电刷镀技术概述(沈阳理工大学环境与化学工程学院马亚飞)摘要:本文简要介绍了电刷镀技术的工艺特点、工艺过程、刷镀溶液及应用范 关键词:电刷镀刷镀溶液工艺过程预处理应用电刷镀技术是表面工程技术和重新制造技术的重耍组成部分，具宥设备轻 便、工艺灵活、镀覆速度快、镀层种类多等优点，被广泛应用于机械零件的表而 修复与强化，并取得了敁著的经济效益电刷镀是由槽电镀技术发展而来，依靠 电流的作用来获得所需的金属镀层电刷镀使用专门研制的刷踱溶液、各种形式 的镀笔，专用的电源在电刷镀过程中，镀笔接电源的正极，作为阳极；被镀工 件接电源负极，作为阴极镀笔前端通常采用高纯细石墨块作阳极材料，石墨块 外而包裹棉花和耐磨的涤棉套，其上浸有镀液镀笔与工件以一定的速度作相对 运动，镀液中的金属离子在工件表面与阳极接触的各点上发生放电结晶随着时 间延长，镀层厚度增加1. 电刷镀的主要特点电刷镀与槽镀相比，有以T特点：1. 电镀方式简化电刷镀是采用檫拭的方式完成电镀操作的，不用镀槽，因而扩大Y电镀在机 械零件修理上的应用范围艽优点是：(1) 不需镀积的零件表面不必用大量绝缘材料保护2) 被镀零件尺寸可以不受限制3) 修复零件时，凡是镀笔触及之处，均可镀上，特別适用于修复盲孔、深 孔、键槽等难修部位。
4) 复杂部件只要局部分解即可方便地修理，减少了拆装工吋，提高了效率(5) 宥利于控制镀M厚度电刷镀操作者只耍控制好电压，掌握好相对运动 速度，就可获得均匀的镀层，而且可用不均匀电镀的方法矫正零件表而的锥度和 不圆度，镀层尺寸能严格控制在公差范围内，电刷镀一般不需要机械加工2. 多种自耗镀液电刷镀吋，工件待镀表面沉积的金属离子主要依靠镀液提供这种自耗镀液 的优点是：平时不需要进行化验调整；镀液品种多，且不需要更多专用设备；电 刷镀镀液的应用范围广3. 工艺特点(1) 采用电化学除油与电比学活化进行表面预处理，具有高效、优质和快速的 特点2) 阳极镀笔与阴极工件宥相对运动允许使用比槽镀大几倍到几十倍的电流 密度(电刷镀电流密度可达500A/dm2，一般也在300〜400A / dm2之间)，可以 获得均匀、致密和结合良好的镀层，镀积速度比枬镀快5〜50倍4. 电刷镀设备简单电刷镀所用设备主耍是电源和镀笔，与槽镀相比，结构简单，应用范围广 特别适用于野外维修机械零件，对于不解体修理和局部修理也很有实际意义2. 电刷镀溶液电刷镀溶液是决定镀层质量的关键，根据在刷镀技术中所起的作用，电刷镀 溶液分为三大类：预处理溶液、金属电镀溶液、退镀液。
1. 预处理溶液预处理溶液用于金属工件电刷镀前的表面处理，有电化学除油溶液和活化液两种(1) 电化学除油溶液(电净液)：这种溶液是一种强碱性水溶液，其作用是利 用电化学原理清洗工件表面的油污其工作参数为：P11值约为11,工作电压4〜 6V,工件与镀笔的相对运动速度为6〜16m/min清洗汕污的原理是：通人电流 后，被踱工件表面产生电化学作用，工件与镀笔始终处于和对运动状态，从而去 掉汕污和氧化物2) 活化液：是用在工件刷镀前去除待镀表面氧化物(氧化膜)与疲劳层、活 化基体金属表面的一种预处理溶液其主耍作用是通过电化学作用，将金属工什 待镀表而的氧化物、疲劳层、碳黑、金屌毛刺等除掉，以便显露出新鲜的金屈表 面，为电结晶提供良好的基础2. 金属电镀溶液金属电镀溶液是决定镀层性能和质量的重要溶液，电刷镀技术的优越性往往 由这类镀液来体现1) 金展电镀溶液的主耍特性a、 金属离子浓度较高，电刷镀时可以采用较大电流密度，获得较快沉积速 度b、 镀液的使用温度范围比较宽，刷镀过程中，虽然温度变化范围较大，镀 液沉积速度及镀M质量不受影响c、 对于电流密度的变化不敏感d、 踱液的性质比较稳定e、 镀液的深镀能力与均镀能力较好。
2) 金属电镀溶液的性质和用途a、線镀液：常用的镍镀液冇特殊镍镀液、快速镍镀液、致密镍镀液、酸性镍镀液等特殊镍镀液：是一种酸性镍镀液，镀液中金属镍离子的含量较高，镀液的沉 积速度较快，常用于钢、不锈钢、铬、镍、高溶点金属等基体金属表面的起镀镀 层镀层厚度一般为1 一3pm，镀层与基材间的结合强度高快速镍镀液：是一种偏碱性镍镀液，专用來修复工件尺、其主要特点是沉 积速度快、性质稳定、镀层硬度较高、耐磨性好，是H前机械零件维修中应用较 多的镀液之一快速镍镀液主要用做尺寸镀层、工作镀层和复合镀层，也可用 于铸铁工件的起镀镀层在钢基体上刷镀吋，为了提高镀层与基体金属的结合强 度，可以先选用特殊镍镀液刷镀起镀层(底层)致密快速镍镀液：是用做工件恢复尺、I的一种沉积速度快、能形成厚镀M的 偏碱性镍镀液镀液的主耍特点是沉积速度高、镀液性质稳定、镀层结晶细密、 应力小、硬度高、耐磨性好、抗腐蚀性能强，可以刷镀较厚的镀层如果工件的 修复尺、介:1mm以内，则可以用致密快速镍镀液直接刷镀，而不需要镀复合镀层酸性镍镀液：为工件恢复尺寸用由于沉积速度快，所以能形成厚镀层，镀 层结晶细密、硬度高、耐磨性能好、镀层应力小，可以刷镀尺寸镀层和复合镀层， 可以在钢基体上直接刷镀。
b、 铜镀液是电刷镀技术中广泛应用的一种镀液，其主要品种冇：碱铜镀液、高堆积碱 铜镀液、致密铜镀液等碱铜镀用来为工件恢复尺寸这种镀液沉积速度快、镀层结晶细密、孔 隙率小、导电性好适用于铝、锌或铸铁等难镀金属工件上刷镀起镀层（底层）， 其镀层金属与基体金属有良好的结合强度维修机械零件吋，用于刷镀过渡层或 旨在改善材料表面理化性能的镀层碱铜镀液一般在一2rc左右凝固，加热到室 温盾性能不变镀液的起镀温度为2（TC左右较好由于镀展的安全厚度较小，所 以这种踱液仅用ro. 01〜0. 05隱的薄踱层高堆积碱铜镀液：这种镀液沉积速度快，能获得较厚的镀层，镀层应力小、 不腐蚀基体材料，对钢不起浸蚀作用主要用途是：镀尺寸镀层；和致密快速镍 镀液等配合，可刷镀复合镀层；在镀镉和锡的零件上充填凹坑；修补印刷线路板 和电器零件等高速酸铜镀液：这种镀液性质稳定，沉积速度快、镀层结晶细密、光亮平整、 应力小，可以刷镀较厚的铜镀层，主要用来为机械零件恢复尺寸半光亮铜镀液： 这是一种用来刷镀装饰性镀层的酸性铜镀液主要优点是具奋良好的均镀能力和 深镀能力，性质比较稳定，镀层呈金黄色，具冇良好的金属光泽，结晶细密、抗 腐蚀性好。
这种镀液多用于钢、铝等金属材料的工件上刷镀装饰镀M致密碱铜镀液：多用于为机械零件刷镀尺寸镀层和复合镀层c、 铟镀液是一种碱性镀液，溶液性质比较稳定，适用工作电压为8〜12V,相对运动速 度为6〜16m/min镀层结晶细密、呈银白色，是一种较软的金属镀层铟镀层 宥Q润滑性和R好的减磨性、抗腐蚀性，是一种&好的密封材料和轴承表而材料， 广泛用于修复轴瓦d、 金镀液是一种碱性溶液,性质比较稳定,金离子浓度约100g / L.适用电压为3—I0V, 相对运动速度为4 一 12m/min镀层结晶细密、应力小、孔隙率低、镀层硬度高、 耐磨性好，主耍用子刷镀装饰性镀也可作为活动的电接触点或耍求频繁插接 的滑动触头“润滑剂”（如转换开关和某些印刷电路板的触点）e、 银镀液是一种碱性溶液，溶液性质稳定金属离子浓度较高，为200g/L,适用工 作电压为8〜24V,相对运动速度为6— 1 8m/min镀液沉积速度较快，镀层结晶 细密，具有良好的导电性、导热性、易钎焊、易抛光，宥较强的反光能力，主要 用于在导电器件上刷镀导电镀层3、退镀液退镀液主要作用是退除被镀工件表面在刷镀吋出现的不符合要求部分或全 部镀层；退除需要重新驯镀的磨损工件表面的旧镀层。
退镀液冇选择性，不同基 体材料上的不同金属镀M应该采用不同的退镀液退镀液的主耍特点是：选择性 好，对碳钢基体不产生过度腐蚀，安全可靠，速度快，效率高，容易维护和使用3. 电刷镀工艺1、 镀前预处理镀前预处理根据方法和原理的不同可分为机械处理和化学处理两类，其口的 是除油、除锈、去除金属表面疲劳层、活化金属表面1) 机械处理：其目的是去除工件表面的锈蚀和加工痕迹，提高工件待镀表 而光洁度，机械处理包括磨光、抛光、滚光、刷光等电刷镀过程中常用的机械 处理是磨光和抛光2) 化学(电化学)处理：包括除油、活化、除锈等除油电刷镀前的除袖方法有三种：擦拭除油一用于油荷较多的工件除去大 量油污；宥机溶剂除袖一采用丙酮、酒精、汽油等宥机溶剂清洗工件表而除去油 污；电化学除油一用电化学原理清除工件表而的油污电化学除油是一种高效除 油方法，具有除油速度快、效果好的特点，电化学除油有阳极除油、阴极除油和 联合除油三种方法，采用专用的除油液活化其原理是利用化学或电化学方法除去工件表面的氧化物和疲劳层，使 工件表面处于活化状态活化可分为化学活化和电化学活化，电刷镀中主耍用电 化学活化，电化学活化又叫电解活化，它是利用电解的方法，通过活化液通电来 实现活化的。
活化液多属于酸性溶液，不同材料工件表面的活化处理应该采用不 同的活化液采用电化学活化的主要优点是可以充分利用电刷镀设备和选用较大 的电流强度，从而可提高活化速度和效果，缩短活化吋间2、 电刷镀工艺过程电刷镀的目的是在经过预处理的工件待镀表而上获得所需耍的工作镀层根 据工件的要求，工艺过程一般包拈：镀起镀镀层一镀尺寸镀层一镀复合镀层一镀 工作镀层一镀保护镀层等1) 刷镀起镀镀层起镀镀层又称底层或过渡镀层，位于基体金属和工作镀层 之间，具宥一种特殊作用起镀镀M直接刷镀在经过活化处理盾的基体金属上， 在该镀层之上冰能刷镀尺寸镀层或工作镀层，其主耍作用是：改善基体金屈的可 镀性，提高镀层金属与基体金属的结合强度；提高工作镀层的稳定性起镀镀层 的厚度一般介:2〜5Mm左Ki•:钢制工件电刷镀吋，常用特殊镍镀液刷镀起镀镀层2) 刷镀尺寸镀层尺寸镀层位于起镀镀层之上，用于为工件恢复尺寸尺寸 镀M可以是复合镀M，也可以是单一镀M3) 刷镀工作镀层工作镀层(用于直接承受工作负荷的镀层)刷镀在起镀镀层 或尺寸镀层之上3、 镀后处理镀后处理是对经过电刷镀后的工件进行促护处理的一种工艺过程，0的是防 止工件表面遭受电化学腐蚀。
处理方法是清洗和涂油保护1) 镀后清洗先用清洗液(一般展于碱性水溶液)进行不通电冲洗，用它进 行冲洗有W个目的：一是中和酸性溶液；二是促使金属表面形成钝化膜，保护金 属表面最后还要用水冲洗掉残留的清洗液或电化学除油液，并用棉纱或干净的 棉布擦去工件表面的水膜2) 涂油保护镀盾不需再进行修复的成品工件，清洗厄先擦干工件表面的 水膜，然后凉干或吹干，并立即涂油保护涂油时，用带机油的干净纱布和棉纱 擦拭一下即可4. 应用范围刷镀技术是表面工程的重要组成部分，在表面工程中发挥了重要作用根据 近十年来的实践，它的应川范围可归纳为十个方面：1.恢复磨损零件的尺寸精度 与几何形状精度;2.填补零件表面的划伤沟槽、压坑;3.补救加工超差产品;4.强 化零件表面;5.提高零件表面的导电性;6.提高零件的耐高温性能;7.改善零件 表而的钎焊性;8.减小零件表而的摩擦系数;9.提高零件表而的防腐蚀性 能;10.精怖零件表面5. 结语电刷镀技术是适应生产的需耍而产生，并随着生产的发展而发展起来的一项 表而技术由于它的众多优点，使它成为机械零件修复和强化的重耍手段但是 随着生产的发展，提出了更多更高的要求，为了适应新的要求，在电刷镀技术研 究方面已经出现很多新的进展，它们一定会成为电刷镀技术研究的热点。
研究、 开发的电刷镀新技术、新工艺必将在实际生产中得到。