電鍍基本含義
電鍍時(shí),鍍層金屬或其他不溶性材料做陽(yáng)極,待鍍的工件做陰極,鍍層金屬的陽(yáng)離子在待鍍工件表面被還原形成鍍層。為排除其它陽(yáng)離子的干擾,且使鍍層均勻、牢固,需用含鍍層金屬陽(yáng)離子的溶液做電鍍液,以保持鍍層金屬陽(yáng)離子的濃度不變。電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層,改變基材表面性質(zhì)或尺寸。電鍍能增強(qiáng)金屬的抗腐蝕性(鍍層金屬多采用耐腐蝕的金屬)防止磨耗、提高導(dǎo)電性、光滑性、耐熱性和表面美觀。
相關(guān)作用
利用電解池原理在機(jī)械制品上沉積出附著良好的、但性能和基體材料不同的金屬覆層的技術(shù)。電鍍層比熱浸層均勻,一般都較薄,從幾個(gè)微米到幾十微米不等。通過(guò)電鍍,可以在機(jī)械制品上獲得裝飾保護(hù)性和各種功能性的表面層,還可以修復(fù)磨損和加工失誤的工件。
此外,依各種電鍍需求還有不同的作用。舉例如下:
1.鍍銅:打底用,增進(jìn)電鍍層附著能力,及抗蝕能力。(銅容易氧化,氧化后,銅綠不再導(dǎo)電,所以鍍銅產(chǎn)品一定要做銅保護(hù))
2.鍍鎳:打底用或做外觀,增進(jìn)抗蝕能力及耐磨能力,(其中化學(xué)鎳為現(xiàn)代工藝中耐磨能力超過(guò)鍍鉻)。(注意,許多電子產(chǎn)品,比如DIN頭,N頭,已經(jīng)不再使用鎳打底,主要是由于鎳有磁性,會(huì)影響到電性能里面的無(wú)源互調(diào))
3.鍍金:改善導(dǎo)電接觸阻抗,增進(jìn)信號(hào)傳輸。(金穩(wěn)定,也貴。)
4.鍍鈀鎳:改善導(dǎo)電接觸阻抗,增進(jìn)信號(hào)傳輸,耐磨性高于金。
5.鍍錫鉛:增進(jìn)焊接能力,快被其他替物取代(因含鉛現(xiàn)大部分改為鍍亮錫及霧錫)。
6.鍍銀:改善導(dǎo)電接觸阻抗,增進(jìn)信號(hào)傳輸。(銀性,容易氧化,氧化后也導(dǎo)電)
電鍍是利用電解的原理將導(dǎo)電體鋪上一層金屬的方法。
除了導(dǎo)電體以外,電鍍亦可用于經(jīng)過(guò)特殊處理的塑膠上。
電鍍的過(guò)程基本如下:
鍍層金屬在陽(yáng)極
待鍍物質(zhì)在陰極
陰陽(yáng)極以鍍上去的金屬的正離子組成的電解質(zhì)溶液相連
通以直流電的電源后,陽(yáng)極的金屬會(huì)氧化(失去電子),溶液中的正離子則在陰極還原(得到電子)成原子并積聚在陰極表層。
電鍍后被電鍍物件的美觀性和電流大小有關(guān)系,電流越小,被電鍍的物件便會(huì)越美觀;反之則會(huì)出現(xiàn)一些不平整的形狀。
電鍍的主要用途包括防止金屬氧化(如銹蝕) 以及進(jìn)行裝飾。
電鍍產(chǎn)生的污水(如失去效用的電解質(zhì))是水污染的重要來(lái)源。電鍍工藝已經(jīng)被廣泛的使用在半導(dǎo)體及微電子部件引線框架的工藝。
VCP:垂直連續(xù)電鍍,電路板使用的新型機(jī)臺(tái),比傳統(tǒng)懸吊式電鍍品質(zhì)更佳。
局部鍍銀
鋁件電鍍液配方工藝流程:
高溫弱堿浸蝕→清洗→酸洗→清洗→浸鋅→清洗→二次浸鋅→清洗→預(yù)鍍銅→清洗→預(yù)鍍銀→氰化光亮鍍銀→回收洗→清洗→銀保護(hù)→清洗→烘干。
從工藝流程看,所選保護(hù)材料必須耐高溫(80℃左右)、耐堿、耐酸,其次,保護(hù)材料在鍍銀后能易于剝離。
市售的保護(hù)材料有可剝性橡膠、可剝性漆、一般粘性膠帶及膠帶等。分別試驗(yàn)這些保護(hù)材料的耐酸、堿腐蝕、耐高溫(堿蝕溶液溫度80℃左右)性能以及可剝離性。
材料要求
鍍層大多是單一金屬或合金,如鈦鈀、鋅、鎘、金或黃銅、青銅等;也有彌散層,如鎳-碳化硅、鎳-氟化石墨等;還有覆合層,如鋼上的銅-鎳-鉻層、鋼上的銀-銦層等。電鍍的基體材料除鐵基的鑄鐵、鋼和不銹鋼外,還有非鐵金屬,或ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料,但塑料電鍍前,必須經(jīng)過(guò)特殊的活化和敏化處理。
工作原理
電鍍需要一個(gè)向電鍍槽供電的低壓大電流電源以及由電鍍液、待鍍零件(陰極)和陽(yáng)極構(gòu)成的電解裝置。其中電鍍液成分視鍍層不同而不同,但均含有提供金屬離子的主鹽,能絡(luò)合主鹽中金屬離子形成絡(luò)合物的絡(luò)合劑,用于穩(wěn)定溶液酸堿度的緩沖劑,陽(yáng)極活化劑和特殊添加物(如光亮劑、晶粒細(xì)化劑、整平劑、潤(rùn)濕劑、應(yīng)力消除劑和抑霧劑等)。電鍍過(guò)程是鍍液中的金屬離子在外電場(chǎng)的作用下,經(jīng)電極反應(yīng)還原成金屬原子,并在陰極上進(jìn)行金屬沉積的過(guò)程。因此,這是一個(gè)包括液相傳質(zhì)、電化學(xué)反應(yīng)和電結(jié)晶等步驟的金屬電沉積過(guò)程。
在盛有電鍍液的鍍槽中,經(jīng)過(guò)清理和特殊預(yù)處理的待鍍件作為陰極,用鍍覆金屬制成陽(yáng)極,兩極分別與直流電源的正極和負(fù)極聯(lián)接。電鍍液由含有鍍覆金屬的化合物、導(dǎo)電的鹽類、緩沖劑、pH調(diào)節(jié)劑和添加劑等的水溶液組成。通電后,電鍍液中的金屬離子,在電位差的作用下移動(dòng)到陰極上形成鍍層。陽(yáng)極的金屬形成金屬離子進(jìn)入電鍍液,以保持被鍍覆的金屬離子的濃度。在有些情況下,如鍍鉻,是采用鉛、鉛銻合金制成的不溶性陽(yáng)極,它只起傳遞電子、導(dǎo)通電流的作用。電解液中的鉻離子濃度,需依靠定期地向鍍液中加入鉻化合物來(lái)維持。電鍍時(shí),陽(yáng)極材料的質(zhì)量、電鍍液的成分、溫度、電流密度、通電時(shí)間、攪拌強(qiáng)度、析出的雜質(zhì)、電源波形等都會(huì)影響鍍層的質(zhì)量,需要適時(shí)進(jìn)行控制。
首先電鍍液有六個(gè)要素:主鹽、附加鹽、絡(luò)合劑、緩沖劑、陽(yáng)極活化劑和添加劑。
電鍍?cè)戆膫€(gè)方面:電鍍液、電鍍反應(yīng)、電極與反應(yīng)原理、金屬的電沉積過(guò)程。
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