电镀的前处理技术

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1、电镀前处理（3）目录一.镀前处理的重要意义（一）电镀过程及工艺（二）.被镀工件预处理目的二零件预处理前表面状态三镀件镀前处理方法四.镀件镀前表面质量状态的要求五毛坯保护六常用前处理方法1. 磨光处理2化学除油3.电化学除油-阴极除油阳极除油阴极一阳极联合除油.4超声波除油5盐酸锈蚀最佳浓度条件6什么叫弱浸蚀？弱浸蚀的目的是什么?7.缓蚀剂的作用原理是什么？一.镀前处理的重要意义一件光鲜质优的电镀产品的出现，并非仅将镀件放在电镀槽液中通电就能得到，而是要经过多种繁复的镀前和镀后处理的工艺过程。普通 而又简易电镀工艺流程为：镀件一整平抛光一脱脂一水洗（2）-酸洗水（2）-电解除油一热 水洗一水洗一

2、弱酸活化一水洗一电镀一冷水洗一热水洗一硝酸出光一 水洗一钝化一水洗一热水洗一甩干一烘干一检验一成品包装。上述电镀 工艺流程用于大多数钢铁类基体的镀件。对于不同的基体材料和各种不 同性质的镀层则要根据具体情况考虑，进行适当调整。从工艺流程中可 以清楚看到。电镀在镀件的电镀过程中仅仅是一个小的环节，而更多需 要进行的却是镀前和镀后的各种各样的处理过程，它们占据了工艺过程 中的绝大部分工序，而每样工序与电镀同样重要，不容忽略。二.被镀工件处理前表面状态被镀工件在加工过程中因加工历程、方法不同而表面状态各异。 但表面都会形成各种附着物或变质物的薄层、这些附着物和变质物的 存在都影响基体与镀层的结合力。

3、这些附着物和变质物的所形成的膜层主要是由以下物质构成：1. 油污层2. 油污层主要是在机加工过程中使用的防锈油、乳化油、润滑油、 拉深油玷污所形成的。同时在存放过程中漂浮在空气中的灰尘 颗粒或油脂也会粘附在金属表面。3. 锈蚀层及氧化层金属暴露在空气中时，因大气污染而发生的化学反应、电化学 反应形成的氧化物、碳酸盐等产物。4. 加工层和扩散层被镀工件在经过切削、研磨、冲压、锻造等机械加工之后，将 形成与材料内部的组织、结构不同的表面层，被称为加工层，而 加工层与材料组织掺杂状态的层带称作扩散层，加工层的厚度与 加工方法有关，但很薄，一般只有1-100nm。加工层和扩散层尽管在组织、结构上与基体

4、材料有所不同，但 都是金属材料，使基体与镀层形成良好的结合强度。所以我们电 镀之前，一定要将加工层与扩散层之上的氧化层、锈蚀层和油污 层除干净，才能获得与基体结合力良好的镀层。油污层锈蚀层氧化层加工层、扩散层基体三镀件镀前处理方法主要有下列几种1镀件表面的整平主要通过喷砂、喷丸、滚光、刷光、磨光等方法将粗糙的零件表 面整平或除锈、除氧化皮或消除零件表面的划痕、毛刺等，使零件表 面达到一定的整平度。2零件表面的光整通过机械抛光、化学抛光或电化学抛光等方法，使零件表面在整平的 基础上，进一步光整化，使表面光滑发亮以便镀件表面电镀后，镀层 表面同样光亮或更光亮。3零件表面除油方法有有机除油剂、表面活

5、性剂除油、化学除油、电化学除油等多种 方法。4镀件镀前酸洗酸洗有化学法、电化学法。主要是进一步除去金属表面的污锈、薄 氧化皮等。5镀件镀前弱浸蚀通常这是镀件进入电镀前的最后一道工序，用较弱酸（或碱）液去消 除镀件表面临时生成的浮锈或薄氧化皮，使零件表面呈现出金属的结 晶组织，又称活化，以便保证镀件表面与镀液的充分接触，提供镀层 与基体的结合力，保证电镀的顺利进行，并获得优质的镀层。四. 镀件镀前表面质量状态的要求要使镀件获得良好的镀层，对镀件镀前表面的质量状态有一定要 求。镀件表面经过前处理后，应该是整平、光洁的表面，也就是表面 无毛刺、金属屑、氧化膜或锈迹、无裂纹、划伤、压坑或其它的机械 损

6、伤等机械冷加工留下的油污或印记。另外除油、除污、除垢应彻底， 表面不应该有任何油污或脂类的残留物，保证镀件表面的洁净度。五. 毛坯保护我们到电镀厂现场会经常看到大堆待镀工件放在露天，任凭风吹 雨淋，没镀之前的工件已是锈迹斑斑。殊不知，大把的钞票正在 悄悄地流失。道理很简单，这些工件在加工完成后表面状态原本是很好的， 经过风吹、日晒、雨淋后，原本光滑的金属表面被锈蚀了。金属 表面的致密层遭到了破坏，表面油层向深处扩散，这不仅增加了 除油的难度，也增加了浸蚀去绣时盐酸的消耗量。虽然努力后获 得了无油无锈的表面，但已经失去了金属原有的表面光泽，这些 无疑给电镀带来了麻烦，使得电镀时间大约延长1/41

7、/3的时间, 整个算下来，电镀成本增加了 1/3以上。除了电镀成本升高之外，镀层的耐蚀性也显著下降了。镀层的 抗中性盐雾试验能力下降了 30%以上。所以，毛坯的保护是个非常重要的问题。六常用镀前处理方法1磨光（滚光）利用滚筒或磨光轮上磨料的尖锐棱角来磨削工件表面，借以 提高工件表面的平整程度和光洁度的过程，叫做磨光。磨光主要是为了除去工件表面的毛刺和粗糙不平，除去某些 机械缺陷。例如，通过磨光可除去工件表面的毛刺、划痕、腐蚀 痕迹、焊渣、砂眼、气泡、氧化皮和锈迹等。小零件一般用钢、 硬木或PVC板做滚筒打光。滚筒转速控制在2045转/分钟。装 料时按总体积百分4070%装料。最多不能超过75%

8、，最少不能 低于 30%.磨料的尺寸一般应该小于零件孔径的 1/3 或大于零件孔径。滚光时，根据零件外表情况添加不同的滚光液，如零件带油 时，可以加金属清洗剂，磷酸三钠、碳酸钠、洗衣粉等，带锈零 件可以加稀硫酸或稀盐酸。磨光实例：1) 河北电镀市场以锯末滚光为主，一般用锯末做 填充料，打滚桶八小时，将零件表面的油污、氧化皮、毛刺等去 除，将基体表面彻底暴露出来，处理后零件表面光亮。如图2)南方市场比较先进的客户有用抛耳机的，采用的是细小的金刚磨料 通过机械高度转速将零件表面的油污、氧化皮、毛刺等去除，生产效率高。 如图2化学除油化学除油是利用热碱溶液对油脂的皂化和乳化作用，以除去皂化性油脂；利

9、 用表面活性剂的乳化作用，以除去非皂化性油脂。化学除油应用最广泛的是碱液除油、酸性除油、乳化液除油。低温多功能除 油剂及工艺在生产上已逐渐扩大应用。2.1.碱液除油主要特点是除油液无毒、价格便宜，除油效果较好，且容易管理，设备也简 单。其除油原理是借助于溶液的皂化与乳化作用，以达到除去两类油污的目的。 所谓皂化，就是油脂与除油液中的碱起化学反应生成肥皂的过程。动植物油中的 主要成分硬脂酸酯与氢氧化钠的化学反应是：(C!CJ1.+3口沁隔谡浙般悄91吧乌疑船雇他、甘涧这样，使原来不溶于水的油脂，分解变成了可溶于水的肥皂和甘油，因而从 金属表面被除去。矿物油与碱不发生上述反应，但在一定条件下在碱液

10、中可进行乳化。所谓乳 化就是两种互不相溶的液体形成乳浊液的过程。零件表面的矿物油与碱液中的乳化剂发生作用：吸附在油污与溶液界面上的乳化剂，起降低界面张力的作用，间 接加强了碱液对金属表面的润湿性，增大了接触面，促使油膜破裂、脱落而变成 小油滴；而吸附在小油珠上的乳化剂，则作定向排列，其极性基即亲水基向着溶 液，而非极性基即憎水基（亲油基）则向着油珠，形成的定向吸附乳化油珠如图218所示。I非衽性笔0工艺规范NaOHNa2CO3Na3PO4水玻璃OP乳化剂温度图218乳化油珠1表面活性剂分子符号；2油一水界面上的单分子层。这种小油珠分散在碱液中，形成混合物的乳浊液，从而达到将矿物油从零件 表面除

11、去的目的。脱离了零件表面的乳化油珠，因有定向吸附的乳化剂膜包围， 故即便在外力搅拌相互碰撞的情况下，也不致重新凝聚形成油膜，再度污染零件。碱液除油过程的乳化作用，也随皂化反应的进行而加强，这一方面是皂化反 应的生成物之一一一肥皂本身就是一种乳化剂；另一方面皂化反应可以在原油膜 较薄的地方先除去油污，在完整的油膜上打开缺口、增大了溶液对金属表面的润 湿性和接触面，从而排挤和促使金属表面上的油膜破裂、脱落变成小油珠。2.1.1碱液除油工艺规范（见表14）。表1-4碱液除油30-50克/升20-60克/升20-30克/升 5-10克/升1-2克/升80-90 C（或更高一点）2.1.2碱液除油各种成

12、分及其它因素的影响：(1) 氢氧化钠它是一种强碱，具有很强的皂化能力。但润湿、乳化作用及水 洗性均较差，且腐蚀有色金属，易使铜及其合金变色。所生成的肥皂在浓的碱液 中附在金属表面上，很难溶解，因此除油溶液中氢氧化钠的含量一般不超过100 g/L。对于一些溶于碱的金属(如铝、锌、铅、锡及其合金，更不能使用浓的氢 氧化钠溶液。(2) 碳酸钠其溶液有一定碱性，对铝、锌、锡等两性金属没有显著的腐蚀作 用。碳酸钠吸收到空气中的二氧化碳后，能部分转变为碳酸氢钠，对溶液的pH 值有良好的缓冲作用。它有一定的除油作用，水洗性也不够好。(3) 磷酸三钠具有碳酸钠的优点，除油效果和缓冲作用较好，除此之外还具 有一

13、定的乳化能力，本身水洗性好，还能帮助水玻璃易被水洗掉。还有一种三聚 磷酸钠(Na5P3010)，除油效果更好。(4) 焦磷酸钠具有磷酸三钠相似的除油特点。此外焦磷酸钠还具有络合作用， 酸根能与许多金属离子络合成环状结构的螯合物，防止零件上生成不溶性的硬水 皂膜，促使零件表面容易被水洗净。(5) 硅酸钠 在化学除油中常用的有：正硅酸钠(Na2O： Si02为2： 1，Na4Si 04)、偏硅酸钠(1：1, Na2Si03)或固体与液体的水玻璃(1： 23)。当这类硅酸 钠的相对碱度下降时，缓蚀性能增强。硅酸钠本身具有较好的表面活性作用和一 定的皂化能力，且对铝、锌等有色金属有缓蚀作用。当它与其它

14、表面活性剂组合 时，便成了碱类化合物中最佳的润湿剂、乳化剂和分散剂。偏硅酸钠在有色金属 除油时还被用作缓蚀剂。但它的不足之处是残留在零件表面的硅酸钠较难洗净， 如果洗涤不净，残留的少量水玻璃经酸液浸蚀后，便会变成不溶性的硅胶，影响 镀层结合力，因此必须注意清洗。(6) 乳化剂 能促进乳化的物质叫乳化剂。它在除油液中起促进乳化、加速 除油过程的作用。在碱性除油液中加入乳化剂，可以除去矿物油。乳化剂都是表 面活性物质。它的除油作用与其分子结构有关。乳化剂的分子上有两种类型的官 能团，一种是极性的亲水基团，另一种是非极性的憎水亲油基团。在除油过程中， 乳化剂以其憎水基团吸附在油与溶液的界面上，并与零

15、件表面上的油发生亲合作 用；而亲水基团则与除油液接近。且与水相结合。在乳化剂分子定向排列的作用 下，油-溶液界面的表面张力大为降低，在溶液的对流和搅拌等作用下，油污就 能脱离零件表面，以微小的油珠状态分散在溶液中，这时，表面活性剂的分子包围在小油珠表面，防止小油珠重新粘附在零件上。常用的乳化剂有oP-10、平平 加 A-20、0-20、TX-10、FM 和 6501、6503 等。乳化剂OP-10（辛基酚聚氧乙烯醚）、TX-10（仲辛烷基酚聚氧乙烯醚），是一种 良好的乳化剂，除油效果良好，但不易从零件上洗掉。为保证镀层与零件的结合 力，必须加强清洗，用量也不易过高，一般在l5g/L范围内。乳化剂FM（三乙醇胺油酸皂），乳化能力强，用于黑色金属及铝合金清洗除油 效果好，清洗也比较容易，但易被硬水中的钙、镁离子沉淀出来。一般用量5 10mL / L。平平加系列的乳化剂A-20（高级醇聚氧乙烯醚）、020（月桂醇环氧乙烷缩合 物）对动植物油、矿物油均有良好的乳化作用，分散、净洗能力强。、乳化剂6501（十二烷基二乙醇酰胺）、6503（十二烷基二乙醇酰胺磷酸酯）是良 好的乳化剂、发泡剂，用于硬水及盐类溶液中，性能稳定，不会被钙、镁离子沉