电刷镀技术
工程机械修复中电刷镀技术的原理及应用初探
工程机械修复中电刷镀技术的原理及应用初探摘要:介绍了电刷镀技术原理,阐述了其在工程机械修复中的应用,经实践证明该技术在工程机械修复中有着明显的经济效益和社会效益,具有一定的可推广性。
关键词:电刷镀工程机械修复应用电刷镀技术在我国研究开发、应用推广已有20 多年历史,这一新技术解决了许多国家重点工程中的维修等关键问题,是我国重点推广的新技术项目。
一、电刷镀原理电刷镀,按国际标准化组织( ISO) 1981 年的ISO/TC - 170 标准2080 - 81 中第159 条规定为:采用含有电解液并同阳极接触的垫或刷、以进行电沉积的方法,用这种垫或刷来涂刷具有相反极性的加工件,称为电刷镀技术。
由此可见,电刷镀属于一种无槽的电镀。
当镀笔(阳极) 的包套上吸满了镀液与旋转的工件作相对运动时,镀液里的金属离子在直流电荷的作用下,沉积在工件上,形成镀层。
整个沉积过程是: (1) 当电流从镀笔(阳极) 通过与工件(阴极) 间的镀液膜层抵达工件表面形成电气回路时,镀液膜层中的和水分子或络合剂生成水合离子或金属络合离子的金属离子,在电场力的作用下向工件(阴极) 输送; (2) 金属离子在工件(阴极) 表面得到电子,还原成金属原子; (3) 金属原子沉积在工件表面而形成结晶。
二、电刷镀技术的应用范围1、各种机械、起重运输设备因为磨损需要更换新的部件时,可采用电刷镀技术修复使之恢复到原有尺寸精度。
2、新制产品零部件,因加工超差或达不到精度,可通过电刷镀技术修复而达到尺寸公差精度技术要求。
3、产品零部件及机械设备磨损件在第一次修复使用后,到了一定的使用周期已磨损到极限,若具备修复价值,可以进行第二次修复。
4、大型设备如滚筒、转子、轧机、切削机、传动轴、曲轴、油缸、柱塞、机体、导杆等局部磨损、擦伤、凹坑、腐蚀点等的修复都可以现场修复,从而减少大量的人力物力浪费,缩短维修工期。
5、部分产品需要强化硬度,改善耐磨或防腐能力可通过电刷镀技术予以解决。
7电镀、刷镀
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河南农业大学机电工程学院
电刷镀设备
电 源 镀 笔
电刷镀液
15Βιβλιοθήκη 河南农业大学机电工程学院电刷镀工艺
纳 米 电 刷 镀 参 数 选 择 刷镀 刷镀电压
刷镀电压 镀 镀 镀 镀
镀
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非金属电镀
说明： 说明： ① 非金属电镀是指对塑料、玻璃、陶瓷、纤维等非金属制品 电镀。 ② 非金属电镀的关键工艺是表面金属化，使非金属基体上生 成导电层以便进行导电。表面金属化的方法有化学镀法、 喷涂法、烧渗银法和涂刷法等。 ③ 塑料电镀是非金属电镀中应用最广泛的一种。通过电镀可 提高塑料制品的强度，防止老化，使其具有导电性、电磁 性、焊接性和装饰性的外观。 ④ 非金属电镀制品主要用于汽车、飞机某些装饰性零部件以 及印刷线路板、电子仪器屏蔽和碳纤维等。
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1)镀铁的工艺特点 1)镀铁的工艺特点
① ② ③ ④ 电解液温度低。 电解液温度低。 铁镀层与基体的结合强度高 铁镀层的硬度高， 铁镀层的硬度高，耐磨性好 沉积速度快，生产率高，镀铁的镀厚能力强， 沉积速度快，生产率高，镀铁的镀厚能力强， 镀层厚度可达2mm 2mm以上 镀层厚度可达2mm以上 ⑤ 电流效率高 电解液容易配制，成本低，有害气体少， ⑥ 电解液容易配制，成本低，有害气体少，对环 境污染小
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表面工程技术
河南农业大学机电工程学院 王万章 教授 wanzwang@
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河南农业大学机电工程学院
第七讲 电镀、刷镀工艺 电镀、
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。 一、电镀 l.电镀工艺 l.电镀工艺 电镀分为有槽电镀 有槽电镀和无槽电镀——电刷镀 电刷镀。 有槽电镀 电刷镀
电刷镀技术在齿轮轴修复中的应用
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２ ７ 碱 性铜 镀 尺寸 层 ．
使 用碱 性 铜 镀 尺寸 层 ０ １ｍｍ一０ １ｍ 其 配 ．２ ．３ ｍ， 方 如表 ５ 。工件 接 电源负 极 ， 作 电压 １Ｖ， 轮 轴 工 ２ 齿
转 动速 度为 ４ ｒｍ ｎ一 ５／ ｎ 后 水 冲 。 ０／ ｉ ４ ｒｍｉ。镀
表面） 间， 作时 ， 之 工 工件 接 电源 负 极 ， 笔 接 电 源 镀
２ 电刷 镀 修 复 工 艺
２ １ 磨削修 形 ． 将 待修 复 的某 齿 轮 轴 （ 图 １ 置 于 机 床 卡 盘 见 ）
上， 对轴 基体进 行 磨 削修 形 ， 除轴 的偏 心 、 缺 陷 消 微
以及 氧化 皮 等 。为 降 低 磨 削修 形 时 轴 尺 寸 减 小 对
的正 极 ， 包裹 着 的浸 满 溶 液 的 阳极 在工 件 表 面擦 靠 拭， 溶液 中的金 属离 子 在零 件 表 面 与 阳极 相 接触 的
各点 上 发 生 放 电 沉 积 ， 随 时 间 增 长镀 层 逐 渐 加 并 厚 ， 终在 阴极表 面形 成镀覆 层 。 最
轴刚度 和强 度 的影 响 ， 择 的磨 削 量 要 尽 量 小 ， 选 磨
表 １ 电 净 溶 液 的 配 方 组 分 含 量
降 至正 常 电压 １ Ｖ， 轮 轴 转 动 速 度 为 ３ ｒｍｉ ２ 齿 ０／ ｎ一 ３ ｒｍｉ。镀后 水 冲 。 ５／ ｎ
表 ４ 特殊镍镀液配方
氢 氧 化 钠 ，／ ｇＬ
磷酸 三钠 ，／ ｇＬ
碳 酸 钠 ，／ ｇＬ 氯 化 钠 ，／ ｇＬ 添 加 剂
纳米复合电刷镀技术
操作工艺有 关。 ６纳米复合刷镀层性能
纳米 耐磨复合刷镀层 主要是在基础镀 液中加入氧化铝 、 （ ３ ） 纳米粒被沉积在 阴极上 的金属镀层镶 嵌。粘 附与 阴 氧化硅 、 氧化钛 、 碳化硅、 金 刚石 、 石墨碳纳米管等纳米颗粒 ， 极上的纳米粒子必须 能停 留超过一 定的时间，才有可 能被 电 当微粒均匀弥散 的分布在镀层 中时，能有效的细化刷镀层的 沉积的金属俘获 。因此 ，这个步骤还 与镀笔和流动 的镀液对 晶间组织， 提高刷镀层 的硬度 、 耐磨性、 抗疲劳和抗高温性 能。 吸附于阴极上 的纳米粒子 的冲击作用 ，以及金属 电沉积 的速 下面就 以 ｎ － Ａ ｌ ｚ Ｏ ｎ纳米镀层和快速镍镀层为例 ： 度等因素有关 （ １ ） 硬度
属离子在电场力的作用下游 离到工件表面 ， 获得 电子被还原成 相对速度 ｌ ２ － １ ５ ｍ／ ａｉ ｒ ｎ 。 ５ 纳 米复合 电刷镀 技术特点 金属原子， 复合镀液中的纳微米粒 子与金属离子发生共沉积 ， 形成复合镀层。随着刷镀时间的累积 ， 刷镀层逐渐增厚 。 纳米复合 电刷镀技术不同与普通 电刷镀技术的独特特 点；
学模型 。在这方面的研 究主要是借鉴复合 电沉积机理的研究 附机理和电化学机理解释 ， 结合电刷镀的工艺特 点， 纳米粒子
与 金 属 的 共 沉 积 过程 如下 ：
（ ２ ）复合镀层组 织更致密、 晶粒更细小 ， 基相组织 由微晶 （ ３ ） 镀层 的耐磨性 、 高温性等综合性能远远优于同种金属
纳 米 复合 电刷镀 技术
徐立鹏
（ 聊 城 大 学汽 车与 交通 工程 学院 山 东 ・ 聊城
摘
的应用前景。
刷镀工艺资料
DOCS SMART CREATE
刷镀工艺研究与应用
DOCS
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刷镀工艺的基本概念与原理
刷镀工艺的定义及其发展历程
刷镀工艺的优点
• 工艺简单，操作方便
• 镀层均匀，结合力强
• 可修复工件表面缺陷，提高工件使用寿命
刷镀工艺是一种表面处理技术
• 通过刷镀笔或滚筒在工件表面涂抹金属涂料
刷镀工艺所需的金属材料
刷镀工艺所需的金属涂料
• 锌、铝、铜、镍等金属及其合金
• 油性金属涂料
• 贵金属如金、银、铂等
• 水性金属涂料
• 复合金属涂层材料
• 树脂型金属涂料
刷镀工艺的设备种类及选择
刷镀工艺的设备种类
• 刷镀电源
• 刷镀笔或滚筒
• 镀液槽
• 搅拌装置
• 过滤装置
刷镀工艺的设备选择
• 根据工件形状和尺寸选择合适的刷镀笔或滚筒
• 通过电沉积形成金属涂层，提高航空航天零部件的性能
汽车制造领域的应用
• 利用刷镀工艺在汽车零部件表面涂布金属涂料
• 通过电沉积形成金属涂层，提高汽车零部件的耐磨性和耐腐蚀性
未来发展前景
• 随着工业技术的发展，刷镀工艺将在更多领域得到应用
• 市场需求不断扩大，刷镀工艺的市场前景广阔
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刷镀工艺的发展趋势与前景展望
• 涂料调配要均匀，避免出现涂层缺陷
• 刷镀操作要均匀，避免涂层厚度不均
刷镀工艺的操作方法及技巧
刷镀工艺的操作方法
刷镀工艺的操作技巧
• 使用刷镀笔或滚筒将金属涂料涂布在工件表面
• 合理选择刷镀笔或滚筒的直径和长度
• 控制刷镀速度，保证涂层厚度均匀
电刷镀修复法名词解释
电刷镀修复法名词解释
嘿，朋友们！今天咱来聊聊电刷镀修复法。
这玩意儿啊，就像是给机器设备的一场神奇魔法！
你想想看，咱们的各种机器、零件，就跟咱人一样，时间长了也会受伤、会出毛病呀。
这时候电刷镀修复法就闪亮登场啦！它能让那些磨损的、损坏的地方重新焕发活力。
电刷镀修复法呢，简单来说，就是用一个小小的电刷，蘸上特殊的镀液，然后在需要修复的地方来回刷呀刷。
就好像我们画画一样，一笔一笔地给它添上颜色，让它变得完整、漂亮。
这可比重新换个零件省钱多啦！而且还快呢，不用等很久就能让机器重新上岗工作。
它就像是个超级医生，能快速地给机器治好病。
你说神奇不神奇？就那么轻轻一刷，就能让原本破破烂烂的地方变得光滑如新。
这可不是变魔术哦，是真真切切的技术！
比如说，一辆汽车的某个零件有点磨损了，要是去换个新的，那得多贵呀！但用电刷镀修复法，嘿，花不了多少钱，还能让车跑得稳稳当当的。
再想想那些大型的机械设备，要是因为一点小毛病就停工，那得损失多少钱呀！这时候电刷镀修复法就能大显身手啦，快速地让设备恢复正常，继续为我们工作赚钱。
它还很灵活呢，可以修复各种形状、各种材质的东西。
不管是铁的、钢的，还是其他啥材料，电刷镀修复法都能搞定。
而且哦，这个技术对环境也很友好呢。
不会产生很多垃圾和污染，多棒呀！
总之啊，电刷镀修复法就是个宝，能让我们的机器设备延年益寿，为我们的生活和工作带来很多便利。
咱可得好好了解了解它，让它发挥出更大的作用呀！这就是电刷镀修复法，一个神奇又实用的技术，你难道不想试试吗？。
电刷镀工艺过程及技术要求
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二。电刷镀工艺过程
(3)电净处理: 电净处理就是槽镀工艺中的电解 脱脂。刷镀中对任何基体金属都用同一种脱脂 溶液，只是不同的基体金属所要求的电压和脱 脂时间不一样。电净时一般采用正向电流(镀件 接负极)，对有色金属和对氢脆特别敏感的超高 强度钢，采用反向电流(镀件接正极)。电净后 的表面应无油迹，对水润湿良好，不挂水珠。
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二。电刷镀工艺过程
3．镀后处理 刷镀完毕要立即进行镀后处理，清除镀件表
面的残积物，如水迹、残液痕迹等，采取必要 的保护方法，如烘干、打磨、抛光、涂油等， 以保证刷镀零件完好如初。
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三。电镀技术要求
电镀技术要求分为： 1。工艺要求，简便快捷地修复磨损腐蚀的机
械零件，达到耐磨耐蚀；改善钎焊性；增加导 电性，如电刷镀金、银、铜、镍、铬及镍磷合 金、镍铬镍铁锡合金等。
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二。电刷镀工艺过程
(4)活化处理: 活化处理用以去除镀件在脱脂后 可能形成的氧化膜并使镀件表面受到轻微刻蚀 而呈现出金属的结晶组织，确保金属离子能在 新鲜的基体表面上还原并与基体牢固结合，形 成结合强度良好的镀层。活化时，一般采用阳 极活化(镀笔接负极)。
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二。电刷镀工艺过程
2．镀件刷镀 (1)刷镀打底层 由于刷镀层在不同金属上结合 强度不同，有些刷镀层不能直接沉积在钢铁上 ，故针对一些特殊镀种要先刷镀一层打底层作 为过渡，厚度一般为0．001～0．01 mm。
1．镀前预处理
(1)表面整修待镀件的表面必须平滑，故镀件 表面存在的毛刺、锥度、不圆度和疲劳层，都 要用切削机床精工修理，或用砂布、金相砂纸 打磨，以获得正确的几何形状和暴露出基体金 属的正常组织，一般在修整后的镀件表面粗糙 度Ra应在5μm以下。
电镀、电刷镀与化学镀
4．基体金属的影响
基体金属的化学性质与其和镀层之间结合力密 切相关。在某些电解液中，如果基体金属的电 位负于镀层金属，若不用其它镀层过渡，就不 容易获得结合力良好的镀层。 铸造件和粉末冶金件的表面往往是凹凸不平且 多孔的，零件内孔易积留预处理的溶液，镀件 表面经过一段时间会出现黑色的斑点。 此外，零件在电镀前的脱脂、除锈是否彻底， 也将严重影响镀层的性能。
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二、电镀反应
图 6-1 是电镀过程原理图，被镀 的零件为阴极，与直流电源的 负极相连，金属阳极与直流电 源的正极联接。阳极与阴极均 浸入镀液中。 当在阴阳两极间施加一定电压 时，则在阴极发生还原反应： 即从镀液内部扩散到电极和镀 液界面上的金属离子Mn+从阴极 上获得n个电子，被还原成金属 M。
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主盐浓度的影响
镀液中的主盐浓度高时，电沉积过程中的 浓差极化小，晶核形成速度降低，长大速 度快；所得镀层晶粒较粗。这种影响在简 单盐镀液中尤为明显。 主盐浓度过低时，尽管对提高镀液的分散 能力有利，但镀液允许的电流密度小。此 时、镀液中的导电盐可提高其导电性，增 加阴极极化，对获得结晶细致的镀层有利。
碱性镀液有氰化物镀锌、锌酸盐镀锌、焦 磷酸盐镀锌等。 中性或弱酸性镀液有氯化物镀锌、硫酸盐 镀锌等； 酸性镀锌有硫酸盐镀锌、氯化物镀锌等。 其中以氰化物镀锌、锌酸盐镀锌、氯化物 镀锌、硫酸盐镀锌最为常用。
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镀锌层的钝化处理
为了进一步提高镀锌层的防护能力，同时 使其外观更具装饰性，通常要在其表面人 为地形成一层致密的氧化膜，这一过程即 称之为钝化处理(或称铬酸盐处理)。 钝化处理的溶液以六价铬为主要成分，辅 之以其它的无机酸或其盐。改变钝化溶液 的辅助成分及其浓度，可以得到白色或蓝 白色、彩色、黑色、绿色等色调的钝化膜。
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电刷镀技术属于电－化学范畴，被通俗会称为“无槽 电镀”。刷镀时工件作为阴极，阳极包裹绝缘吸水材料后， 醮取镀液在需刷镀的部位通电反复涂抹，即可在需刷镀的 部位获指定厚度和指定性能的镀层。
电刷镀技术具有以下特点：
1. 常温操作：电刷镀是在常温下操作的工艺，刷镀时 工件的温升不会超过70℃，因此不会引起刷镀工件的变形， 在刷镀表面不会有残留应力存在，不会引起刷镀表面金相 组织的变化。
5. 大型的精密零部件，如机体、油缸、柱塞、曲轴、 机床导轨、床头箱等局部损伤，磨损的修复和强化。
6. 其它常规工艺难以完成的工件。如无法电镀的大 件的镀层制备和缺陷镀层的修复，无法热处理的大件 的需强化部件的镀层制备，以及特殊环境条件（例如 野外、高空、地下）的施工等。
7. 其他特殊需求。
修复实践证明，修复后零部件的使用性能甚至优于新 件。 3. 功能性镀层的制备。例如提高零部件表面的耐磨 性，防腐蚀性，耐高温性，减磨性（降低磨擦因数）， 钎焊性，耐渗碳，耐 化性，导电性，导磁性磁屏蔽 性，以及表面装饰等。
4. 模具特别是注塑模具的修复和保护。对磨损和意 外损伤的模具表面进行快速现场修复，对新模具表面 制备镜面镀层，提高模具表面的脱模性，耐蚀性，增 加塑料产品表面光泽等。0%，因此在要求不高的场合刷镀后不 需再进行机加工便可满足使用要求。
6. 适应范围广：可以在各种导电表面进行刷镀，可以 在各种形状和结构－轴、孔、表面、曲面的表面进行刷镀， 可以在各种尺寸的表面进行刷镀。
二、应用范围
1. 加工超差零部件的修复。 2. 使用超限零部件的维修，恢复使用性能。经大量
2. 可实施现场操作：电刷镀设备简单，工艺灵活，刷 镀时只要将欲刷镀表面露出即可进行，可以实施现场刷镀， 从而大大简化操作工艺和生产周期。
3. 镀层质量优：电刷镀工艺的镀层种类多，各种镀层 具有不同的物理―化学和力学性能，可以满足不同工况下 使用的零部件的需求。
4. 与基体结合强度高：电刷镀镀层与各种金属材料间 都有令人满意的结合强度。例如常用镍镀层与钢铁基体间 的结合强度≥70Mpa。电刷镀工件的镀层可以进行车磨加 工和弯曲，镀层都不会剥离。