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    電鍍工藝

    發布日期:2020/1/9 10:08:20 訪問次數:3867

    電鍍工藝
    電鍍工藝是利用電解的原理將導電體鋪上一層金屬的方法。
    電鍍是指在含有預鍍金屬的鹽類溶液中,以被鍍基體金屬為陰極,通過電解作用,使鍍液中預鍍金屬的陽離子在基體金屬表面沉積出來,形成鍍層的一種表面加工方法。
    鍍層性能不同于基體金屬,具有新的特征。根據鍍層的功能分為防護性鍍層,裝飾性鍍層及其它功能性鍍層。

    電鍍時,鍍層金屬或其他不溶性材料做陽極,待鍍的工件做陰極,鍍層金屬的陽離子在待鍍工件表面被還原形成鍍層。能增強金屬的抗腐蝕性(鍍層金屬多采用耐腐蝕的金屬)、增加硬度、防止磨耗、提高導電性、光滑性、耐熱性和表面美觀。


    基本原理
    電鍍是一種電化學過程,也是一種氧化還原過程.電鍍的基本過程是將零件浸在金屬鹽的溶液中作為陰極,金屬板作為陽極,接直流電源后,在零件上沉積出所需的鍍層。例如鍍鎳時,陰極為待鍍零件,陽極為純鎳板,在陰陽極分別發生如下反應:
    陰極(鍍件):Ni2++2e→Ni (主反應)
    2H++2e→H2↑ (副反應)
    陽極(鎳板):Ni-2e→Ni2+ (主反應)
    4OH--4e→2H2O+O2 (副反應)
    不是所有的金屬離子都能從水溶液中沉積出來,如果陰極上氫離子還原為氫的副反應占主要地位,則金屬離子難以在陰極上析出.根據實驗,金屬離子自水溶液中電沉積的可能性,可從元素周期表中得到一定的規律。
    陽極分為可溶性陽極和不溶性陽極,大多數陽極為與鍍層相對應的可溶性陽極,如:鍍鋅為鋅陽極,鍍銀為銀陽極,鍍錫-鉛合金使用錫-鉛合金陽極,但是少數電鍍由于陽極溶解困難,使用不溶性陽極,如酸性鍍金使用的是多為鉑或鈦陽極,鍍液主鹽離子靠添加配制好的標準含金溶液來補充,鍍鉻陽極使用純鉛,鉛-錫合金,鉛-銻合金等不溶性陽極。

    一般包括電鍍前預處理,電鍍及鍍后處理三個階段。
    完整過程:
    1、浸酸→全板電鍍銅→圖形轉移→酸性除油→二級逆流漂洗→微蝕→二級浸酸→鍍錫→二級逆流漂洗
    2、逆流漂洗→浸酸→圖形電鍍銅→二級逆流漂洗 →鍍鎳→二級水洗→浸檸檬酸→鍍金→回收→2-3級純水洗→烘干
    塑膠外殼電鍍流程:
    化學去油→水洗→浸丙酮→水洗→化學粗化水洗敏化→水洗→活化→還原→化學鍍銅→水洗光亮硫酸鹽鍍銅→水洗→光亮硫酸鹽鍍鎳→水洗→光亮鍍鉻→水洗烘干送檢。



    電鍍分類
    按照鍍層組成分類:
    (1)鍍鉻。鉻是一種微帶天藍色的銀白色金屬。電極電位雖位很負,但它有很強的鈍化性能,大氣中很快鈍化,顯示出具有貴金屬的性質,所以鐵零件鍍鉻層是陰極鍍層。鉻層在大氣中很穩定,能長期保持其光澤,在堿、硝酸、硫化物、碳酸鹽以及有機酸等腐蝕介質中非常穩定,但可溶于鹽酸等氫鹵酸和熱的濃硫酸中。
    鉻層硬度高,耐磨性好,反光能力強,有較好的耐熱性。在500°C以下光澤和硬度均無明顯變化;溫度大于500°C開始氧化變色;大于700°C才開始變軟。由于鍍鉻層的優良性能,廣泛用作防護一裝飾鍍層體系的外表層和機能鍍層。
    (2)鍍銅。鍍銅層呈粉紅色,質柔軟,具有良好的延展性、導電性和導熱性,易于拋光,經過適當的化學處理可得古銅色、銅綠色、黑色和本色等裝飾色彩。鍍銅易在空氣中失去光澤,與二氧化碳或氯化物作用,表面生成一層堿式碳酸銅或氯化銅膜層,受到硫化物的作用會生成棕色或黑色硫化銅,因此,做為裝飾性的鍍銅層需在表面涂覆有機覆蓋層。
    (3)鍍鎘。鎘是銀白色有光澤的軟質金屬,其硬度比錫硬,比鋅軟,可塑性好,易于鍛造和輾壓。鎘的化學性質與鋅相似,但不溶解于堿液中,溶于硝酸和硝酸銨中,在稀硫酸和稀鹽酸中溶解很慢。鎘的蒸氣和可溶性鎘鹽都有毒,必須嚴格防止鎘的污染。因為鎘污染后的危害很大,價格昂貴,所以通常采用鍍鋅層或合金鍍層來取代鍍鎘層。國內生產中應用較多的鍍鎘溶液類型有:氨羧絡合物鍍鎘、酸性硫酸鹽鍍鎘和氰化物鍍鎘。此外還有焦磷酸鹽鍍鎘、堿性三乙醇胺鍍鎘和HEDP鍍鎘等。
    (4)鍍錫。錫具有銀白色的外觀,原子量為118.7,密度為7.3g/cm^3,熔點為231.89℃,原子價為二價和四價,故電化當量分別為2.12g/A.h和1.107g/A.h。錫具有抗腐蝕、無毒、易鐵焊、柔軟和延展性好等優點。錫鍍層有如下特點和用途:
    1、化學穩定性高;
    2、在電化序中錫的標準電位紕鐵正,對鋼鐵來說是陰極性鍍層,只有在鍍層無孔隙時才能有效地保護基體;
    3、錫導電性好,易焊;
    4、錫從-130℃起結晶開始開始發生變異,到-300℃將完全轉變為一種晶型的同素異構體,俗稱”錫瘟”,此時已完全失去錫的性質;
    5、錫同鋅、鎘鍍層一樣,在高溫、潮濕和密閉條件下能長成晶須,稱為長毛;6、鍍錫后在231.89℃以上的熱油中重溶處理,可獲得有光澤的花紋錫層,可作日用品的裝飾鍍層。
    (5)鍍鋅。鋅易溶于酸,也能溶于堿,故稱它為兩性金屬。鋅在干燥的空氣中幾乎不發生變化。在潮濕的空氣中,鋅表面會生成堿式碳酸鋅膜。在含二氧化硫、硫化氫以及海洋性氣氛中,鋅的耐蝕性較差,尤其在高溫高濕含有機酸的氣氛里,鋅鍍層極易被腐蝕。鋅的標準電極電位為-0.76V,對鋼鐵基體來說,鋅鍍層屬于陽極性鍍層,它主要用于防止鋼鐵的腐蝕,其防護性能的優劣與鍍層厚度關系甚大。

    鋅鍍層經鈍化處理、染色或涂覆護光劑后,能顯著提高其防護性和裝飾性。隨著鍍鋅工藝的發展,高性能鍍鋅光亮劑的采用,鍍鋅已從單純的防護目的進入防護-裝飾性應用。
    鍍鋅溶液有氰化物鍍液和無氰鍍液兩類。氰化物鍍液中分微氰、低氰、中氰、和高氰幾類。無氰鍍液有堿性鋅酸鹽鍍液、銨鹽鍍液、硫酸鹽鍍液及無氨氯化物鍍液等。氰化鍍鋅溶液均鍍能力好,得到的鍍層光滑細致,蘇州特可特沃逆向建模高級曲面設計對產品的外觀,結構逆向設計,模具逆向設計,手板模型制作驗證,快速成型,3D打印,在生產中被長期采用。但由于氰化物劇毒,對環境污染嚴重,已趨向于采用低氰、微氰、無氰鍍鋅溶液。 



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