电镀作用、原理及方

电镀diàndù (Electroplating)电镀的概述:利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺。

可以起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用电镀的主要用途是什么？1、提高金属制品或者零件的耐蚀性能。

例如钢铁制品或者零件表面镀锌。

2、提高金属制品的防护-装饰性能。

例如钢铁制品表面镀铜、镀镍镀铬等。

3、修复金属零件尺寸。

例如轴、齿轮等重要机械零件使用后磨损，可采用镀铁、镀铬等祸福其尺寸。

4、电镀还可赋予某种制品或零件某种特殊的功能。

例如镀硬铬可提高其耐磨性能等。

电镀的概念就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。

电镀时，镀层金属做阳极，被氧化成阳离子进入电镀液；待镀的金属制品做阴极，镀层金属的阳离子在金属表面被还原形成镀层。

为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。

电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸.电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。

电镀作用利用电解作用在机械制品上沉积出附着良好的、但性能和基体材料不同的金属覆层的技术。

电镀层比热浸层均匀，一般都较薄，从几个微M到几十微M不等。

通过电镀，可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层，还可以修复磨损和加工失误的工件。

镀层大多是单一金属或合金，如钛靶、锌、镉、金或黄铜、青铜等；也有弥散层，如镍-碳化硅、镍-氟化石墨等；还有覆合层,如钢上的铜-镍-铬层、钢上的银-铟层等。

电镀的基体材料除铁基的铸铁、钢和不锈钢外,还有非铁金属,如ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料，但塑料电镀前,必须经过特殊的活化和敏化处理。

电镀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[1]。

在有些情况下，如镀铬，是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极，它只起传递电子、导通电流的作用。

电解液中的铬离子浓度，需依靠定期地向镀液中加入铬化合物来维持。

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。

电镀方式电镀分为挂镀、滚镀、连续镀和刷镀等方式，主要与待镀件的尺寸和批量有关。

挂镀适用于一般尺寸的制品,如汽车的保险杠,自行车的车把等。

滚镀适用于小件，如紧固件、垫圈、销子等。

连续镀适用于成批生产的线材和带材。

刷镀适用于局部镀或修复。

电镀液有酸性的、碱性的和加有铬合剂的酸性及中性溶液，无论采用何种镀覆方式，与待镀制品和镀液接触的镀槽、吊挂具等应具有一定程度的通用性。

镀层分类镀层分为装饰保护性镀层和功能性镀层两类。

装饰保护性镀层主要是在铁金属、非铁金属及塑料上的镀铬层,特别是钢的铜-镍-铬层，锌及钢上的镍-铬层。

为了节约镍，人们已能在钢上镀铜-镍／铁-高硫镍-镍/铁-低固分镍-铬层。

与镀铬层相似的锡／镍镀层，可用于分析天平、化学泵、阀和流量测量仪表上。

功能性镀层这种镀层种类很多，如：①提高与轴颈的相容性和嵌入性的滑动轴承罩镀层，铅-锡,铅-铜-锡,铅-铟等复合镀层；②用于耐磨的中、高速柴油机活塞环上的硬铬镀层，这种镀层也可用在塑料模具上，具有不粘模具和使用寿命长的特点；③在大型人字齿轮的滑动面上镀铜，可防止滑动面早期拉毛；④用于防止钢铁基体遭受大气腐蚀的镀锌。

⑤防止渗氮的铜锡镀层。

⑥用于收音机、电视机制造中钎焊并防止钢与铝间的原电池腐蚀的锡-锌镀层。

适用于修复和制造的工程镀层,有铬、银、铜等，它们的厚度都比较大，硬铬层可以厚达300微M。

常用表面处理工艺流程（1）钢铁件电镀锌工艺流程┌酸性镀锌除油→ 除锈→ │ → 纯化→ 干燥└碱性镀锌（2）钢铁件常温发黑工艺流程┌ 浸脱水防锈油││ 烘干除油→除锈→常温发黑→│ 浸肥皂液——→ 浸锭子油或机油││└浸封闭剂（3）钢铁件磷化工艺流程除油→除锈→表调→磷化→涂装（4） ABS/PC塑料电镀工艺流程除油→ 亲水→ 预粗化（PC≥50%）→ 粗化→ 中和→ 整面→ 活化→ 解胶→ 化学沉镍→ 镀焦铜→ 镀酸铜→ 镀半亮镍→ 镀高硫镍→ 镀亮镍→ 镀封→ 镀铬（5） PCB电镀工艺流程除油→ 粗化→ 预浸→ 活化→ 解胶→ 化学沉铜→ 镀铜→ 酸性除油→ 微蚀→ 镀低应力镍→ 镀亮镍→ 镀金→干燥（6）钢铁件多层电镀工艺流程除油→ 除锈→ 镀氰化铜→ 镀酸铜→ 镀半亮镍→ 镀高硫镍→ 镀亮镍→ 镍封→ 镀铬（7）钢铁件前处理（打磨件、非打磨件）工艺流程1、打磨件→ 除蜡→ 热浸除油→ 电解除油→ 酸蚀→ 非它电镀2、非打磨件→ 热浸除油→ 电解除油→ 酸蚀→ 其它电镀（8）锌合金件镀前处理工艺流程除蜡→ 热浸除油→ 电解除油→ 酸蚀→ 镀碱铜→ 镀酸铜或焦磷酸铜→ 其它电镀（9）铝及其合金镀前处理工艺流程除蜡→热浸除油→电解除油→酸蚀除垢→化学沉锌→ 浸酸→ 二次沉新→ 镀碱铜或镍→ 其它电镀除蜡→热浸除油→电解除油→酸蚀除垢→铝铬化→ 干燥→ 喷沫或喷粉→ 烘干或粗化→ 成品除蜡→热浸除油→电解除油→酸蚀除垢→阳极氧化→ 染色→ 封闭→ 干燥→ 成品（10）铁件镀铬工艺流程：除蜡→ 热浸除油→ 阴极→ 阳极→ 电解除油→ 弱酸浸蚀→ 预镀碱铜→ 酸性光亮铜（选择）→ 光亮镍→镀铬或其它除蜡→ 热浸除油→ 阴极→ 阳极→ 电解除油→ 弱酸浸蚀→ 半光亮镍→ 高硫镍→ 光亮镍→ 镍封（选择）→ 镀铬（11）锌合金镀铬工艺流程除蜡→ 热浸除油→ 阴极电解除油→ 浸酸→ 碱性光亮铜→ 焦磷酸铜（选择性）→ 酸性光亮铜（选择性）→ 光亮镍→镀铬（12）电叻架及染色工艺流程前处理或电镀→ 纯水洗（2-3次）→预浸→ 电叻架→ 回收→ 纯水洗（2-3次）→ 烘干→ 成品不锈钢镀光亮镍工艺流程:有机溶剂除油→化学除油→水洗→阴极电解活化→闪镀镍→水洗→活化→水洗→镀光亮镍→水洗→钝化→水洗→水洗→热水洗→甩干→烘干→验收。

不锈钢上的光亮镍层是微带黄光的银白色金属，它的硬度比铜、锌、锡、镉、金、银等要高，但低于铬和铑金属。

光亮镍在空气中具有很高的化学稳定性，对碱有较好的稳定性。

不锈钢上通过运用光亮剂，可不经抛光直接镀取光亮镍，以提高表面的硬度、耐磨性和整平性，在外观上使不锈钢与其他镀镍件外观一致，并且避免不锈钢与其他光亮镍之间产生接触电位差的腐蚀。

不锈钢镀光亮镍的溶液中光亮剂的近年来发展很快，品种很多。

归纳起来，光亮剂的发展经历了四个年代。

第一代的也是最原始的产品为糖精加丁炔二醇。

可以镀取整平性很高的光亮镍。

其运用兴盛于20世纪六七十年代。

但由于丁炔二醇在镀镍槽中的不稳定性，寿命较短，有机杂质积累很快，需要经常处理镍槽，于是，通过环氧氯丙烷或环氧丙烷与丁炔二醇结枝，合成了第二代镀镍光亮剂，如BE、791光亮剂，情况有所好转，BE和791保留有炔基，后来又进步将吡啶基聚合上去，形成了第三代产品，出光速度更快，光亮剂用量更少了，使用寿命更长了。

现在又进一步运用镀镍光亮剂中间体多种组合构成新型光亮剂已发展到第四代产品了。

它的使用量更少，出光速度更快，处理周期更长，深镀能力更强了。

不锈钢镀光亮镍工艺流程:有机溶剂除油→化学除油(氧氧化钠40g/L，碳酸钠30g/L，磷酸三钠50g/L，OP-乳化剂3mL/L，温度80~90 ℃，时间30min)→水洗→阴极电解活化(盐酸水溶液1+1，室温，Dk1~3A/dm2，时间5min，阳极布包碳精板)→闪镀镍(氯化镍 180~220g/L，盐酸120g/L，室温，电流密度4A/dm2，时间5~lOmin，阳极镍板)→水洗→活化[硫酸5%(V)，时间5s]→水洗→镀光亮镍(时间5~lOmin，或按厚度所需时间)→水洗→钝化(重铬酸钾1s0g/L，重铬酸钠150g/L，硫酸30~50mL/L，室温，时间20~25s)→水洗→水洗→热水洗→甩干→烘干→验收。

电镀的过程基本如下1 把镀层金属接在阳极2 把镀件接在阴极3 阴阳极以镀上去的金属的正离子组成的电解质溶液相连4 通以直流电的电源后，阳极的金属会进行氧化反应(失去电子)，溶液中的正离子则在阴极被还原(得到电子)成原子并积聚在负极表层。

电镀后被电镀物件的美观性和电流大小有关系，电流越小，被电镀的物件便会越美观；反之则会出现一些不平整的形状。

电镀的主要用途包括防止金属氧化 (如锈蚀) 以及进行装饰。

不少硬币的外层亦为电镀。

电镀产生的污水(如失去效用的电解质)是水污染的重要来源。

电镀专业术语3 镀覆方法术语3.1 化学钝化将制件放在含有氧化剂的溶液中处理，使表面形成一层很薄的钝态保护膜的过程。

3.2 化学氧化通过化学处理使金属表面形成氧化膜的过程。

3.3 电化学氧化在一定电解液中以金属制件为阳极，经电解，于制件表面形成一层具有防护性，装饰性或其它功能氧化膜的过程。

3.4 电镀利用电解原理，使金属或合金沉积在制件表面，形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程。

3.5 转化膜对金属进行化学或电化学处理所形成的含有该金属之化合物的表面膜层。

3.6 钢铁发蓝（钢铁化学氧化）将钢铁制件在空气中加热或浸入氧化性的溶液中，使之于表面形成通常为蓝（黑）色的薄氧化膜的过程。

3.7 冲击电流电流过程中通过的瞬时大电流。

3.8 光亮电镀在适当条件下，从镀槽中直接得到具有光泽镀层的电镀。

3.9 合金电镀在电流作用下，使两种或两种以上金属（也包括非金属元素）共沉积的过程。

3.10 多层电镀在同一基体上先后沉积上几层性质或材料不同的金属层的电镀。

3.11 冲击镀在特定的溶液中以高的电流密度，短时间电沉积出金属薄层，以改善随后沉积镀层与基体间结合力的方法。

3.12磷化在钢铁制件表面上形成一层不溶解的磷酸盐保护膜的处理过程。

3.13 热抗散加热处理镀件，使基体金属和沉积金属（一种或多种）扩散形成合金的过程。

4 镀前处理和镀后处理术语4.1 化学除油在碱性溶液中借助皂化作用和乳化作用清除制件表面油污的过程。

4.2 电解除油在含碱溶液中，以制件作为阳极或阴极，在电流作用下，清除制件表面油污的过程。

4.3 出光在溶液中短时间浸泡，使金属形成光亮表面的过程。

4.4 机械抛光借助于高速旋转的抹有抛光膏的抛光轮，以提高金属制件表面光亮度的机械加工过程。

4.5 有机溶剂除油利用有机溶剂清除制件表面油污的过程。