也将废了的镀液转为他用,如钝化液等而降低生产成本。新配制的镀铬液,电压一般在3~5V,如浓度高时,电压要低些。如果发现电压大于前述值时,镀液中可能含有杂质。Cl-来源于槽液补充水、零件清洗水等的带入,或是盐酸浸蚀后清洗不干净带入。Cl-过多会使镀液分散能力与深度能力下降,镀层发灰、粗糙、甚至出现花斑,还可引起基体及铅阳极的腐蚀。消除过多的Cl-,可将镀液加热到70℃,大电流密度电解处理,使其在阳极上氧化为氯气析出。但此法能耗大,效果也不十分理想;也可加入适量的碳酸银,生成氯化银沉淀,虽然此方法效果较好,但加入的碳酸银还能与铬酸反应生成铬酸银沉淀,不仅银盐消耗太多,又损失了铬酐,增加了生产成本。最好的办法是尽量减少Cl-带入,因此补充槽液最好使用去离子水,镀前的弱浸蚀采用稀硫酸溶液。必须采用盐酸时,则加强清洗。NO3-是最有害的杂质,即使含量很低也会使镀层发灰、失去光泽,并腐蚀镀槽的铅衬里和铅阳极。除去NO3-的方法是:以每升电解液1A电流电解处理。若镀液中NO3-含量较多时,先用BaCO3将镀槽中的硫酸根除去,然后在65~80℃大电流电解处理,使硝酸根离子在阴极上还原为NH3而除去。4)铬雾的抑制镀铬过程中,由于使用不溶性阳极,阴极电流效率又很低,致使大量氢气和氧气析出,当气体逸出液面时,带有大量的铬酸,形成铬雾造成严重的污染。抑制铬雾的方法有两种。①浮体法将泡沫塑料碎块或碎片放入镀液的液面上,这些浮体可阻滞铬雾的逸出,但零件出槽时,操作不方便。另外铬酸氧化能力很强,对加入的碎块有浸蚀作用,使分解产物在镀液中积累,也会影响镀层质量。②加入泡沫抑制剂 泡沫抑制剂是一种表面活性剂,能降低镀液的表面张力,产生稳定的泡沫层,覆盖在镀液表面。一般的表面活性剂在较高温度和有强氧化剂存在下不稳定,但氟碳型表面活性剂在上述介质中能稳定存在。据报道,已用作铬雾抑制剂的有多种,其中最好的是含有极性基团的脂肪长链有机化合物,如全氟辛烷基磺酸钠盐[CF3(CF2)6CF2SO3Na]是最典型的一种,每升镀液中加入量为0.2~0.5g/L时,即可达到良好的效果。中国已试制出全氟烷基醚磺酸钾,简称F-53铬雾抑制剂,在镀铬液中的添加量为0.04~0.06g/L。使用时,先将F-53用水调成糊状,加水稀释,煮沸溶解静止片刻,转入加热至50~60℃的镀铬槽中,不能把不溶的F-53直接倒入镀槽。铬雾抑制剂在镀液中形成的泡沫层,严密覆盖在镀液表面,当带有铬酸的氢气和氧气析出时,与表面的泡沫层相碰撞,无数微小的铬酸雾结合成较大的雾滴,由于重力作用,当上升一定高度时将重回镀液,而氢气和氧气继续上升,直至离开液面,这样实现气体的排除和对铬雾的有效抑制。
2025-07-01
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镀硬铬工艺
镀硬铬镀硬铬是镀硬铬工艺。是在各种基体表面镀一层较厚的铬镀层,它的厚度一般在20μm以上,利用铬的特性提高零件的硬度、耐磨、耐温和耐蚀等性能。基本信息镀硬铬是一种传统的表面电镀技术,已经应用长达70多年。镀铬层硬度高、耐磨、耐蚀并能长期保持表面光亮且工艺相对比较简单,成本较低。长期以来,铬镀层除了作为装饰涂层外,还广泛作为机械零部件的耐磨和耐蚀涂层。电镀硬铬镀层技术常常用来修复破损部件。但电镀硬铬工艺会导致严重的环境问题,镀铬工艺使用的铬酸溶液,会产生含铬酸雾和废水,而且还有其它一些缺点,如:硬度一般为800~900HV,硬度比一些陶瓷和金属陶瓷材料低,且硬度还会随温度升高而降低;镀铬层存在微裂纹,不可避免产生穿透性裂纹,导致腐蚀介质从表面渗透至界面而腐蚀基体,造成镀层表面出现锈斑甚至剥落;电镀工艺沉积速度慢,镀0.2~0.3mm厚的镀层往往需要2~3个班的时间,也不利于厚镀层的应用。因此,研究领域一直努力寻找替代电镀硬铬的新工艺。已出现许多新工艺并得到应用和发展 。电镀时间影响单层铬镀层只有达到相当厚度时,才具有较好的耐腐蚀性。不过,当铬镀层厚度达到65μm 以上时,再增加厚度并不会进一步改善其耐蚀性能。一般来说,电镀时间对硬铬层厚度的影响很大,而电镀时间的选择,取决于镀液主盐浓度、温度、电流等工艺条件。在实际的电镀生产过程中,为精确控制镀铬层厚度,改善外圆镀铬零件的镀层均匀性,常采用筒形电镀阳极,并在电镀过程中定时对合金钢零件进行翻面和调换位置,以保证获得的镀硬铬层均匀、细致。 温度影响镀硬铬层的耐磨性能与其硬度息息相关,通常硬度越高,耐磨性能越好。硬铬层的硬度与电镀时的温度、电流密度和溶液成分有关。当镀液中铬酐含量固定时,硫酸根含量升高会使得镀层硬度下降。镀液温度越高,硬度越低;电流密度越高,硬度越高。由于高硬度和高应力(脆性)往往是相关的,因而镀硬铬层的硬度不宜过高。将镀液温度控制在35~55℃之间,将电流密度控制在30~50A/dm2 之间,可获得满足空客镀铬层硬度技术要求(≥700HV)的镀铬层。除氢工艺影响镀硬铬时,渗氢较为严重,使得镀铬层因存在张应力而呈拉伸状态,且孔隙率增大,从而降低镀层的耐蚀性能,高的内应力甚至还会降低镀层的疲劳强度及其与基体金属的结合强度。因此,镀铬后通常需进行除氢等后处理工序,以降低铬镀层的脆性和去除基体金属的氢脆敏感性,尽量提高镀铬层的耐腐蚀性能及附着力。在空气环境中除氢处理的镀铬试棒,只经过50h的盐雾试验就发生了严重腐蚀;先空气除氢、再F35防锈油除氢的镀铬试棒经过100h盐雾试验,表面也出现明显的腐蚀现象;而经HA油除氢处理的电镀硬铬试棒,耐腐蚀性能相比之下得到了大幅度提高,经过750h的盐雾试验也没有观察到腐蚀现象。这是由于电镀硬铬时的电流密度很大,所得镀硬铬层的表面存在着大量微裂纹,经过HA油除氢处理,可以使微裂纹得以填充,从而有效阻滞环境中的腐蚀介质渗入,进而提高了硬铬层的抗盐雾腐蚀性能。空客要求镀硬铬层需通过750h盐雾腐蚀试验,可以认为,采取HA油除氢处理完全可以使镀硬铬层满足该要求 。磨削工艺影响对镀硬铬表面进行磨削是一种细致的操作,且价格昂贵,操作不当将影响合金钢基体的耐蚀性和疲劳强度,同时也会导致镀层的进一步开裂。在实际生产中发现,磨削进给量对于镀硬铬的抗盐雾腐蚀性能影响很大。磨削进给量越小,镀硬铬层的耐腐蚀性能越好。这是由于磨削量越大,对铬层造成的伤害就越大,裂纹产生越明显 。
2025-07-01
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涂装方法之喷涂
喷涂通过喷枪或碟式雾化器,借助于压力或离心力,分散成均匀而微细的雾滴,施涂于被涂物表面的涂装方法。可分为空气喷涂、无空气喷涂、静电喷涂以及上述基本喷涂形式的各种派生的方式,如大流量低压力雾化喷涂、热喷涂、自动喷涂、多组喷涂等。 介绍通过喷枪使油漆雾化,涂覆于物体表面的加工方法。有压缩空气喷漆、高压 无空气喷漆、静电喷漆多种。喷漆作业使用 含有大量溶剂的易燃漆料,在要求快速干燥 的条件下挥发到空气的溶剂蒸气,易形成爆 炸混合物。特别静电喷漆是在60千伏以上高 电压下进行的,喷漆嘴与被漆工件相距在 250毫米以内即易发生火花放电,会引燃易 燃蒸气。目前主要有四种:电弧喷涂、火焰喷涂、 等离子喷涂及爆炸喷涂。利用喷涂技术,可以在各种基体上获得具有耐磨、耐蚀、隔热、导电、绝缘、密封、润滑以及其他特殊机械的物理、化学性能的涂层。应用范围非常广泛,涉及到国民经济各个部门 以及包括尖端技术在内的各个领域。 喷涂方法分类手工喷涂通过前线操作人员,对产品的表面直接进行喷油,现在目前应用于自动喷涂后不良品进行手工喷涂处理。全自动喷涂将需要喷涂加工的产品固定在可转动的支架上,然后将支架锁定在流水线上,通过流水线的移动和可转动支架不停的旋转,已达到100%均匀喷涂在产品表面。特点喷涂作业生产效率高,适用于手工作业及工业自动化生产,应用范围广主要有五金、塑胶、家私、军工、船舶等领域,是现今应用最普遍的一种涂装方式;喷涂作业需要环境要求有百万级到百级的无尘车间,喷涂设备有喷枪,喷漆室,供漆室,固化炉/烘干炉,喷涂工件输送作业设备,消雾及废水,废气处理设备等。喷涂中的主要问题是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,造成经济损失。大流量低压力雾化喷涂是低的雾化气压和低空气射流速度,低的雾化涂料运行速度改善了涂料从被涂物表面反弹出来的情况。使上漆率从普通空气喷涂的30%~40%,提高到了65%~85%。在轻革涂饰中用喷枪或喷浆机将涂饰喷于革面上。常见问题喷涂作业常见问题及解决方法:1.现象:起粒原因:作业现场不洁,灰尘混入油漆中;油漆调配好后放太久,油漆与固化剂已产生共聚微粒;喷枪出油量太小,气压太大,令油漆雾化不良或喷枪离物面太近解决方法:清洁喷漆室,盖好油漆桶;油漆调配好,不宜放太久;调整喷枪,以使其处于最佳工作状态,确定枪口距离物面20-50CM为宜。2.现象:垂流原因:稀释剂过量令油漆粘度太低,失去粘性;出油量太大,距物面太近或喷运行太慢;每次喷油量太多太厚或重喷间隔时间太短;物面不平,尤其流线体形状易垂流解决方法:按要求配比;控制出油量,确保喷漆离提高喷枪运行速度;每次喷油不宜太厚,分两次最好掌握间隔喷漆时间;控制出油量,减少漆膜厚度;按使用说明配比3.现象:桔皮原因:固化剂太多,令漆膜干燥太快反应剧烈;喷涂气压太大,吹皱漆膜以致无法流平;作业现场气温太高,令漆膜么应剧烈解决方法:按使用说明配比;调整气压,不可太大;注意现场温度,可添加慢干稀释剂抑制干燥速度4.现象:泛白原因:作业现场气温湿度大,漆膜反应剧烈,可能和空气中水份结合产生泛白现象;固化剂 过量,一次喷涂太多太厚解决方法:注意现场湿度,可添加防白水,阻止泛白现象发生;按比例调制,一次喷涂不可太厚5.现象 :起泡原固:压缩空气有水混到漆膜上,作业现场气温高,油漆干燥太快;物面含水率高,空气湿度大;一次喷涂太厚解决方法:油水分离,注意到排水;添加慢干稀释剂;物面处理干净,油漆加防白水;一次不宜太厚6.现象 :收缩原因:涂装面漆前底漆或中间涂层未干透解决方法 ;按推荐的每道扫枪喷涂层的厚度喷涂7.现象 :起皱原因:干燥时间太短或漆膜太厚;底漆或腻子中固化剂 选用不当;底漆腻子化不完全;喷涂面漆时一道枪走得太厚,内部深剂未及时挥发,外干内不干。解决方法:每道涂层之间要给予足够的干燥时间;实干后只能喷第二道或湿喷湿。注意事项喷涂作业安全技术措施1.喷涂作业人员必须经过安全技术培训,未经培训不准工作。2.喷漆作业前必须对所有的喷漆设备及工具进行全面检查,确认无问题时方可工作。3.喷漆作业场所的通风净化应符合《涂装作业安全规程—涂漆工艺安全及其通风》(GB 6514-2023) 的要求。4.作业中,企业安全技术部门应设专人定时测定密闭空间内空气中氧含量和可燃气体浓度,氧含量应在18%以上,可燃气体浓度应低于爆炸下限的10%。5. 舱内喷漆作业至少配备两人以上共同操作,若作业场所过于狭小,仅能容纳单人操作时,另外一人应负责监护。6.高处喷漆作业应符合《船舶建造高处作业安全规程》。7.多支喷枪同时作业,必须拉开间距(5m左右),并按一定的、同一方向进行喷涂。8.特涂作业,其喷涂设备及软管应设专人管理,若设备出现故障或有异常情况,首先通知舱内人员撤出舱外,并由维修人员检修。9.无气喷漆的高压射流和渗漏,会导致严重伤害事故,作业时应做到:a.任何时候不准将喷枪嘴对着别人及自身;b.不得用手指触摸喷嘴,或窥视枪口;c.清扫喷枪时,要切断泵驱动源,放掉压力,并使安全装置销往喷枪,才能进行清扫;d.喷枪停止使用时,必须把安全闩销住。10.作业完毕后,必须及时将喷枪撤出舱外,并继续进行通风,直至漆膜完全固化。11.喷漆作业结束后,应及时对工作场所进行清理,将剩余的涂料和溶剂及时送回仓库,不准随便乱放。12.操作人员必须佩戴防护口罩,橡胶手套,眼罩等相关防护用品。
2025-07-01
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重型机械表面处理:提升耐用性与性能的关键技术
重型机械表面处理:提升耐用性与性能的关键技术随着工业技术的不断发展,重型机械在各个领域的应用越来越广泛。然而,重型机械在使用过程中尤其容易受到磨损、腐蚀和氧化等问题的影响,这不仅影响了机械的性能和使用寿命,也增加了维护和更换的成本。因此,有效的表面处理技术成为了解决这一问题的关键所在。本文将详细探讨重型机械的表面处理技术及其重要性,涵盖多种常见的表面处理方法、材料和应用实例,帮助读者全面了解这一领域的知识。为什么需要表面处理?重型机械常常在苛刻的工作环境中运作,例如矿山、建筑工地和重工厂等。在这些环境下,机械表面暴露于各种有害因素,如磨料、化学腐蚀和高温等。如果不进行合适的表面处理,这些问题会导致机械零部件的疲劳、脆化和裂纹,最终导致故障和停机。有效的表面处理不仅可以提高重型机械的耐磨性和抗腐蚀性能,还能改善其外观,使机械看起来更具吸引力。此外,适当的表面处理还能够提升机械的工作效率,降低能耗,并在一定程度上提高安全性。常见的重型机械表面处理技术重型机械的表面处理技术多种多样,每种方法都有其独特的优势和适用范围。以下是一些常见的表面处理技术:1. 喷涂技术喷涂技术是使用喷涂设备将保护涂层均匀地涂抹在重型机械表面的一种方法。这种技术的特点在于:- 种类多样:喷涂可以使用多种材料,如聚氨酯、环氧树脂和陶瓷等,满足不同的防护需求。- 良好的附着性:依靠物理或化学作用,可以实现良好的表面附着力。- 适用性强:喷涂技术适用于各种形状的零部件,不受限制。喷涂技术广泛应用于挖掘机、铲车等重型机械的部件上,有效延长了其使用寿命。2. 热处理热处理是通过加热、保温和冷却等工艺对金属材料进行的物理改变,使材料的内部结构发生变化,从而提升其机械性能。热处理技术在重型机械中的应用主要体现在:- 提升硬度:通过淬火、回火等工艺,可以显著提升机械零部件的硬度,使其抗磨损性能增强。- 改善韧性:适当的热处理可以降低金属的脆性,提高其韧性,帮助机械部件在高应力环境中可靠工作。普遍应用于铸件、锻件和机加工零部件,热处理是重型机械制造中不可或缺的一环。3. 化学镀化学镀是通过化学反应在金属表面沉积一层金属或合金涂层的过程。这种技术以其优越的均匀性和致密性广泛应用于:- 防腐蚀:化学镀铬和镀镍等可以有效提高表面的耐腐蚀性能。- 电导性能:因为表面涂层可增加电导率,适用于需要导电性能的部件,如重型机械的电气连接部分。4. 焊接与堆焊焊接是一种通过加热或施加压力连接金属部件的技术,而堆焊则是将熔融金属添加到基材表面以提高其耐磨性能。此技术的特点包括:- 修复性能:针对磨损严重的零部件,通过堆焊可有效恢复其原有尺寸和性能。- 高强度连接:焊接不仅可以实现部分修复,还能将不同部件连接成整体,提供更强的结构稳定性。焊接与堆焊在重型机械各类部件的维护与修复中十分常见,尤其是斗杆、臂架等高负荷部位。5. 表面抛光和精加工抛光和精加工主要通过物理方法改善金属表面的光滑度和光泽。其主要功能包括:- 降低摩擦:光滑的表面可以减少摩擦力,从而提高机械的运行效率。- 美观性:抛光处理还可以提高重型机械外观,让其显得更加专业和高档。表面处理材料的选择在重型机械表面处理过程中,材料的选择至关重要。常用的表面处理材料包括:- 金属涂层:如锌、铬、镍等,适用于防腐蚀和提高耐磨性。- 聚合物涂层:如环氧树脂和聚氨酯,常用于环境恶劣的部件以提供优越的抗腐蚀性。- 陶瓷涂层:适用于高温和强磨损环境,能够提供极好的耐磨性和热稳定性。选择合适的材料,将直接影响表面处理的效果和耐用性。表面处理的未来趋势随着科技进步,重型机械表面处理也在不断发展。未来的表面处理可能朝以下几个方向发展:1. 环保技术:越来越多的企业关注环境保护和可持续发展,未来将更多采用低能耗、低污染的表面处理技术。2. 智能材料:发展智能材料与表面处理结合,如自修复涂层,能够实现材料的自我更新。3. 自动化与数字化:自动化设备的引入将大幅提高表面处理的效率与精度,减少人工失误,实现精准化处理。4. 纳米技术:纳米涂层的研发,将极大提升表面处理材料的性能,使更多的机械部件能够在极端环境下稳定运作。结论重型机械的表面处理是提升其性能和延长使用寿命的重要技术。通过不同的处理方法和材料,机械不仅可以抵御磨损和腐蚀的侵害,还能在高负载和恶劣条件下可靠运转。在未来的发展中,随着新技术的不断涌现,表面处理必将迎来更广阔的应用前景,对重型机械行业的发展产生深远影响。
2025-07-01
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移印小知识
移印指的是——承印物为不规则的异形表面(如仪器、电气零件、玩具等),使用铜或钢凹版,经由硅橡胶铸成半球面形的移印头,以此压向版面将油墨转印至承印物上完成转移印刷的方式。移印机适用行业:塑料业、玩具业、玻璃业、金属业、电子业、体育用品、文具业、光学业、IC封装业等。移印机适用范围:尺、笔、球形物、洋娃娃眼睛、手表、照相机、吹风机之外壳、陶磁、医药器具、球拍、录音带、电子零件、IC、CPU、DRAM、计算机外壳、按键、装饰标志、大哥大机壳等印刷。从总体来说,移印工艺的技术含量不高,在发达国家生产成本居高不下的情况下要想继续发展是很困难的,所以移印产业向中国这样的低劳动力成本的发展中国家转移是必然的趋势,目前,国外除了还制造自动化程度高的移印生产线的少数几家企业,大部分企业将生产基地搬到了中国。
2025-07-01
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