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電鍍百科-----

2013-07-17 13:11:00 瀏覽量:
電鍍百科
 
電鍍 diàndù
        [electroplate; galvanization] 電鍍:利用電解作用使金屬或其它材料制件的表面附著一層金屬膜的工藝??梢云鸬椒乐垢g,提高耐磨性、導電性、反光性及增進美觀等作用。
 
電鍍的概念
        就是利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其它金屬或合金的過程。電鍍時,鍍層金屬做陽極,被氧化成陽離子進入電鍍液;待鍍的金屬制品做陰極,鍍層金屬的陽離子在金屬表面被還原形成鍍層。為排除其它陽離子的干擾,且使鍍層均勻、牢固,需用含鍍層金屬陽離子的溶液做電鍍液,以保持鍍層金屬陽離子的濃度不變。電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層(deposit),改變基材表面性質或尺寸.電鍍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、潤滑性、耐熱性、和表面美觀。
 
電鍍作用
        利用電解作用在機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。電鍍層比熱浸層均勻,一般都較薄,從幾個微米到幾十微米不等。通過電鍍,可以在機械制品上獲得裝飾保護性和各種功能性的表面層,還可以修復磨損和加工失誤的工件。鍍層大多是單一金屬或合金,如鋅、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,如ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料,但塑料電鍍前,必須經過特殊的活化和敏化處理。
 
電鍍原理
        在盛有電鍍液的鍍槽中,經過清理和特殊預處理的待鍍件作為陰極,用鍍覆金屬制成陽極,兩極分別與直流電源的正極和負極聯接。電鍍液由含有鍍覆金屬的化合物、導電的鹽類、緩沖劑、pH調節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到陰極上形成鍍層。陽極的金屬形成金屬離子進入電鍍液,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極,它只起傳遞電子、導通電流的作用。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維持。電鍍時,陽極材料的質量、電鍍液的成分、溫度、電流密度、通電時間、攪拌強度、析出的雜質、電源波形等都會影響鍍層的質量,需要適時進行控制。
 
電鍍方式
        電鍍分為掛鍍、滾鍍、連續鍍和刷鍍等方式,主要與待鍍件的尺寸和批量有關。掛鍍適用于一般尺寸的制品,如汽車的保險杠,自行車的車把等。滾鍍適用于小件,如緊固件、墊圈、銷子等。連續鍍適用于成批生產的線材和帶材。刷鍍適用于局部鍍或修復。電鍍液有酸性的、堿性的和加有鉻合劑的酸性及中性溶液,無論采用何種鍍覆方式,與待鍍制品和鍍液接觸的鍍槽、吊掛具等應具有一定程度的通用性。
 
鍍層分類
        鍍層分為裝飾保護性鍍層和功能性鍍層兩類。
裝飾保護性鍍層 主要是在鐵金屬、非鐵金屬及塑料上的鍍鉻層,特別是鋼的銅-鎳-鉻層,鋅及鋼上的鎳-鉻層。為了節約鎳,人們已能在鋼上鍍銅-鎳/鐵-高硫鎳-鎳/鐵-低固分鎳-鉻層。與鍍鉻層相似的錫/鎳鍍層,可用于分析天平、化學泵、閥和流量測量儀表上。
        功能性鍍層 這種鍍層種類很多,如:①提高與軸頸的相容性和嵌入性的滑動軸承罩鍍層,鉛-錫,鉛-銅-錫,鉛-銦等復合鍍層;②用于耐磨的中、高速柴油機活塞環上的硬鉻鍍層,這種鍍層也可用在塑料模具上,具有不粘模具和使用壽命長的特點;③在大型人字齒輪的滑動面上鍍銅,可防止滑動面早期拉毛;④用于防止鋼鐵基體遭受大氣腐蝕的鍍鋅;⑤防止滲氮的銅錫鍍層;⑥用于收音機、電視機制造中釬焊并防止鋼與鋁間的原電池腐蝕的錫-鋅鍍層。適用于修復和制造的工程鍍層,有鉻、銀、銅等,它們的厚度都比較大,硬鉻層可以厚達300微米。
 
電鍍的過程基本如下
        1 把鍍上去的金屬接在正極
        2 要被電鍍的物件接在負極
        3 正負極以鍍上去的金屬的正離子組成的電解質溶液相連
        4 通以直流電的電源后,正極的金屬會進行氧化(失去電子),溶液中的正離子則在負極還原(得到電子)成原子并積聚在負極表層。
        電鍍后被電鍍物件的美觀性和電流大小有關系,電流越小,被電鍍的物件便會越美觀;反之則會出現一些不平整的形狀。
        電鍍的主要用途包括防止金屬氧化 (如銹蝕) 以及進行裝飾。不少硬幣的外層亦為電鍍。
        電鍍產生的污水(如失去效用的電解質)是水污染的重要來源。
 
電鍍專業術語
        3 鍍覆方法術語
        3.1 化學鈍化
        將制件放在含有氧化劑的溶液中處理,使表面形成一層很薄的鈍態保護膜的過程。
        3.2 化學氧化
        通過化學處理使金屬表面形成氧化膜的過程。
        3.3 電化學氧化
        在一定電解液中以金屬制件為陽極,經電解,于制件表面形成一層具有防護性,裝飾性或其它功能氧化膜的過程。
        3.4 電 鍍
        利用電解原理,使金屬或合金沉積在制件表面,形成均勻、致密、結合力良好的金屬層的過程。
        3.5 轉 化 膜
        對金屬進行化學或電化學處理所形成的含有該金屬之化合物的表面膜層。
        3.6 鋼鐵發藍(鋼鐵化學氧化)
        將鋼鐵制件在空氣中加熱或浸入氧化性的溶液中,使之于表面形成通常為藍(黑)色的薄氧化膜的過程。
        3.7 沖擊電流
        電流過程中通過的瞬時大電流。
        3.8 光亮電鍍
        在適當條件下,從鍍槽中直接得到具有光澤鍍層的電鍍。
        3.9 合金電鍍
        在電流作用下,使兩種或兩種以上金屬(也包括非金屬元素)共沉積的過程。
        3.10 多層電鍍
        在同一基體上先后沉積上幾層性質或材料不同的金屬層的電鍍。
        3.11 沖 擊 鍍
        在特定的溶液中以高的電流密度,短時間電沉積出金屬薄層,以改善隨后沉積鍍層與基體間結合力的方法。
        3.12磷 化
        在鋼鐵制件表面上形成一層不溶解的磷酸鹽保護膜的處理過程。
        3.13 熱抗散
        加熱處理鍍件,使基體金屬和沉積金屬(一種或多種)擴散形成合金的過程。
        4 鍍前處理和鍍后處理術語
        4.1 化學除油
        在堿性溶液中借助皂化作用和乳化作用清除制件表面油污的過程。
        4.2 電解除油
        在含堿溶液中,以制件作為陽極或陰極,在電流作用下,清除制件表面油污的過程。
        4.3 出 光
        在溶液中短時間浸泡,使金屬形成光亮表面的過程。
        4.4 機械拋光
        借助于高速旋轉的抹有拋光膏的拋光輪,以提高金屬制件表面光亮度的機械加工過程。
        4.5 有機溶劑除油
        利用有機溶劑清除制件表面油污的過程。
        4.6 除 氫
        將金屬制件在一定溫度下加熱處理或采用其它方法,以驅除在電鍍生產過程中金屬內部吸收氫的過程。
        4.7 退 鍍
        將制件表面鍍層退除的過程。
        4.8 弱 浸 蝕
        電鍍前,在一定組成溶液中除去金屬制件表面極薄的氧化膜,并使表面活化的過程。
        4.9 強 浸 蝕
        將金屬制件浸在較高濃度和一定溫度的浸蝕溶液中,以除去金屬制件表面上氧化物和銹蝕物的過程。
        4.10 鍍前處理
        為使制件材質暴露出真實表面,消除內應力及其它特殊目的所需,除去油污、氧化物及內應力等種種前置技術處理。
        4.11 鍍后處理
        為使鍍件增強防護性能,提高裝飾性能及其它特殊目的而進行的(諸如鈍化、熱熔、封閉和除氫等)處理。
        5 材料和設備術語
        5.1 陽 極 袋
        用棉布或化纖織物制成的套在陽極上,以防止陽極泥渣進入溶液用的袋子。
        5.2 光 亮 劑
        為獲得光亮鍍層在電解液中所使用的添加劑。
        5.3 阻 化 劑
        能夠減緩化學反應或電化學反應速度的物質。
        5.4 表面活性劑
        在添加量很低的情況下也能顯著降低界面張力的物質。
        5.5 乳 化 劑
        能降低互不相溶的液體間的界面張力,使之形成乳濁液的物質。
        5.6 絡 合 劑
        能與金屬離子或含有金屬離子的化合物結合而形成絡合物的物質。
        5.7 絕 緣 層
        涂于電極或掛具的某一部分,使該部位表面不導電的材料層。
        5.8 掛具(夾具)
        用來懸掛零件,以便于將零件放于槽中進行電鍍或其他處理的工具。
        5.9 潤 濕 劑
        能降低制件與溶液間的界面張力,使制件表面容易被潤濕的物質。
        5.10添 加 劑
        在溶液中含有的能改進溶液電化學性能或改善鍍層質量的少量添加物。
        5.11 緩 沖 劑
        能夠使溶液PH值在一定范圍內維持基本恒定的物質。
        5.12 移動陰極
        采用機械裝置使被鍍制件與極杠一起作周期性往復運動的陰極。
         6 測試和檢驗相關術語
        6.1 不連續水膜
        通常用于表面被污染所引起的不均勻潤濕性,使表面上的水膜變的不連續。
        6.2 孔 隙 率
        單位面積上針kong的個數。
        6.3 針 kong
        從鍍層表面直至底層覆蓋層或基體金屬的微小孔道,它是由于陰極表面上 的某些點 的電沉積過程受到障礙,使該處不能沉積鍍層,而周圍的鍍層卻不斷加厚所造成。
        6.4 變 色
        由于腐蝕而引起的金屬或鍍層表面色澤的變化(如發暗、失色等)。
        6.5 結 合 力
        鍍層與基體材料結合的強度。
        6.6 起 皮
        鍍層成片狀脫離基體材料的現象。
        6.7 剝 離
        某些原因(例如不均勻的熱膨脹或收縮)引起的表面鍍層的破碎或脫落。
        6.8 桔 皮
        類似于桔皮波紋狀的表面處理層。
        6.9 海綿狀鍍層
        在電鍍過程中形成的與基體材料結合不牢固的疏松多孔的沉積物。
        6.10 燒焦鍍層
        在過高電流下形成的顏色黑暗、粗糙、松散等質量不佳的沉積物,其中常含有氧化物或其他雜質。
        6.11 麻點
        在電鍍或腐蝕中,與金屬表面上形成的小坑或小孔。
        6.12 粗糙
        在電鍍過程中,由于種種原因造成的鍍層粗糙不光滑的現象。
        6.13 鍍層釬焊性
        鍍層表面被熔融焊料潤濕的能力。
 
電鍍鋅
        電鍍鋅:就是利用電解,在制件表面形成均勻、致密、結合良好的金屬或合金沉積層的過程。
與其他金屬相比,鋅是相對便宜而又易鍍覆的一種金屬,屬低值防蝕電鍍層。被廣泛用于保護鋼鐵件,特別是防止大氣腐蝕,并用于裝飾。鍍覆技術包括槽鍍(或掛鍍)、滾鍍(適合小零件)、自動鍍和連續鍍(適合線材、帶材)。
 
目前,國內按電鍍溶液分類,可分為四大類:
        1.氰化物鍍鋅:
        由于(CN)屬劇毒,所以環境保護對電鍍鋅中使用氰化物提出了嚴格限制,不斷促進減少氰化物和取代氰化物電鍍鋅鍍液體系的發展,要求使用低氰(微氰)電鍍液。
采用此工藝電鍍后,產品質量好,特別是彩鍍,經鈍化后色彩保持好。
        2.鋅酸鹽鍍鋅:
        此工藝是由氰化物鍍鋅演化而來的。目前國內形成兩大派系,分別為: a) 武漢材保所的”DPE”系列;b) 廣電所的”DE”系列 。都屬于堿性添加劑的鋅酸鹽鍍鋅;PH值為12.5~13。
采用此工藝,鍍層晶格結構為柱狀,耐腐蝕性好,適合彩色鍍鋅。
注意:產品出槽后—>水洗—>出光(硝酸+鹽酸) —>水洗—>鈍化—>水洗—>水洗—>燙干—>烘干—>老化處理(烘箱內80~90oC。
        3.氯化物鍍鋅
        此工藝在電鍍行業應用比較廣泛,所占比例高達40%。
鈍化后(蘭白)可以鋅代鉻(與鍍鉻相媲美),特別是在外加水溶性清漆后,外行人是很難辯認出是鍍鋅還是鍍鉻的。
此工藝適合于白色鈍化(蘭白,銀白)。
        4.硫酸鹽鍍鋅
        此工藝適合于連續鍍(線材、帶材、簡單、粗大型零、部件)。成本低廉

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