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1、电镀工艺与设备,主讲：王春霞,日期：xxx,电镀历史,电镀发展现状,电镀原理与设备,槽液的日常分析与维护,目 录,镀层常见问题分析及处理,电镀领域各重要名词解释,电镀技术最早是在1800年被发明的1800年意大利科学家布鲁纳特利（Brug-natell）发明了电镀银工艺技术，后来不断有新的电镀种类被发明 其中较重要是：1856年盖瑟（Geuther）发明的铬酸镀铬1916年瓦特（O.P.Watts）发明的硫酸盐电镀镍这两项工艺技术至今仍是我们主要使用的电镀技术,电镀的历史,我国经济一直持续高速增长，世界制造业与加工业的中心正在向我国转移，电镀技术不仅仅在传统工业中扮演重要角色；在高新技术产业，
2、如现代电子技术，微电子技术，通讯技术及产品制造上发挥愈来愈大的作用。我国的电镀加工基地主要集中在广东的珠江三角洲地区（这儿台商、日商、港商及我们自己的企业云集，据不完全统计达6000余家）。浙江的温州地区（2300多家）。两地的电镀加工产值分别为70亿人民币和38亿人民币。此外浙江沿海及中部金华，义乌永康，江苏昆山、苏州、无锡，山东沿海及东北沿海，重庆及周边地区都有不少电镀工厂。国外电镀加工订单及自己产品如灯饰、锁具、眼镜、打火机、洁具、汽车、摩托车配件、装饰五金、电器元件等的出口，对电镀工艺提出越来越高的技术要求，使之形成了一个“多商品大市场”的经济格局。因此一个以提高产品质量为中心、以节约
3、能源、原材料、清洁生产，服务于大市场与高新技术为契机，使我国电镀技术从不同层面都得到了长足的进步，也对我国电镀技术提出了更多的挑战。,电镀的发展及现状,电镀锌彩色钝化,电镀铜锡合金,镀铬在汽车工业的应用,借助外界直流电的作用，在溶液中进行电解反应，使导电体的表面沉积一金属或合金层的方法，称为电镀。, 图例：,阴极主要反应 : Cu2+ + 2e- Cu 阳极主要反应 :Cu Cu2+ + 2e-,阴极副反应 : 2H3O+ + 2e- H2 + 2H2O 阳极副反应 : 6H2O O2 + 4H3O+ + 4e-,电镀原理与设备,在进行电镀时，将预镀零件和直流电源的负极相连，将镀覆的金属（或不
4、溶性的导体）和直流电源的正极相连，镀槽中含有预镀覆金属离子的溶液。当接通电源时，预镀覆的金属便在阴极上析出。,电镀过程的实施,电镀方式分类,1、镀层硬均匀、光滑、完整、致密且具有良好的结合力 2、镀层与基体金属具有良好的结合力 3、镀层应具有较低的空隙率和良好的耐蚀性 4、功能镀层还应具有一些特殊的性能，如硬度、耐蚀性、可焊性、磁性、记忆性、吸光性 对于防护性镀层有耐腐蚀的具体要求,镀层要求,镀层分类,基本工艺流程,电镀设备,电镀电源,可输出4000A电流的开关式电镀电源,各种电加热器,过滤机,过滤芯,钛篮, 各种槽体结构图：,槽体结构：,视窗,溢流,排水,储槽： 储存药水，搅拌、加热、过滤、
5、弱电解等一般在储槽内进行。容积根据交换速度，以及使用的时间，子槽容积等因素来决定，一般Ni、Sn储槽容积250-400L，Au、Pd在150L左右，水洗80-120L。,管路循环系统：,泵浦管路,排水管路,回流管路,进水管路,管路是流体流动的通道，铺设时应避免过多的弯道，以防造成过大的管损。距离较远时应在一定位置做支撑补强。回流管路的大小一般为进水管径的4-6倍。管道材质一般采用PVC及PP管。,机台骨架结构：,骨架为整个机械的最大承力部分，骨架多采用耐腐蚀的SUS304材质型钢，如50x50x2方管，角材。考虑长久使用及成本控制，多在骨架外喷双层防腐漆。骨架结构多为焊接结构，有些为方便拆装采
6、用螺丝连接。制作骨架时应考虑其受力位置，操作位置，维修空间，各个功能区的定位,其他配件：,立式点镀,RC,卧式点镀, 相关图片：,刷镀,赫尔槽实验,电镀工作者的眼睛,调整镀液中 添加剂的含量,检查或模拟 有机杂质 的污染,检查或模拟 镀液中金属 杂质的污染,调整合金 组分,试验开发 新配方和 条件,确定镀槽 最佳的电 流密度DK,了解镀液 的分散性 走位性情况,槽液的日常分析与维护,赫尔槽试验装置图,1-阳极；2-250mL赫尔槽；3-阴极；4、5、6-WLS数字恒流电源。,250ml赫尔片上电流密度分布,赫尔槽电流 和时间的选择,试验的基本条件要和生产现场情况吻合。 若生产线上常规电流密度为
7、0.40.6A/dm2，那么应该在0.5A/5min的条件下作赫尔槽试验。 若生产线上电流密度为12A/dm2，则宜用1A/4min的条件作赫尔槽试验。,赫尔片规格,用 的铜材作赫尔片材料。把它加工成 的赫尔槽试片。药水高为50mm。所以有20mm是露在液面之上的。便于用阴极电夹固定。,赫尔片准备,赫尔槽试片经除油、除锈后，用400#水磨砂纸打磨。打磨方向顺着长度方向，是赫尔槽片的长度方向，正面和反面应同一标准打磨。打磨后能被水膜完全亲润。,赫尔槽准备,赫尔槽、阳极板、阴阳极电夹、整流器。,一般配制1升药水，就可以做四次不同参数的试验。每次250ml。 将250 ml药水倒入赫尔槽中，插入阳极
8、，接好阳极电夹。将赫尔槽片插入赫尔槽液，左右来回晃动34次，起到搅拌镀液和亲润赫尔槽片的作用。随后把试片紧贴在槽壁上用电夹夹固，马上开启电源，调整电流，并同时记时。当时间到，即出槽。试片用水冲洗、中和，用纯水漂洗，甩去水珠后用电吹风机吹干，贴上标签。,操作,镀层常见问题及分析,针孔,麻点,镀液中缺少湿润剂而且电流密度偏高,工件脏、镀液脏而造成,气流条纹,添加剂过量或阴极电流密度过高或络合剂过高,掩镀,工件表面管脚部位的软性溢料没有除去,添加剂，光亮剂过量，或者是镀液中无机、有机杂质太多造成。,镀层脆性,气袋,由于工件的形状和积气条件而形成。,橘皮状镀层,基材很粗糙，或者前处理过程中有过腐蚀现象
9、或者有Cu2+存在。,疏松树枝状镀层,镀液脏，主金属离子浓度高，络合剂低，添加剂低，阴阳极离的太近，电流密度过大,镀液金属杂质和有机杂质高，添加剂不足或温度太低。,镀层发黑,钝态脱皮,氧化过程不充分或氧化物来不及溶解 掉，受镀表面仍有氧化物残渣，镀层 就会脱皮或粗糙,置换脱皮,同一工件上有二种不同的材质组成,油污染脱皮,镀前处理中油未除干净。,镀液中杂质多或添加剂不足,暗圆斑镀层,镀层光泽不均,添加剂没有充分分散,镀液霉菌污染,为了避免霉菌污染，必须重视生产线的开缸程序的实施。,苔藓污染水质,若苔藓污染了镀槽，苔藓会嵌镀在镀层中。,镀液脏、金属杂质多、有机杂质多。,镀层孔隙率高,厚度有规 律的
10、差别,阴阳极图形投影不准，电力线分布不 均匀。,表面有 黑色斑迹,(1)漂洗不干净（2）滴液交叉污染（3）卸料污染（4）镀层受污染（5）气中有油,易变色,（1） 中和液浓度太稀，温度太低，起不到除膜作用。（2） 镀层结晶粗糙，增加了漂洗除膜的难度。,分散能力,在特定条件下，一定溶液使电极（通常是阴极）镀层分布比初次电流分布所获得的结果更为均匀的能力。亦称均镀能力。,覆盖能力,镀液在特定条件下凹槽或深孔处沉积金属的能力。 亦称深镀能力。,阳极,能够接受反应物所给出电子的电极，即发生氧化反 应的电极。,阴极,反应于其上获得电子的电极，即发生还原反应的电 极。,电镀领域各重要名词解释,电流密度,单位
11、面积电极上通过的电流强度，通常以A/dm2表示。,电流效率,电极上通过单位电量时，其一反应形成之产物的实际重量与其电化当量之比，通常以百分数表示。,沉积速度,单位时间内零件表面沉积出金属的厚度。,钝化,在一定环境下使金属表面正常溶解反应受到严重阻碍，并在比较宽的电极电位范围内使金属溶解反应 速度降到很低的作用。,活化,使金属表面钝化状态消失的作用。,氢脆,由于浸蚀，除油或电镀等过程中金属或合金吸收氢原子而引起的脆性。,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。,内应力,在电镀过程中由于种种原因引起镀层晶体结构的变化，使镀层被拉伸或压缩，但因镀层已被固定在基体上，遂使镀层处于
12、受力状态，这种作用于镀层的内力称为内应力。,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。,出光,在溶液中短时间浸泡，使金属形成光亮表面的过程。,弱浸蚀,电镀前，在一定组成溶液中除去金属制件表面极薄的氧化膜，并使表面活化的过程。,强浸蚀,将金属制件浸在较高浓度和一定温度的浸蚀溶液中，以除去金属制件表面上氧化物和锈蚀物的过程。,针孔,从镀层表面直至底层覆盖层或基体金属的微小孔道，它是由于阴极表面上的某些点的电沉积过程受到障碍，使该处不能沉积镀层，而周围的镀层却不断加厚所造成。,孔隙率,单位面积上针孔的个数。,结合力,镀层与基体材料结合的强度。,不连续水膜,通常用于表面被污染所引起的不均匀润湿性，使表面上的水膜变的不连续。,谢 谢 大 家,
