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文檔簡介
1、第一章電鍍概論 電鍍定義:電鍍?yōu)殡娊忮兘饘俜ǖ暮喎Q。電鍍是將鍍件(制品),浸于含有欲鍍上金屬離子的藥水中并接通陰極,藥水的另一端放置適當(dāng)陽極(可溶性或不可溶性),通以直流電后,鍍件的表面即析出一層金屬薄膜的方法。電鍍的基本五要素: 1.陰極:被鍍物,指各種接插件端子。 2.陽極:若是可溶性陽極,則為欲鍍金屬。若是不可溶性陽極,大部分為貴金屬(白金,氧化銥). 3.電鍍藥水:含有欲鍍金屬離子的電鍍藥水。 4.電鍍槽:可承受,儲(chǔ)存電鍍藥水的槽體,一般考慮強(qiáng)度,耐蝕,耐溫等因素。 5.整流器:提供直流電源的設(shè)備。 電鍍目的:電鍍除了要求美觀外,依各種電鍍需求而有不同的目的。 1.鍍銅:打底用,增進(jìn)電
2、鍍層附著能力,及抗蝕能力。 2.鍍鎳:打底用,增進(jìn)抗蝕能力。 3.鍍金:改善導(dǎo)電接觸阻抗,增進(jìn)信號(hào)傳輸。 4.鍍鈀鎳:改善導(dǎo)電接觸阻抗,增進(jìn)信號(hào)傳輸,耐磨性比金佳。 5.鍍錫鉛:增進(jìn)焊接能力,快被其他替物取代。 電鍍流程:一般銅合金底材如下(未含水洗工程) 1.脫脂:通常同時(shí)使用堿性預(yù)備脫脂及電解脫脂。 2.活化:使用稀硫酸或相關(guān)的混合酸。 3.鍍鎳:使用硫酸鎳系及氨基磺酸鎳系。 4.鍍鈀鎳:目前皆為氨系。 5.鍍金:有金鈷,金鎳,金鐵,一般使用金鈷系最多。 6.鍍錫鉛:烷基磺酸系。 7.干燥:使用熱風(fēng)循環(huán)烘干。 8.封孔處理:有使用水溶型及溶劑型兩種。電鍍藥水組成; 1.純水:總不純物至少要
3、低于5ppm。 2.金屬鹽:提供欲鍍金屬離子。 3.陽極解離助劑:增進(jìn)及平衡陽極解離速率。 4.導(dǎo)電鹽:增進(jìn)藥水導(dǎo)電度。 5.添加劑:緩沖劑,光澤劑,平滑劑,柔軟劑,濕潤劑,抑制劑。 電鍍條件: 1.電流密度:單位電鍍面積下所承受的電流,通常電流密度越高膜厚越厚,但是過高時(shí)鍍層會(huì)燒焦粗燥。 2.電鍍位置:鍍件在藥水中位置,與陽極相對(duì)位置,會(huì)影響膜厚分布。 3.攪拌狀況:攪拌效果越好,電鍍效率越高,有空氣,水流,陰極擺動(dòng)等攪拌方式。 4.電流波形:通常濾波度越好,鍍層組織越均一。 5.鍍液溫度:鍍金約5060,鍍鎳約5060,鍍錫鉛約1822,鍍鈀鎳約4555。 6鍍液ph值:鍍金約4.04.8
4、 ,鍍鎳約3.84.4,鍍鈀鎳約8.08.5, 7.鍍液比重:基本上比重低,藥水導(dǎo)電差,電鍍效率差。 電鍍厚度:在現(xiàn)在電子連接器端子的電鍍厚度的表示法有a .微英寸,b. m,微米, 1 m約等于40. 1.tinlead alloy plating :錫鉛合金電鍍作為焊接用途,一般膜厚在100150最多. 2.nickel plating鎳電鍍現(xiàn)在電子連接器皆以打底(underplating),故在以上為一般規(guī)格,較低的規(guī)格為,(可能考慮到折彎或者成本) 3.gold plating 金電鍍?yōu)榘嘿F的電鍍加工,故一般電子業(yè)在選用規(guī)格時(shí),考慮到其實(shí)用環(huán)境、使用對(duì)象,制造成本,若需通過一般強(qiáng)腐蝕實(shí)
5、驗(yàn)必須在50以上 . 鍍層檢驗(yàn): 1.外觀檢驗(yàn):目視法,放大鏡(410倍) 2.膜厚測(cè)試:x-ray熒光膜厚儀. 3.密著實(shí)驗(yàn):折彎法,膠帶法或兩者并用. 4.焊錫實(shí)驗(yàn):沾錫法,一般95%以上沾錫面積均勻平滑即可. 5.水蒸氣老化實(shí)驗(yàn):測(cè)試是否變色或腐蝕斑點(diǎn),及后續(xù)的可焊性. 6.抗變色實(shí)驗(yàn):使用烤箱烘烤法,是否變色或者脫皮. 7.耐腐蝕實(shí)驗(yàn):鹽水噴霧實(shí)驗(yàn),硝酸實(shí)驗(yàn),二氧化硫?qū)嶒?yàn),硫化氫實(shí)驗(yàn)等. 第二章 電流密度電流密度的定義: 即電極單位面積所通過的安 ,一般以a/dm3 表示.電流密度在電鍍操作上是很重要的參數(shù),如鍍層的性質(zhì),鍍層的分布,電流效率等,都有很大的關(guān)系.電流密度有分為陽極電流密
6、度和陰極電流密度,一般計(jì)算陰極電流密度比較多. 電流密度的計(jì)算: 平均電流密度(asd)=電鍍槽通電的安培數(shù)(amp)/電鍍面積(dm2) 在連續(xù)電鍍端子中,計(jì)算陰極電流密度時(shí),必須先知道電鍍槽長及單支端子電鍍面積,然后再算出渡槽中的總電鍍面積. 例:有一連續(xù)端子電鍍機(jī),鎳槽槽長1.5米,欲鍍一種端子,端子之間距為2.54毫米,每支端子電鍍面積為50mm2,今開電流50 amp,請(qǐng)問平均電流密度為多少? 1.電鍍槽中端子數(shù)量=1.51000/2.54=590支 2.電鍍槽中電鍍面積=59050=29500 mm2=2.95dm3 3.平均電流密度=50/2.95=16.95asd 電流密度與電
7、鍍面積: 相同(或同成分)的電流下,電鍍面積越小,其電流密度越大,電鍍面積越大,其電流密度越小.如下圖,若開100安培電流,a區(qū)所承受的電流密度可能會(huì)是b區(qū)的兩倍. 電流密度與陰陽極距離: 由于端子外表結(jié)構(gòu)不一規(guī)則狀,在共同的電流下,端子離陽極距離較近的部位稱為局部高電流區(qū)(b),離陽極距離較遠(yuǎn)的部位稱為局部低電流區(qū)(a). 電流密度與哈氏槽試驗(yàn): 每一種電鍍藥水都有一定的電流密度操作范圍,大致上可以從哈氏槽試驗(yàn)結(jié)果看出來,因?yàn)楣喜鄣年枠O面與陰極面之間并非平行面,離陽極面較近的陰極端其電流密度比離陽極面遠(yuǎn)者大,因此,可以比較高電流密度部分與低電流密度部分的電鍍狀況. 電流密度與電鍍子槽: 端
8、子在浸鍍時(shí),由于端子導(dǎo)電處是在電鍍子槽兩端外部,所以陰極(端子)電子流是從子槽兩端往槽中傳輸?shù)?而造成在電鍍子槽內(nèi)兩端的端子所承受的電流(高電流區(qū)),遠(yuǎn)大于子槽中間處端子所承受的電流(低電流區(qū)). 電流密度與端子在電鍍槽中的位置: 由于在電鍍槽子槽中的陽極是固定的,且陽極高度遠(yuǎn)大于端子高度,所以陰極(端子)在鍍槽中經(jīng)常會(huì)有局部位置承受高電流群. 第三章, 電鍍計(jì)算產(chǎn)能計(jì)算:產(chǎn)能=產(chǎn)速 /端子間距產(chǎn)能(kpcs/hr)=60l/p(l:產(chǎn)速(米/分),p:端子間距mm)舉例:生產(chǎn)某一種端子。端子間距為5。0mm,產(chǎn)速為20米/分,請(qǐng)問產(chǎn)能?產(chǎn)能(kpcs/ hr)=6020/5=240kpcs/
9、hr 耗金計(jì)算:黃金電鍍(或鈀電鍍)因使用不溶解性陽極(如白金太綱),故渡液中消耗只金屬離子無法自行補(bǔ)給。需依賴添加方式補(bǔ)充。一般黃金是以金鹽(金氰化鉀)pgc來補(bǔ)充,而鈀金屬是以鈀鹽(如氯化銨鈀。硝酸銨鈀或氯化鈀)來補(bǔ)充。本段將添加量計(jì)算公式簡化為:金屬消耗量(g)=0.000254azd(d:為金屬密度g/cm3) 黃金消耗量(g)=0.049az(黃金密度19.3g/cm3) pgc消耗量(g)=0.0072az 鈀金屬消耗量(g)=0.00305az(鈀金屬密度為12.0g/cm3) 銀金屬消耗量(g)=0.02667az( 銀金屬密度為10.5 g/cm3) a:為電鍍面積 z:為電
10、鍍厚度理論上 1pgc含金量為0.6837g,但實(shí)際上制造出1gpgc,含金量約在0.682g 之譜。舉例:有一連續(xù)端子電鍍機(jī),欲生產(chǎn)一種端子10000支,電鍍黃金全面3,每支端子電鍍面積為50mm2,實(shí)際電鍍出平均厚度為3.5, 請(qǐng)問需補(bǔ)充多少gpgc? 10000支總面積=1000050=500000 mm2=50dm2 耗純金量=0.0049az=0.0049503.5=0.8575g 耗pgc量=0.8575/0.682=1.26g 或耗pgc量=0.0072az=0.0072503.5=1.26g 陰極電鍍效率計(jì)算:一般計(jì)算陰極電鍍效率(指平均效率)的方法有兩種,如下:陰極電鍍效率e
11、=實(shí)際平均電鍍厚度z/理論電鍍厚度z 舉例:假設(shè)電鍍鎳金屬,理論電鍍厚度為162,而實(shí)際所測(cè)厚度為150,請(qǐng)問陰極電鍍效率? e=z/ z=150/162=92.6% 一般鎳的陰極電鍍效率都在90%以上,90/10錫鉛的陰極電鍍效率約在80%以上,黃金電鍍則視藥水金屬離子含量多寡而有很大的差異。若無法達(dá)到應(yīng)有的陰極電鍍效率,則可以從攪拌能力的提升或檢查電鍍藥水的組成。 電鍍時(shí)間的計(jì)算: 電鍍時(shí)間(分)=電鍍子槽總長度(米)/ 產(chǎn)速(米/分) 例:某一連續(xù)電鍍?cè)O(shè)備,每一個(gè)鍍鎳子槽長為1.0米,共有五個(gè),生產(chǎn)速度為10米/ 分,請(qǐng)問電鍍時(shí)間為多少? 電鍍時(shí)間(分)=1.05/10=0.5(分) 理
12、論厚度的計(jì)算:由法拉第兩大定律導(dǎo)出下列公式: 理論厚度z()=2.448ctm/ nd (z厚度,t時(shí)間,m原子量,n電荷數(shù),d密度,c電流密度)舉例:鎳密度8.9g/cm3,電荷數(shù)2,原子量58.69,試問鎳電鍍理論厚度? z=2.448 ctm/ nd =2.448ct58.69 /28.9 =8.07ct 若電流密度為1amp/ dm2(1asd),電鍍時(shí)間為一分鐘,則理論厚度 z=8.0711=8.07 金理論厚度=24.98ct(密度19.3,分子量196.9665,電荷數(shù)1)銅理論厚度=8.74 ct(密度8.9,分子量63.546,電荷數(shù)2)銀理論厚度=25.15 ct(密度10
13、.5,分子量107.868,電荷數(shù)1)鈀理論厚度=10.85 ct(密度12.00,分子量106.42,電荷數(shù)2) 80/20鈀鎳?yán)碚摵穸?10.42 ct(密度11.38,分子量96.874,電荷數(shù)2) 90/10錫鉛理論厚度=20.28 ct(密度7.713,分子量127.8,電荷數(shù)2) 綜合計(jì)算a: 假設(shè)電鍍一批d-25p-10snpb端子,數(shù)量為20萬支,生產(chǎn)速度為20m/分,每個(gè)鎳槽鎳電流為50 amp,金電流為4 amp,錫鉛電流為40 amp,實(shí)際電鍍所測(cè)出厚度鎳為43,金為11.5,錫鉛為150,每個(gè)電鍍槽長皆為2米,鎳槽3個(gè),金槽2個(gè),錫鉛槽3個(gè),每支端子鍍鎳面積為82平方毫
14、米,鍍金面積為20平方毫米,鍍錫鉛面積為46平方毫米,每支端子間距為0.6毫米,請(qǐng)問:1.20萬只端子,須多久可以完成?2.總耗金量為多少g?,換算pgc為多少g?,3.每個(gè)鎳,金,錫鉛槽電流密度各為多少?4.每個(gè)鎳,金,錫鉛電鍍效率為多少? 解答:1. 20萬支端子總長度=2000006=1200000=1200m 20萬支端子耗時(shí)=1200/ 20 =60分=1hr 2. 20萬支端子總面積=20000020=4000000mm2=400dm2 20萬支端子耗純金量=0.0049az=0.004940011.5=22.54g 20萬支端子耗pgc量=22.54 / 0.681=33.1g
15、3. 每個(gè)鎳槽電鍍面積=2100082 / 6=27333.33mm2=2.73dm2 每個(gè)鎳槽電流密度=50 /2.73 =18.32asd 每個(gè)金槽電鍍面積=2100020 / 6=6666.667mm2=0.67dm2 每個(gè)鎳槽電流密度=4 /0.67 =5.97asd 每個(gè)錫鉛槽電鍍面積=2100046 / 6=15333.33mm2=1.53dm2 每個(gè)鎳槽電流密度=40 /1.53 =26.14asd 4. 鎳電鍍時(shí)間=32 /20=0.3分 鎳?yán)碚摵穸?8.07ct=8.0718.320.3=44.35 鎳電鍍效率=43 /44.35 =97% 金電鍍時(shí)間=22 /20=0.2分
16、 金理論厚度=24.98ct=24.985.970.2=29.83 金電鍍效率=11.5/29.83 =38.6% 錫鉛電鍍時(shí)間=32 /20=0.3分 錫鉛理論厚度=20.28ct=20.2826.140.3=159 錫鉛電鍍效率=150/159 =94.3% 綜合計(jì)算b:今有一客戶委托電鍍加工一端子,數(shù)量總為5000k,其電鍍規(guī)格為鎳50,金gf,錫鉛為100。 1.設(shè)定厚度各為:鎳60,金1.3,錫鉛120。 2.假設(shè)效率各為:鎳90%,金20%,錫鉛80%。 3.可使用電流密度范圍各為:鎳設(shè)定15asd,金010asd,錫鉛230asd。 4.電鍍槽長各為:鎳6米,金2米,錫鉛6米。
17、5.端子間距為2.54mm。 6.單支電鍍面積各為:金15mm2,鎳54mm2,錫鉛29mm2。請(qǐng)問:1.產(chǎn)速為多少? 2.需要多少時(shí)間才能生產(chǎn)完畢?(不包含開關(guān)機(jī)時(shí)間) 3.鎳電流各為多少安培? 4.金,錫鉛電流密度及電流各為多少?解答: 1.鎳效率=鎳設(shè)定膜厚 / 鎳?yán)碚撃ず?0.9=60 /z z=67(鎳?yán)碚撃ず瘢?鎳?yán)碚撃ず?8.074ct 67=8.07415t t=0.553分(電鍍時(shí)間) 鎳電鍍時(shí)間=鎳電鍍槽長 / 產(chǎn)速 0.553 = 6 /v v=10.85米 /分(產(chǎn)速) 2.完成時(shí)間=總量0.001端子間距 /產(chǎn)速 t=50000000.0012.54 /10.85=1
18、170.5分 1170.5 /60=19.5hr(完成時(shí)間) 3.鎳電鍍總面積=鎳電鍍槽長 / 端子間距單支鎳電鍍面積 m=61000 /2.54 54 =127559mm2=12.7559dm2 鎳電流密度=鎳電流 /鎳電鍍總面積 15=a /12.7559 a=191安培 4.金效率=金設(shè)定膜厚 /金理論膜厚 0.2=1.3 /z z=6.5(金理論膜厚) 金電鍍時(shí)間=金電鍍槽長 /產(chǎn)速 t=2 /10.85=0.1843分 金理論膜厚=24.98ct 6.5=24.98c0.1843 c=1.412asd(電流密度) 金電鍍總面積=金電鍍槽長 /端子間距單支金電鍍面積 m=21000 /
19、2.54 15 =11811mm2=1.1811dm2 金電流密度=金電流 /金電鍍總面積 1.412=a /1.1811 a=1.67安培 錫鉛效率 =錫鉛設(shè)定膜厚 /錫鉛理論膜厚 0.8=120 /z z=150(錫鉛理論膜厚) 錫鉛電鍍時(shí)間=錫鉛電鍍槽長 /產(chǎn)速 t= 6/10.85=0.553分 錫鉛理論膜厚=20.28ct 150=20.28c0.553 c=13.38asd(電流密度)錫鉛電鍍總面積=錫鉛電鍍槽長 /端子間距單支錫鉛電鍍面積 m=61000 /2.54 =錫鉛電流 /錫鉛電鍍總面積 13.38=a /6.8504 a=91.7安培 第四章 電鍍實(shí)務(wù)電鍍底材(素材):
20、一般在電鍍之前,最好先對(duì)底材進(jìn)行了解,這有助于有效的電鍍加工。如材質(zhì),端子結(jié)構(gòu),表面狀況(如油份,氧化情形,加工外觀等)。而在電腦端子零件的電鍍加工中,所使用的材質(zhì)有銅合金(黃銅,磷青銅,鈹銅,鈦銅,銀銅,鐵銅等)及鐵合金(spcc,42合金等),而一般最常用的材料為黃銅(brass)及磷青銅(phosbronze),以下就對(duì)純銅及此兩種金屬加以說明。 1.純銅(copper):銅的特點(diǎn)是導(dǎo)電度和導(dǎo)熱度大,所以多半用為電器材料或傳熱材料,象導(dǎo)電率即是以銅作為基準(zhǔn),是以韌煉銅(electrolytic tough pitch)的電阻系數(shù)1.724.cm為100%iacs(internationa
21、l annealed copper standard),其他金屬導(dǎo)電率的計(jì)算即是: 1.7241 /金屬電阻系數(shù) = % (如表一及表二)。銅在干燥空氣中及清水中是不易起變化的,但和海水便會(huì)起作用。若在空氣中有濕氣和二氧化碳時(shí),銅表面會(huì)生成綠色堿性碳酸銅(俗稱銅綠) 2.黃銅(brass):黃銅是銅和鋅的合金,一般鋅含量在3040%之間,黃銅的顏色隨鋅含量的增加從暗紅色。紅黃色,淡橙黃色漸漸變?yōu)辄S色。其機(jī)械性質(zhì)優(yōu)良,制造和加工都很容易,價(jià)格又便宜,所以多半用來做端子材料。但其耐腐蝕性較差,故須鍍一層銅或鍍一定厚度以上的鎳,作為打底(underplating)防腐蝕用,若在黃銅中加少量的錫時(shí),會(huì)
22、增加其耐蝕性,特別對(duì)海水。 3.磷青銅(phosbronze):磷青銅為銅,錫,磷的合金。一般錫含量在411%之間,磷含量在0.030.35之間,在青銅中加磷是為了除去內(nèi)部的氧化物,而改良其彈性及耐蝕性,磷青銅的耐蝕性遠(yuǎn)比黃銅優(yōu)良,但價(jià)格較貴。通常皆用在母端或彈片接點(diǎn),有時(shí)在磷青銅中加其他金屬更增大其耐蝕性,可不必鍍鎳打底,而直接鍍錫鉛合金,如加鎳為ca-725。 表(1)金屬名稱 銀 無氧銅 韌煉銅 脫氧銅 黃金 鉻 鋁 鋅密度(g/cm3) 10.5 8.91 8.91 8.89 19.3 7.1 2.7 7.14 導(dǎo)電率 % 106.0 102.0 100.0 98.0 74.9 66.
23、5 63.1 29.2 金屬名稱 鈷 鐵 鈀 白金 錫 鎳 鉛 鈦密度(g/cm3) 8.9 7.86 12.02 21.45 7.31 8.9 11.34 4.5 導(dǎo)電率 % 17.8 17.3 16.0 15.7 15.8 14.7 8.4 2.1 表(2)磷青銅名稱 ca5100 ca5110 ca5190 ca5210 ca5240 ca1100韌煉銅錫含量% 4.25.8 3.54.9 5.07.0 7.09.0 9.011.0 0 密度(g/cm3) 8.86 8.88 8.80 8.78 8.78 8.91 導(dǎo)電率% 25 27 20 18 11 100 黃銅名稱 ca2100
24、ca2200 ca2260 ca2300 ca2400 ca2600 ca2700 ca2800 鋅含量% 5 10 12.5 15 20 30 35 40 密度(g/cm3) 8.86 8.80 8.77 8.74 8.69 8.53 8.47 8.39 導(dǎo)電率% 58 46 40 37 34 29 28 27 電鍍前處理:在實(shí)施電鍍作業(yè)前一般都要將鍍件表面清除干凈,方可得到密著性良好的鍍層?,F(xiàn)就一般的鍍件表面結(jié)構(gòu)作剖析(如圖一):通常在銅合金沖壓(stamping)加工,搬運(yùn),儲(chǔ)存期間,表面會(huì)附著一些塵埃,污垢,油脂,及生成氧化物等,而我們可以在素材表面這些污物予以分層說明處理方法(如表三
25、) 圖一 1.脫脂(degreasing):一般脫脂方法有溶劑脫脂,堿劑脫脂,電解脫脂,乳劑脫脂,機(jī)械脫脂(端子電鍍業(yè)通常不用)。在進(jìn)行脫脂前必須先了解油脂種類及特性,方可有效的除去油脂,油脂一般分為植物性油脂,動(dòng)物性油脂,礦物性油脂,合成油,混合油等(如表四); 金屬表面油脂的脫除效用是由數(shù)種作用兼?zhèn)涠傻?,如皂化作用,乳化作用,滲透作用,分散作用,剝離作用等。且脫脂時(shí),除視何種脫脂劑外,象素材對(duì)堿的耐蝕程度(如黃銅在ph值11以上就會(huì)被侵蝕),端子的形狀(如死角,低電流密度區(qū)),油脂分布不均,油脂凝固等,都會(huì)影響脫脂效果,須特別注意。所以脫脂的方法的選擇相當(dāng)重要。以端子業(yè)來說,一般所使用的
26、油脂為礦物油,合成油,混合油,不可能用動(dòng)植物油。以下就對(duì)溶劑脫脂法,乳化脫脂法,堿劑脫脂法,電解脫脂法做比較說明。 表三層數(shù) 類別 處理方法 目的第一層 污物 水,堿熱脫脂劑 第一層至第三層處理完全后,基本上密著性已經(jīng)很好第二層 油脂 堿劑脫脂法,電解脫脂劑,溶劑等 第三層 氧化層 稀硫酸,稀鹽酸,活化劑等 第四層 加工層 化學(xué)拋光,電解拋光 在處理表面加工紋路,毛邊,較厚氧化膜第五層 擴(kuò)散層 表四類別 性質(zhì) 處理方法植物性油脂 可被堿性脫脂劑皂化 堿性脫脂劑,電解脫脂劑,有機(jī)溶劑,乳化劑(冷脫)動(dòng)物性油脂 礦物性油脂 無法被堿性脫脂劑皂化,必須借乳化,滲透,分散作用 有機(jī)溶劑,乳化劑。 合成
27、油 有機(jī)溶劑,乳化劑,電解脫脂劑,堿性脫脂劑,選擇并用。混合油 表五方法 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 使用藥劑溶劑脫脂法 脫脂速度快,不會(huì)腐蝕素材 對(duì)人體有害,易燃,價(jià)錢高。 石油系溶劑,氯化碳?xì)湎盗腥軇?,如去漬油,三氯乙烷乳劑脫脂法 脫脂速度快,不會(huì)腐蝕素材 廢水處理困難,價(jià)錢高,對(duì)人體有害 非離子界面活性劑,溶劑,水混合。堿性脫脂法 對(duì)人體較無害,便宜,使用方便 易起泡沫,需加熱,只能當(dāng)作預(yù)備脫脂 氫氧化鈉,碳酸鈉,磷酸鈉,磷酸三鈉等,界面活性劑電解脫脂法 對(duì)人體較無害,使用方便,效果好 易起泡沫,需搭配預(yù)備脫脂,易氫 氫氧化鈉,碳酸鈉,磷酸鈉,矽酸鈉等,界面活性劑 2.活化(activation):脫脂
28、完全后的金屬表面,仍然殘存有很薄的氧化膜,鈍態(tài)膜,會(huì)阻礙電鍍層的密著性,故必須使用一些活化酸將金屬表面活化,防止電鍍層產(chǎn)生剝離(peeling),起泡(blister)等密著不良現(xiàn)象。一般銅合金所使用的活化酸為硫酸,鹽酸,硝酸,磷酸等混合酸,其中也有加一些抑制劑。 3.拋光(polishing):由于端子在機(jī)械加工過程中,使金屬表面產(chǎn)生加工紋路或毛邊,電鍍后會(huì)影響外觀及功能,一般在客戶要求下,都必須進(jìn)行拋光作業(yè),另外象素材氧化膜較厚,活性化作業(yè)無法處理(如熱處理后)時(shí),都必須依賴拋光作業(yè),而端子的拋光,一般僅限于使用化學(xué)拋光法及電解拋光法,而上述兩種方法都使用酸液,為達(dá)到細(xì)致拋光,在酸的濃度及
29、種類就相當(dāng)重要。通常使用稀酸,細(xì)部拋光效果較佳,但是費(fèi)時(shí)。使用濃酸,處理速度快,但易傷素材而且對(duì)人體有害。故不管使用何種方式,攪拌效果要好,才可以得到較均勻的拋光表面。一般銅合金底材拋光的藥水,強(qiáng)酸如硝酸,鹽酸較佳,弱酸如磷酸,草酸,鉻酸較佳,市售專利配方不外乎強(qiáng)酸搭配弱酸使用。使用電解拋光可以大大提升拋光速度,及產(chǎn)生較平滑細(xì)致的表面,目前連續(xù)電鍍幾乎都采用此方法。甚至最新使用的活化拋光液,可以在后續(xù)鍍半光澤鎳,一樣可以得到全光澤鎳效果,又可以得到低內(nèi)應(yīng)力的鍍層,快速攪拌對(duì)拋光極為重要。(注意) 三.水洗工程:一般電鍍業(yè),常專注在電鍍技術(shù)研究,和電鍍藥水的開發(fā),卻往往忽略了水洗的重要性。很多電
30、鍍不良,都來自水洗工程設(shè)計(jì)不良或水質(zhì)不凈,以下我們就水洗不良造成電鍍?nèi)毕莸母鞣N情形加以解說。 1.若脫脂劑的水質(zhì)為硬水,則端子脫脂后金屬表面殘存的皂堿,和ca mg金屬生成金屬皂,固著于金屬表面時(shí),而產(chǎn)生鍍層密著不良或光澤不良。一般改善的方法,可以將水質(zhì)軟化并于脫脂劑內(nèi)加界面活性劑。 2.若水質(zhì)為酸性時(shí),與金屬表面的殘存皂堿作用,產(chǎn)生硬脂酸膜,而造成鍍層密著不良或光澤不良。改善的方法為控制使用水質(zhì)(調(diào)整ph值)。 3.若各工程藥液帶出嚴(yán)重并水洗不良,或水質(zhì)不佳(即有不純物),會(huì)污染下一道工程,造成電鍍?nèi)毕?。改善方法為使用干凈的純水,避免帶出(吹氣?duì)準(zhǔn))藥液,修正水洗效果。 4.在電鍍槽間的水洗
31、,水中含鍍液濃度若過高,會(huì)造成鍍層間密著不良或產(chǎn)生結(jié)晶物。改善方法為避免帶出(吹氣對(duì)準(zhǔn))藥液,經(jīng)常更換水洗水或做連續(xù)式排放。 5.若在電鍍完畢最后水洗不良時(shí),會(huì)造成鍍件外觀不良(水斑),及鍍件壽命減短(殘留酸)。改善方法為使用干凈的純水,超純水,經(jīng)常更換水洗水或做連續(xù)式排放。四.電鍍藥水:在端子電鍍業(yè),一般的電鍍種類有金,鈀,鈀鎳,銅,錫鉛,鎳,而目前使用比較多的有鎳,錫鉛合金及鍍金(純金以及硬金),以下就針對(duì)這幾種電鍍藥水加以述序其基本理論。 1.鎳鍍液:目前電鍍業(yè)界鍍鎳液,多采用氨基磺酸鎳?。ㄒ灿猩贁?shù)仍使用硫酸鎳?。4嗽∫虿患兾锖繕O低,故所析出的電鍍層內(nèi)應(yīng)力很低(在非全光澤下),鍍液管
32、理容易(不須時(shí)常提純),但電鍍成本較硫酸鎳高。而目前鎳液分為三種類別,第一種為無光澤鎳(又稱霧鎳或暗鎳),即是不添加任何光澤劑,其內(nèi)應(yīng)力屬微張應(yīng)力。第二種為半光澤鎳(或稱軟鎳)即是添加第一類光澤劑(又稱柔軟劑)隨著添加量的增加,由微張應(yīng)力漸漸下降為零應(yīng)力,再變?yōu)閴嚎s應(yīng)力。第三種為全光澤鎳(或稱鏡面鎳),即是同時(shí)添加第一類光澤劑和第二類光澤劑,此時(shí)內(nèi)應(yīng)力屬高張應(yīng)力。無光澤,半光澤鎳多半用在全面鍍錫鉛時(shí)(因錫鉛鍍層能將鎳層全面覆蓋,故無須用全光澤),或是用在電鍍后須做二次加工(如折彎)而考慮內(nèi)應(yīng)力時(shí),或是考慮低電流析出時(shí)。而全光澤鎳則用在鍍金且要求光澤度時(shí),氨基磺酸鎳浴在攪拌情況良好下,平均電流密
33、度可以開到40asd,最佳操作溫度是在5060度,隨著溫度下降高電流密度區(qū)鍍層由光澤度下降,到白霧粗糙,燒焦,至密著不良。隨著溫度的上升,氨鎳開始起水解成硫酸鎳,內(nèi)應(yīng)力也隨之增加。ph值控制在3.84.8之間,ph值過高,鍍層的光澤度會(huì)下降,逐漸變粗糙,甚至燒焦,ph值過低鍍層會(huì)密著不良。比重控制在3236be,比重過高ph值會(huì)往下降(氫離子過多),比重過低ph值會(huì)往上升且電鍍效率變差。電流需使用直流三相濾波3%以下(可提升操作電流密度)。此鎳鍍?cè)≡谥瞥讨凶钊菀孜廴镜慕饘贋殂~,建議超過35ppm時(shí),盡快做弱電解處理。 2.錫鉛鍍液:目前電鍍業(yè)界鍍錫鉛液,多半采用烷基磺酸光澤?。╞right)或
34、無光澤浴(mat)。市面上也分為低溫型(約在1823度之間)與常溫型。其中以低溫光澤浴使用最多,也較成熟。而常溫型最好是要定溫恒溫操作,因?yàn)椴煌脑貢?huì)影響電鍍速率與錫鉛析出比例。鍍層錫鉛比的要求多半為90%錫,10%鉛,但實(shí)際鍍液錫鉛比約為10:112:1之間,而陽極錫鉛比約為92:8(因陽極解離的部分錫氧化為四價(jià)錫沉淀,為平衡9:1的錫鉛析出比)。烷基磺酸浴在攪拌情況良好下,平均電流密度可以開到40asd,除組成分外最會(huì)影響鍍層的就是光澤劑及溫度。正常下光澤劑的量越多(有效范圍內(nèi)),其使用的電流密度范圍就越寬,但若過量會(huì)影響其焊錫性,甚至造成有機(jī)污染,若量不足時(shí),很明顯光澤范圍會(huì)縮小,不過
35、控制得當(dāng)?shù)脑?,可得半光澤鍍層有助于焊錫性。若溫度過高,其使用的電流密度范圍縮短,很明顯怎么鍍就是白霧不亮,而且藥水渾濁速度會(huì)加快(因四價(jià)錫的產(chǎn)生),不過倒是會(huì)增加電鍍效率。若溫度過低則電鍍效率會(huì)下降,另在攪拌不良的情況下,高電流密度區(qū)容易產(chǎn)生針孔現(xiàn)象。由于無光澤錫鉛的焊錫性比光澤錫鉛好(鍍層含碳量較低),所以現(xiàn)階段很多電鍍廠在流程上,會(huì)設(shè)計(jì)先以無光澤錫鉛打低后,再鍍光澤錫鉛。另外由于未來全球管制鉛金屬的使用,所以目前很多廠商在開發(fā)無鉛制程,有純錫,錫銅,錫鉍,錫銀,鈀等,就功能,成本,安全,加工性等綜合評(píng)比,以錫銅較具有取代性,也是目前較多電鍍廠在試產(chǎn)。 3.硬金鍍液:由于鍍層是作為連接器的導(dǎo)
36、電皮膜用,相對(duì)鍍層的耐磨性及硬度就必須比較優(yōu)良,因而使用硬金系統(tǒng)鍍液(酸性金)。硬金系統(tǒng)有金鈷合金,金鎳合金及金鐵合金。在臺(tái)灣電鍍業(yè)界多半采用金鈷合金(藥水控制較成熟),一般鍍層的金含量在99.799.8%之間,硬度在160210hv之間。目前鍍液系統(tǒng)多半屬于檸檬酸系,磷酸系,有機(jī)磷酸系等,一般會(huì)影響鍍層析出速率及使用電流密度范圍的因素,有金含量,光澤劑,螯合劑,溫度,ph值等,金含量的多少為取決效率的主要因素,但一般都考慮投資成本及帶出的損失,所以業(yè)界是不會(huì)將金含量開得太高的,一般金含量約開在115g/l之間,(有生產(chǎn)速率及投資成本考量而不定)。因此金能使用的電流密度就無法象鎳或錫鉛一樣可以
37、達(dá)到40asd,而僅限于15asd(攪拌良好下)以下,而效率也僅限于60%以下。通常隨著金含量的增加,電鍍效率也隨之上升,所需的各種添加劑也需增加,隨著金含量遞減則反之。隨著溫度的升高,電鍍效率會(huì)提升,但色澤會(huì)漸漸偏紅,若隨著溫度降低,則電鍍效率會(huì)下降,而色澤會(huì)由較黃漸漸變暗,偏綠,一般建議溫度控制在5060。隨著ph值的上升,電鍍效率也隨之上升,但過高即會(huì)造成燒焦(呈粗糙黑褐色),若隨著ph值的下降,則電鍍效率會(huì)下降,甚至過低時(shí),黃金及鹽類極易沉淀下來(ph值低于3以下),若注重效率則建議ph值控制在4.8左右,若注重金色澤較黃控制在4.0左右。光澤劑有分高電流及中低電流用,中低電流光澤劑是
38、用鈷(鈷使用前必須先螯合),而高電流光澤劑則使用吡啶衍生物(多屬專利)。此鍍金溶液在制程中最易也最怕的金屬為鉛,建議在23ppm時(shí),盡快做除鉛處理。 4.純金鍍液:此電鍍是做為電鍍薄金用(flash)或覆蓋厚金用(因純金顏色較黃),但不能做電鍍厚金用(因耐磨性較差)。一般多使用檸檬酸及磷酸混合浴等。此浴可操作的電流密度為30asd,效率約在1020之間。溫度控制在5060度,ph值控制在58之間,故此浴也稱為中性金。由于此浴單純,在未有其他金屬污染下,是極容易操作使用,一般只要控制金含量不提高太多即可(勿超過2g/l),金含量高時(shí),一旦電鍍膜厚稍厚,會(huì)有嚴(yán)重發(fā)紅現(xiàn)象。 5.鈀鎳鍍液:目前此種鍍
39、液仍為氨系鍍?cè)?,由于組成分多為氨水,故在控制上,操作上并不是相當(dāng)成熟。開缸總金屬含量約在3040g/l,電鍍效率隨著金屬濃度成正比。一般ph值約在88.5之間,而電鍍時(shí)隨著氨水的揮發(fā)ph值也跟著下降?,F(xiàn)階段以80%鈀20%鎳合金為主,膜厚約從2050之間。當(dāng)使用高電流密度時(shí),操作條件必須控制的很苛刻,如ph值,金屬含量,鈀鎳比,濾波度,銅污染,鎳表面活化度等,稍有偏差馬上發(fā)生密著不良現(xiàn)象。 表六電鍍類別 鍍層硬度(h) 電流密度 asd ph值 溫度 金屬含量g/l 鎳電鍍 300500 040 3.84.8 5060 90110 錫鉛電鍍 1030 340 - 1825 3070 硬金電鍍
40、130210 015 4.04.8 5060 115 純金電鍍 90120 030 58 5060 0.31.0 鈀鎳電鍍 500600 015 7.58.5 5060 3040 五電鍍流程:連續(xù)端子電鍍的規(guī)格,有全鍍鎳,全鍍錫鉛,全鍍鎳再鍍錫鉛,全鍍鎳再鍍?nèi)兘?,全鍍鎳后再選鍍金及錫鉛,全鍍鎳后再選鍍鈀鎳并覆蓋金及選鍍錫鉛等。下列為一般連續(xù)端子電鍍的基本流程。 放料預(yù)備脫脂水洗電解脫脂(陰或陽)水洗活性化水洗鍍鎳水洗鍍鈀鎳水洗鍍硬金水洗鍍純金水洗鍍錫鉛水洗中和水洗干燥封孔收料 1. 放料;由于連續(xù)端子材料是一卷一卷的,所以放料是呈連續(xù)性的(不間斷)。放料方式有水平式和垂直式。接線方式,一般有
41、采用緩沖接線式,預(yù)先拉出接線式,停機(jī)接線式,連續(xù)接線式,而接點(diǎn)有使用捆線法,鉚釘法,點(diǎn)焊法,熔接法,穿釘法,粘貼法等。放料張力須適中,過大易造成端子變形,如果采用被動(dòng)放料,一般在放料盤會(huì)設(shè)有剎車,以調(diào)節(jié)放料張力,如果是自動(dòng)放料,則張力是最小的,在放料過程中有一重要作業(yè),是層間紙的卷收,若收紙不順會(huì)造成放料紊亂攪雜,致端子變形,甚至帶入脫脂槽而污染脫脂劑。 2. 預(yù)備脫脂:一般業(yè)界有使用堿性脫脂劑加熱處理,溶劑處理,乳化劑處理,電解脫脂劑處理。其中含溶劑的脫脂藥劑除油效果最好,但因環(huán)保問題,漸漸少人使用,現(xiàn)用堿性(含電解)脫脂劑較多,都為固體粉末狀,色澤從白色到黃色到褐色不等,通常配制濃度約為5
42、0100g/l之間。當(dāng)藥液呈渾濁液體狀時(shí),急需更換脫脂劑。液溫控制在4070度,理論上溫度越高脫脂效果越好,但相對(duì)的缺點(diǎn)有耗電,蒸發(fā)快,槽體壽命縮短,對(duì)操作人員健康不良,增加管理負(fù)擔(dān)。而為增加脫脂效果,可加強(qiáng)藥液攪拌(如加大泵循環(huán),鼓風(fēng),超音波等),或加強(qiáng)陰極的攪拌(如快速生產(chǎn),陰極擺動(dòng))效果很好。最近有開發(fā)噴涂式蒸汽脫脂法,是將脫脂劑加熱到沸騰,以蒸汽方式直接噴洗在端子表面,針對(duì)縫隙死角除油效果較傳統(tǒng)方法好,而且也可以大大縮短流程長度。 3. 水洗:一般采用浸洗,噴洗及噴浸洗并用。采用噴洗者多半為現(xiàn)場(chǎng)空間不足而設(shè)計(jì),其缺點(diǎn)為清洗時(shí)間嚴(yán)重不足(特別是用鴨嘴噴口),并且料帶側(cè)邊處往往無法清洗干凈
43、。若現(xiàn)場(chǎng)空間夠用下,建議盡量設(shè)計(jì)浸洗流程(水流攪拌良好),特別是包管式端子一定要用浸洗(如d-type公母端),甚至各流程中應(yīng)該多加使用熱水洗。而水洗的時(shí)間,次數(shù)也因產(chǎn)速,端子結(jié)構(gòu),吹氣能力而有不同的設(shè)計(jì),基本上要達(dá)到清洗干凈為原則,通常都有數(shù)道以上。水質(zhì)一般有用自來水,純水,超純水,最好使用純水或超純水,主要還是考慮到電鍍藥水不被污染,及電鍍完成品表面不殘留水斑,水跡(大面積的端子可能要使用超純水,如銅殼,鐵殼)。水洗的更換頻度依清潔度而異,一般采用連續(xù)排放式,分批式排放。連續(xù)式排放比較浪費(fèi)水資源,但水洗水的干凈一般不必要擔(dān)心。分批式排放比較符合環(huán)保及水資源的利用 ,但在設(shè)計(jì)及管理上必須要花
44、點(diǎn)心思,否則將來也容易造成清洗不干凈及污染藥水等問題。 4. 電解脫脂:此乃使用堿性脫脂劑加熱及通以直流電處理。電鍍業(yè)現(xiàn)使用電解脫脂劑都為固體粉末狀,色澤從白色到黃色到褐色不等,通常配制濃度約為50100g/l之間。當(dāng)藥液呈渾濁液體狀時(shí),急需更換脫脂劑。液溫控制在4070度,理論上溫度越高脫脂效果越好,但相對(duì)的缺點(diǎn)有耗電,蒸發(fā)快,槽體壽命縮短,對(duì)操作人員健康不良,增加管理負(fù)擔(dān)。而為增加脫脂效果,可加強(qiáng)藥液攪拌(如加大泵循環(huán),鼓風(fēng),超音波等),或加強(qiáng)陰極的攪拌(如快速生產(chǎn),陰極擺動(dòng))效果很好,通常后者效果更佳。陰極電解法為一般最常用方法,而陽極電解法多半使用在較不處理的油脂及氧化膜場(chǎng)合,由于陽極
45、電解腐蝕鍍件速度快(特別是黃銅,產(chǎn)速偏低時(shí)應(yīng)注意),故不易控制。通常多半采用陰極電解脫脂法,陽極板使用316不銹鋼。 5. 活性化:在銅合金底材,通常使用稀硫酸,稀鹽酸或市售專利的活化酸。一般配制稀鹽酸及稀硫酸濃度約為510%,而市售活化酸多半為白色細(xì)小粉末狀,配制濃度約為30100g/l之間,處理時(shí)間為數(shù)秒。當(dāng)藥液污染或銅含量增高時(shí)(液體顏色由無色透明變?yōu)榈嗌?,必須更換。未活化前銅合金底材呈暗淡色澤,經(jīng)活化后會(huì)有較光亮的色澤。特別注意,當(dāng)進(jìn)行重鍍時(shí),務(wù)必將活化酸更換新液,因?yàn)榕f的活化酸內(nèi)含有銅離子,一旦產(chǎn)速較慢時(shí)銅離子極容易還原到舊鍍層上,造成外觀不良或密著不良。 6. 鍍鎳:為打底用,
46、有無光澤,半光澤,全光澤。若純粹做全鍍錫鉛的打底,使用無光澤或半光澤即可。若做金電鍍的打底,且客戶要求光澤度之下,可能就必須用到全光澤鎳。但是需要再做折彎等二次加工,建議必須使用半光澤鎳,并嚴(yán)格控管鎳層厚度。一般在流程上都會(huì)有數(shù)道鍍鎳,每個(gè)鍍槽長度最好不要超過兩米(最佳長度在一米左右)。鍍槽間必須設(shè)有水洗,此水洗通?;厥昭a(bǔ)回原鍍液,建議水洗后可不必吹氣,讓回收水自然帶入下一個(gè)鎳槽,即可補(bǔ)水又可省氣。在連續(xù)電鍍流程中,由于時(shí)間甚短,故鎳打底完畢是可以不必再做活化,但是如果流程設(shè)計(jì)過長,又產(chǎn)速太慢時(shí),鎳再活化就有必要。甚至不小心有金屬還原時(shí),還必須再做還原金工程(以稀氰化物洗除)。 7. 鍍金:目
47、前鍍金多半為選鍍規(guī)格,已經(jīng)很少有全鍍(大概只剩閃鍍)。通常若金只鍍flash,建議可使用鍍純金流程,若鍍厚金則建議先使用鍍硬金流程后再鍍純金流程。而厚金槽的長度或數(shù)量及金含量的多少,就依需要的厚度和產(chǎn)速而定。由于金的電極電位很大,很容易置換出來,故電鍍?cè)跓o通電流下,端子不要浸泡在金溶液中,會(huì)造成密著不良,由于金是很貴的原料,故需控制電鍍厚度,電鍍面積及避免損失,所以如何省金便是各家業(yè)者賺錢的技術(shù)了(前提保證品質(zhì))。目前金電鍍法有浸鍍法,刷鍍法,遮鍍法,必須視端子形狀,電鍍規(guī)格,而有其一定的電鍍方法,并非都可以通用。 8. 鍍錫鉛:一般除不易氧化的底材可不必進(jìn)行鎳打底外,通常需先鍍鎳后再鍍錫鉛。
48、而金鍍層與錫鉛鍍層是不能重疊互鍍,原因一是在高溫下錫鉛會(huì)擴(kuò)散到金層之上,使金層外觀變暗,導(dǎo)致伽凡尼的加速腐蝕?,F(xiàn)一般鍍的錫鉛合金是90%錫,10%鉛,一般客戶可允許錫鉛比為905%,主要是考慮到后加工焊接熔點(diǎn)的問題。目前錫鉛大部分采用浸鍍法,若欲鍍?nèi)婊蚓植侩婂?,可調(diào)整定位器。有些少數(shù)特殊場(chǎng)合會(huì)使用刷鍍或遮鍍,但是成本很高(因設(shè)備貴,產(chǎn)速慢)。 9. 中和:因錫鉛電鍍液為強(qiáng)酸,若水洗不良而殘留余酸在錫鉛層表面,會(huì)導(dǎo)致日后加速腐蝕,故用磷酸三鈉或磷酸二鈉來中和。操作溫度在601度左右。濃度約10g/l。現(xiàn)階段有些設(shè)計(jì)考慮在強(qiáng)力水洗部分,故能清洗干凈時(shí),不必中和也是可行的。 10. 干燥:務(wù)必先使
49、用吹氣將鍍件表面水分吹掉,再用熱風(fēng)循環(huán)將鍍件風(fēng)干。一般使用溫度在70100度之間。若鍍件表面的水分沒有吹掉,則不易風(fēng)干或留有水斑。如果產(chǎn)速快,現(xiàn)場(chǎng)空間不足時(shí),建議可以在最后一道水洗前設(shè)置切水流程,可以大大減輕吹氣及風(fēng)干的壓力。 11. 封孔:主要是在電鍍完成后,在電鍍層表面涂上一層透明的有機(jī)膜,而該膜不可以增加電接觸阻抗。其優(yōu)點(diǎn)為延長鍍層壽命(增加抗蝕能力),穩(wěn)定電接觸阻抗,降低拔插力量,防止錫鉛界面線再惡化,提升電鍍重工良率等。封孔劑分為水溶性與油溶性,其中以后者效果較佳。 12. 收料:由于連續(xù)端子材料是一卷一卷的,所以收料是成連續(xù)性9不間斷),收料方式一般有水平式和垂直式。下線方式,一般
50、采用緩沖輪式,落地式或瞬間停機(jī)式。收料可分為傳動(dòng)部分和卷料部分,生產(chǎn)速度完全靠傳動(dòng)來控制,而傳動(dòng)出來的鍍件需靠卷料來包裝。六電鍍?cè)O(shè)備:一般連續(xù)端子電鍍規(guī)格有全面電鍍與局部電鍍。全面電鍍多半為低成本金屬(如銅,鎳,錫鉛,薄金),高成本金屬(貴金屬)或多種規(guī)格電鍍,則都以局部電鍍加工。前者加工法多半為浸鍍法,后者加工則有浸鍍法,遮蔽法,刷鍍法。 表七電鍍法 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適合產(chǎn)品浸鍍法 電鍍?cè)O(shè)備簡單,操作容易,造價(jià)便宜,電鍍效率好 耗用金屬成本較高,電鍍膜厚不均,選擇電鍍位置誤差較大。 全面電鍍,構(gòu)造復(fù)雜或結(jié)構(gòu)較差的端子。遮蔽法 電鍍膜厚均勻,選擇電鍍位置誤差較小,電鍍效率好,耗用金屬成本較低。 電
51、鍍?cè)O(shè)備復(fù)雜,操作困難,造價(jià)昂貴。 構(gòu)造簡單或結(jié)構(gòu)較佳的端子,扁平料板或端子。刷鍍法 耗用金屬成本最少 電鍍效率差,電鍍膜厚不均(擴(kuò)散) 凸?fàn)疃俗?,點(diǎn)狀電鍍,小面積電鍍。以下就是針對(duì)一般連續(xù)鍍端子的電鍍?cè)O(shè)備結(jié)構(gòu)加以解說。 1. 藥水槽體:一般使用的材料有pp,pvc,不銹鋼。若不需要加熱可使用pvc槽,溫度在70以下可使用pp槽,若溫度超過70時(shí)則需使用不銹鋼槽,但是電鍍槽是不可用不銹鋼槽(金屬槽0。在連續(xù)電鍍中,有分母槽與子槽。母槽為裝電鍍藥水用,而子槽為電鍍用。目前子母槽分離,同體,共用三種方式。母槽結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)較單純,只需考慮水流,攪拌,穩(wěn)流,定位,陰陽極距離等因素。 2. 槽體基架:一般有
52、塑膠藥槽的衍生架,角鐵,不銹鋼方管,黑鐵上漆等方式。為考慮強(qiáng)度及耐蝕問題,建議使用不銹鋼方管。 3. 進(jìn)水系統(tǒng):一般有使用純水與自來水。在每個(gè)藥槽,水槽上都設(shè)有進(jìn)水口,以補(bǔ)充水位及清槽之用。為避免水管破漏或人為疏忽,電鍍槽是不設(shè)進(jìn)水裝置的。 4. 排水系統(tǒng):一般排水需先行分類再設(shè)排水系統(tǒng)。以端子連續(xù)電鍍的廢水分類為,酸液,堿液,鎳液,金液,錫鉛液等。而各槽排水管建議用一英寸以上的管子。排水效果較良。一般水洗槽設(shè)單排水閥,而各個(gè)電鍍藥槽則設(shè)雙排水閥,以避免人為疏忽將藥水排掉。各水槽設(shè)溢流管,避免滿水流到它槽。 5. 抽風(fēng)系統(tǒng):電鍍?cè)O(shè)備需有密封(即有上蓋),方有設(shè)抽風(fēng)效果。在主要產(chǎn)生廢氣的藥槽設(shè)立
53、抽風(fēng)口,并可以調(diào)節(jié)抽風(fēng)量。因氣體中含水量極高,故需設(shè)有排水裝置。抽出的氣體也必須作廢氣處理。 6. 電熱系統(tǒng):因藥槽需加熱,故加熱系統(tǒng)很重要。一般加熱系統(tǒng)組成有加熱器,感溫器,液位感應(yīng)器,溫度設(shè)定器,timer,警報(bào)器等。由于顧及安全問題,必須設(shè)有無水自動(dòng)斷電系統(tǒng)。浸泡在藥水中的材質(zhì)以鈦金屬最為長用,但在強(qiáng)堿藥水槽中,則建議使用不銹鋼或是鐵氟龍等材質(zhì)。 7. 冷卻系統(tǒng):一般有直接冷凍法和間接冷凍法。而直接冷凍法是將藥水抽至冷凍機(jī)內(nèi)冷卻,此方法冷凍效果好。間接冷凍法則是在藥水槽內(nèi)排冷卻水管間接冷凍藥水,此法冷凍效果較差,清槽困難。冷凍機(jī)的散熱方式有水冷法(須有冷卻水塔)與氣冷法(風(fēng)扇)。錫鉛藥水
54、若能保持24小時(shí)低溫狀態(tài),藥水比較不會(huì)造成渾濁情形。 8. 電控系統(tǒng):除上述加熱及冷卻系統(tǒng)的電控之外,尚有泵,過濾機(jī),震蕩機(jī),整流器,傳動(dòng),烤箱,鼓風(fēng)機(jī)等的電控,通常都以電源控制箱匯總控制。而整流器與傳動(dòng)是設(shè)定為連動(dòng)裝置。 9. 刮水設(shè)備:在連續(xù)電鍍?cè)O(shè)備中,刮水方法有使用橡膠刮板,毛刷,吹氣,吸水海綿等方法。其中以吹氣法效果最佳,但成本最高,目前吹氣產(chǎn)生方式有空壓機(jī)生成式和鼓風(fēng)機(jī)生成式。端子結(jié)構(gòu)較差(易變形)的不適用毛刷和刮板,矽橡膠刮板適合扁平狀的端子。 10. 干燥系統(tǒng):在電鍍結(jié)束后,端子表面水滴必須除去,否則干燥效果會(huì)很差。一般干燥的烤箱都用heater或ir,并且在熱風(fēng)循環(huán)下干燥??鞠?/p>
55、須有溫度控制裝置。 11. 放料系統(tǒng):一般放料方式有水平式和垂直式。放料區(qū)設(shè)有卷紙裝置,連動(dòng)開關(guān),定位導(dǎo)輪。若生產(chǎn)速度很快時(shí),更要設(shè)有緩沖接線。 12. 收料系統(tǒng):一般收料方式有水平式和垂直式。收料區(qū)須設(shè)有傳動(dòng)裝置(有些特殊的傳動(dòng)裝置不在收料系統(tǒng)內(nèi)),記數(shù)裝置,連動(dòng)開關(guān),收料裝置,紙轉(zhuǎn)盤,定位導(dǎo)輪,若生產(chǎn)速度很快時(shí),更要設(shè)有緩沖接線。 13. 泵過濾機(jī):一般分臥式泵和立式泵,其規(guī)格以hp馬力來區(qū)分,馬力越大,其流量也越大,過濾機(jī)濾心常用規(guī)格為1,5,10,數(shù)越小可過濾的顆粒越小,過濾的效果也就越好。一般建議金槽,鈀鎳槽使用1,而其他的使用5濾心,并且每周定期檢查。過濾時(shí)間越長,效果越好,如能2
56、4小時(shí)過濾最佳。 14. 整流器:目前有可控制硅整流器,電晶整流器,變頻式整流器,脈沖整流器等。因?yàn)橹绷麟姴ǘ葧?huì)影響電流密度范圍,濾波度越小,可操作的電流密度也就越寬,通常濾波度須在3%以下。其中以變頻整流器最佳,濾波度約在0.1%。 15. 定位器:一般使用在藥槽內(nèi)的方法有固定式(全面浸泡時(shí)使用)和調(diào)整式(選鍍或考慮電流分布時(shí)使用),而使用材質(zhì)有耐酸堿和耐熱的塑膠,玻璃,陶瓷等。至于在藥槽之外的定位器則多半使用不銹鋼。 16. 陰陽極:陰(陽)極導(dǎo)電電線規(guī)格為=最大操作電流 /4 *(線數(shù))。如電流為100安培,導(dǎo)線兩條,則導(dǎo)線橫截面至少需要12.5平方毫米以上。陽極有分溶解性陽極和不溶性陽
57、極。溶解性陽極是用在補(bǔ)充(普通金屬電鍍常見),而不溶性陽極都做輔助陽極的用,如鍍鎳時(shí),使用鎳金屬做溶解性陽極,鈦籃為裝鎳金屬用,故為不溶性陽極。貴金屬電鍍通常都使用不溶性陽極,且為導(dǎo)電良好,會(huì)使用貴金屬不溶解性陽極(如白金)。陰極一般指的就是鍍件,但此處所述的陰極為鍍件導(dǎo)電用的陰極導(dǎo)電頭,一般陰極導(dǎo)電頭使用銅合金或不銹鋼材料,必須考慮導(dǎo)電,耐蝕,作業(yè),成本,方可定材料。而陰極導(dǎo)電頭與鍍件接觸需良好,且摩擦越小越好。 17. 攪拌器:為促使電鍍效率,增加電鍍均勻度,提高電流密度,故必須加強(qiáng)攪拌效果。一般有用強(qiáng)水流攪拌,陰極震蕩攪拌,超音波攪拌,空氣攪拌等方式。 表九攪拌方法 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)強(qiáng)水流攪拌
58、 無噪音,穩(wěn)定性好 泵馬力需很大,熱損失大陰極震蕩攪拌 攪拌效果最好,無熱損失 有噪音,穩(wěn)定性不佳超音波攪拌 泵馬力很小,無熱損失 成本高,壽命短,有噪音空氣攪拌 泵馬力很小,穩(wěn)定性好 熱損失最大,有噪音 第五章.電鍍不良對(duì)策鍍層品質(zhì)不良的發(fā)生多半為電鍍條件,電鍍?cè)O(shè)備或電鍍藥水的異常,及人為疏忽所致.通常在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生不良時(shí)比較容易找出原因克服,但電鍍后經(jīng)過一段時(shí)間才發(fā)生不良就比較棘手.然而日后與環(huán)境中的酸氣,氧氣,水分等接觸,加速氧化腐蝕作用也是必須注意的.以下本章將對(duì)電鍍不良的發(fā)生原因及改善的對(duì)策加以探討說明. 1.表面粗糙:指不平整,不光亮的表面,通常成粗白狀 (1)可能發(fā)生的原因: (2)改善對(duì)策: 1.素材表面嚴(yán)重粗糙,鍍層無法覆蓋平整. 1.若為素材嚴(yán)重粗糙,立即停產(chǎn)并通知客戶. 2.金屬傳動(dòng)輪表面粗糙,且壓合過緊,以至于壓傷. 2.若傳動(dòng)輪粗糙,可換備用品使用并檢查壓合緊度. 3.電流密度稍微偏高,部分表面不亮粗糙(尚未燒焦) 3.計(jì)算電流密度是否操作過高,若是應(yīng)降低電流 4.浴溫過低,一般鍍鎳才會(huì)發(fā)生) 4.待清晰度回升再開機(jī),或降低電流,并立即檢查溫控系統(tǒng). 5.ph值過高或過低,一般鍍鎳或鍍金(過低不會(huì))皆會(huì)發(fā)
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