电刷镀技术简介

四、电刷镀技术的应用范围


1机械设备修复类 电刷镀工艺能快速修复机械零部件的加工超差、磨损、凹坑及划伤，在碳钢、不锈钢、铸铁 （钢）、铜（合金）、铝（合金）等各类金属材料上均有良好结合力，镀层硬度高、耐磨性好、 修复厚度能达到1.0mm以上，可满足各种修复的性能要求。在常温下施工，保证基体不产生热变 形和金相组织变化，延长零部件的使用寿命。 应用范围极广，包括船舶、航空、汽车、火车、电力、工程机械、造纸印刷、纺织、模具、化工、 矿山、石油等行业。如： 在普通机械零件的修复和制造中作为耐磨镀层；发电机、电动机轴、汽轮机轴颈拉伤在修复和制 造中作为耐磨层和加厚镀层。 各种液压机械的油缸、活塞、缸体的增厚刷镀。 各种汽车、机车、舰船上的易磨损零件。 橡胶机械、印刷机械上的压辊、版辊、油墨辊及轴类零件。 造纸烘辊、导辊作为防腐蚀、高光洁度耐磨镀层。 油田的抽油机拄塞轴、油田光杆、钢套、抽油机的钻杆、采矿的各种液压支柱。 化工机械的轴、轴承、曲面等零件磨损后，经电刷镀可以恢复原来的作用和功能。 2生产加工类 该技术能在电器开关导电铜（铝）排、互感器、电子产品上局部刷镀光亮银、光亮锡、光亮金、 光亮镍等，可明显提高劳动效率，减少工人劳动强度，降低生产成本，提高产品的市场竞争力。 3工艺品装饰类 电刷镀是工艺品、广告标牌、餐具表面镀金、银的新工艺，克服了传统工艺的局限性，丰富了产 品的加工手法。



§1 概 述

一、电刷镀技术的基本原理 电刷镀的设备主要包括电源装置、 镀笔与阳极以及各种辅助材料。镀 笔前端通常采用高纯度细石墨块作 阳极材料，石墨块外面包裹一层棉 花和耐磨的涤棉套，刷镀时使镀笔 浸满镀液。 电刷镀技术是采用电化学原理。工 作时，专用直流电刷镀电源的负极 接工件，正极接镀笔，电刷镀时， 包裹的阳极与工件欲刷镀表面接触 并作相对运动，含有需镀金属离子 的电刷镀专用镀液不断供送到阳极 与工件之间的需刷镀的表面处，在 电场力的作用下，溶液中金属离子 定向迁移到工件表面沉积形成镀层， 镀层随着时间增厚直至所需要厚度。
三、电刷镀技术的应用

(1)修复：恢复磨损和几何精度。如曲轴、缸套、液压柱 塞等零部件的磨损、擦伤的修复，模具的修复和防护。 (2)改善零部件的表面性能和表面装饰，如新品刷镀金、 银、铜、镍等保护层，提高零件表面的硬度、耐磨性、光 亮度，工艺品装饰。 (3)获得某些特需的功能性表面。如高温抗氧化性，减小 接触面的滑动摩擦，提高零件的防腐性能和电触点的电气 性能，改善模具的脱模性，改善摩擦的匹配性能，增加导 电、导磁性能。如精密电器、印刷电路板的接插件、高压 开关及其他工件镀镍、镀锡、镀铜、镀镍钨、镀金、银、 钴液等。
§4 电 刷 镀 工 艺
一、电刷镀的一般工艺过程 电刷镀的一般工艺过程如表3-1所示。在实际刷镀过程中，可根据镀件的材料、 表面热处理状况、工件尺寸及镀层厚度、工件技术要求及工况条件等因素，正 确选择极性、电压（电流）、相对运动速度等工艺参数和镀液，科学地进行镀 层设计，合理地安排工艺顺序，可在电刷镀一般工艺过程的基础上增加或减少 相应的工序。但应注意，在上述工艺过程中，每道工序间都需用清水冲洗干净 上道工序的残留镀液。在电刷镀过程中，如工件镀层已经发热，则需注意用相 近温度的温水冲洗，以免内应力过大，造成镀层脱落。
§2电刷镀电源及附件

一、电刷镀电源 电刷镀电源是由强电输出、 安培小时计、过载保护三大部 分组成。强电输出部分的作用 是把220V的交流电变为0~30V 连续可调的脉动直流电，用以 刷镀工件；安培小时计的作用 是记录电刷镀过程中所消耗的 电量，从而控制镀层的厚度； 过载保护部分的作用是防止刷 镀电流过载，一旦超载时能迅 速切断主电路，以保护设备和 工件不受损坏。
电 刷 镀 技 术 简 介
常州瑞晶科技有限公司
目

录
§1 概 述 一、电刷镀技术的基本原理 二、电刷镀技术的特点 三、电刷镀技术的应用范围 §2电刷镀电源设备及镀笔 一、电刷镀电源应具备的主要性能 二、电源的组成和作用 三、电刷镀镀笔 §3电刷镀溶液 一、概述 二、常用预处理 三、常用电刷镀溶液 四、新型可溶性金属阳极电刷镀溶液 五、电刷镀溶液的性能和用途 §4 电刷镀工艺 电刷镀的一般工艺过程 电刷镀主要工艺参数的选择 镀层工艺规范的选择 工序间的漂洗 在不同金属材料上刷镀 附：电刷镀镍操作规程
二、电刷镀涂镀笔
电刷镀镀笔的基本结 构与形状如图所示。 根据工件的形状和刷 镀的需要可分为外圆 镀笔、内孔镀笔、平 面镀笔、旋转镀笔和 微型镀笔。镀笔和阳 极的尺寸是依据被镀 工件的形状和尺寸而 定。

三、阳极材料


1、石墨阳极（图2-3） 应用不溶性 材料做阳极是现代刷镀技术的重要特 点，这些不溶性材料多数是由经过专 门提纯，除去了大量金属杂质的高密 度石墨制成的。这种石墨纯度高、结 构细腻且均匀、导电性好、耐高温电 解浸蚀。但石墨阳极经过长期使用后， 特别是在高压、大电流密度下使用， 表面也会被腐蚀。因此，在制作阳极 度材料时常常在石墨表面涂上一层酚 醛树脂胶，以提高其抗腐蚀性能，并 防止污染镀液。 2、铂铱合金阳极 在需要用小尺寸的 阳极时，由于石墨强度低而容易断， 所以可用铂铱合金来制作。合金中铂 铱的含量分别为90%和10%。这种材 料的阳极，一般是在填补凹坑、斑点、 密而深的划伤沟槽，以及在装饰品上 镀金、银等场合下使用。
五、在不同金属材料上刷镀






1、在铸铁材料上刷镀 铸铁材料组织疏松，其表面上有较多的微孔，油污存留在表面微孔中很难一次除 净，所以要采取化学、有机溶剂、电化学等式多种形式多次除油。 活化时不仅要除去表面的氧化膜和疲劳层，而且要除去金属表面的石墨，使金属 原子的晶格充分地显露出来，所以要采用2号加3号活化液的工艺，并且活化时间 要比钢铁件长约30%~50%。 在刷镀工艺参数选择上，铸铁件与钢铁件相比刷镀工作电压要高2~4V。刷镀铸铁 材料时，工作与镀笔的相对运动速度要慢些，约4~6 m/min。 经过电化学处理过的铸铁材料的待镀表面，由于组织缺陷多，抗腐蚀能力差，故 不宜采用酸性镀液起镀，而应当使用弱碱性或中性溶液起镀铸铁、铸铝等组织较 疏松的材料。目前，快速镍是被广泛应用于铸铁起镀层溶液。 2、在紫铜、青铜、黄铜上刷镀 铜材耐强酸腐蚀能力差，故电净处理后可直接用3号弱活化液进行活化，而省去强 活化工序。在起镀时，亦避免使用酸性特殊镍溶液镀底层，而通常用中性镍或碱 铜溶液镀底层。 在高碳钢和高合金钢上刷镀 3、这类材料的特点是对氢脆敏感，因此电净处理时应使电源极性反接，采用阳极 除油。刷镀时，镀笔的运动及镀液供送方式有利于氢气的逸出。必要时，镀后可 低温回火，进行除氢处理。 4、在镀铬层上刷镀 镀铬层上的氧化膜十分牢固，因此，活化工序就成为保证镀层与基体结合牢固的 关键。对镀铬层的活化可采用铬活化液，也可用10%氢氧化钠水溶液。可采用阴、 阳交替活化的方法，电压稍低些，时间稍长些。


二、电刷镀主要工艺参数的选择
三、镀层工艺规范的选择
四、工序间的水漂洗



几乎所有工序之间和刷镀完都要用水彻底地冲洗（或叫漂洗）。在刷镀前 清理工件表面时，用热水漂洗表面有助于除去油污；天冷室温较低时还可 以提高工件的起镀温度。在电净与活化、一次活化与二次活化、活化与镀 底层之间用水漂洗的作用，是冲洗掉处理下来的油污、杂质和残留镀液。 从镀底层至工作层的各工步之间用水漂洗的作用，是将表面残留镀液冲洗 干净，防止镀液互相污染，影响镀层质量。工作层镀完后也要用水冲洗， 并最后用肥皂水或其它碱性溶液刷洗表面，以中和残留的酸液，防止日后 对镀层产生腐蚀。在极少场合下，例如，用特殊镍底层转为镀快速镍时， 也可不必用水冲洗。 为了确保镀层质量，对水的质量应有一定的要求。一般说，用饮用的自来 水基本上可合乎使用要求，使用冷开水（软水）或蒸馏水则更好。混浊的 江水、河水绝不允许使用，井水和泉水应慎用。 对冲洗的温度也应注意，在室温不低于10℃进行电净、活化和镀底层时， 用室温下的水冲洗即可。因为此时操作时间较短，工作温升还不高。当镀 层较厚、刷镀时间较长时，在镀完尺寸层或工作层以后，工件的温升可能 较高，这时一定要用接近工件温度的水性冲洗。尤其是在冬季天气寒冷时， 如果直接用冷水冲洗，镀层会受急冷收缩而出现裂纹，甚至脱落。
三、阳极材料

3、可溶性阳极 经过实践证明，在 用某些镀液刷镀时不一定非用不溶 性阳极，用可溶性阳极效果也很好。 例如，在刷镀铁及铁合金时，用镍 或纯铁制作阳极也很好。由于在镀 液中添加了阳极防钝化剂，可以有 效地解决可溶性阳极的易钝化现象。 4、不锈钢阳极 在需要极小尺寸阳 极时而又无铂铱合金材料时，可采 用超低碳不锈钢棒、片或丝来制作。 另外，在需要大型阳极时，考虑石 墨材料的强度、重量和机械加工等 因素，也可用不锈钢板弯成需要的 形状来代替石墨阳极使用。但是， 不锈钢阳极不适合用于含卤族或氢 化物的镀液中，否则会被严重腐蚀， 并且污染镀液。
§3 电 刷 镀 溶 液
二、常用电刷镀溶液




1、新型电刷镀溶液：可 溶镍、黑镍等； 2、单金属镀液：高堆积 铜、镀银液、碱性铟等； 3、多元合金镀液：镍钨D、 镍锌合金等； 4、光亮镀层镀液：光亮 镍、半光亮铜、半光亮钴 等。

三、新型可溶性金属阳极电刷镀溶液

特点： 1、速度快 —— 是常规镀液的3～5倍，真正实现快速修复； 2、电流密度大 —— 突破传统刷镀工艺，采用可溶性金属 阳极，使用电流密度>500A/dm2，阳极不钝化； 3、镀厚能力强 —— 一次镀厚能力是常规镀液的3倍； 4、镀液性能好 —— 可长期循环使用，性能稳定； 5、镀层质量高 —— 镀层致密，无夹杂，耐磨性好，结合 强度高； 6、刷镀成本低 —— 仅为常规镀种的1/3。
二、电刷镀技术的特点



1、设备简单，没有镀槽，携带和使用方便，不需很大的工作场地，重型机械可就地修 复或不解体修复；投资少，收效快。 2、操作方便，具有初中以上文化水平者，经一周培训即可独立工作。 3、结合强度高：镀层与基体结合为原子吸附或键连接，结合强度≥70Mpa。 4、镀层具有优异的理一化和力学性能，有100多种性能各异的镀液，可满足不同工况 零部 件的需求，可以赋予刷镀表面以耐磨、减磨、耐蚀、抗氧化、导电、导磁以及其他所 需的特定功能。 5、镀层厚度可以控制，控制精度为±10%。 6、可获得单金属镀层，合金镀层（二元、三元以及多元）。组合镀层，复合镀层、非 晶态镀层等不同种类的镀层 7、沉积速度快，电刷镀时电流密度一般可达50～300A/dm2，因此镀层沉积速度比槽 镀快5～10倍。例如，利用沉积速度最快的可溶性阳极快速镍在阳极与刷镀表面的一次 接触面积为三分之一的条件下，每分钟可沉积镀层厚度为20～30μm，在大型工件表面 刷镀时，有望达到每小时沉积单边厚度为1mm的镀层。 8、溶液品种齐全，包括表面准备、沉积金属等各类溶液。其中沉积金属溶液性能稳定， 可循环反复使用，中间不需调整组分。 9、常温沉积镀层，水溶液操作，不会引起工件基体的变化，不会产生残余应力，不会 影响表面金相组织的变化。 10、适应范围广，可以在各种导电的、各种形状的（外圆、内孔、平面、曲面）和各 种尺寸的表面上刷镀。一般零件刷镀后不加工便可满足使用要求或可将加工余量控制 在最合理的范围。 11、溶液使用量小，产生的废液极少，所以环境污染小，节省能源。设备投资少，利 润高，通常一套设备一万元即可。