模具表面的電鍍技術(shù)

1、模具表面的電鍍技術(shù) 電鍍的基本原理電鍍的基本原理 電鍍技術(shù)是一種用電化學(xué)方法在基體（金屬或電鍍技術(shù)是一種用電化學(xué)方法在基體（金屬或非金屬）表面沉積金屬或金屬化處理的技術(shù)。它能非金屬）表面沉積金屬或金屬化處理的技術(shù)。它能使均勻溶解在溶液中的金屬離子，有序地在溶液使均勻溶解在溶液中的金屬離子，有序地在溶液（即鍍液）中和基體表面接觸獲得電子、還原成金（即鍍液）中和基體表面接觸獲得電子、還原成金屬金屬原子并沉積在基體表面，形成宏觀金屬層屬金屬原子并沉積在基體表面，形成宏觀金屬層鍍層。它是物理和化學(xué)的變化或結(jié)合。鍍層。它是物理和化學(xué)的變化或結(jié)合。電鍍金屬的種類(lèi)v電鍍金屬的種類(lèi)約有30多種，其中應(yīng)用較廣的

2、有鍍鋅，鎘，銅，鎳，銀，錫，金，鐵，鈷，鉛，銻，鉑，鈦，鐒等十多種。除單金屬鍍層外，還有很多合金鍍層，例如鍍銅錫，銅鋅，銅鎳，鎳鐵，鉛錫，鋅錫，鋅鐵，鋅鎳，銅鎘，鋅鎘，錫鐵，錫鈷，鎢鐵等電鍍層的分類(lèi)v電鍍的目的是改善材料的外觀，提高材料的各種物理化學(xué)性能，賦予材料表面特殊的耐腐蝕性、耐磨性、裝飾性、焊接性及電、磁、光學(xué)性能等。鍍層使用性能v防護(hù)性鍍層，例如鋅、鋅防護(hù)性鍍層，例如鋅、鋅-鎳、鎳、鎘、錫等鍍層，作為耐鎳、鎳、鎘、錫等鍍層，作為耐大氣及各種腐蝕環(huán)境的防腐蝕鍍層。大氣及各種腐蝕環(huán)境的防腐蝕鍍層。v防護(hù)防護(hù)-裝飾性鍍層，例如裝飾性鍍層，例如Cu-Ni-Cr鍍層等，既有裝飾性，又鍍層等，既

3、有裝飾性，又有防護(hù)性。有防護(hù)性。v裝飾性鍍層，例如裝飾性鍍層，例如Au及及Cu-Zn仿金鍍層、黑鉻、黑鎳鍍層仿金鍍層、黑鉻、黑鎳鍍層等。等。v耐磨和減磨鍍層，例如硬鉻、松孔鍍、耐磨和減磨鍍層，例如硬鉻、松孔鍍、Ni-SiC、Ni-石墨、石墨、Ni-PTFE復(fù)合鍍層等。復(fù)合鍍層等。v電性能鍍層，例如電性能鍍層，例如Au、Ag鍍層等，既有高的導(dǎo)電率，又可鍍層等，既有高的導(dǎo)電率，又可以防氧化，避免增加接觸電阻。以防氧化，避免增加接觸電阻。v磁性能鍍層，例如軟磁性能鍍層有磁性能鍍層，例如軟磁性能鍍層有Ni-Fe、Fe-Co鍍層；硬鍍層；硬磁性能有磁性能有Co-P、Co-Ni、Co-Ni-P等。等。v可

4、焊性鍍層，例如可焊性鍍層，例如Sn-Pb、Cu、Sn、Ag等鍍層，可改善元等鍍層，可改善元件可焊性，在電子工業(yè)中廣泛應(yīng)用。件可焊性，在電子工業(yè)中廣泛應(yīng)用。v耐熱鍍層，例如耐熱鍍層，例如Ni-W、Ni、Cr鍍層，熔點(diǎn)高，耐高溫。鍍層，熔點(diǎn)高，耐高溫。v修復(fù)用鍍層，一些造價(jià)較高的易磨損件，或加工超差件，采修復(fù)用鍍層，一些造價(jià)較高的易磨損件，或加工超差件，采用電鍍修復(fù)尺寸，可節(jié)約成本，延長(zhǎng)使用壽命，例如可電鍍用電鍍修復(fù)尺寸，可節(jié)約成本，延長(zhǎng)使用壽命，例如可電鍍Ni、Cr、Fe層進(jìn)行修復(fù)。層進(jìn)行修復(fù)。v若按鍍層與基體金屬之間的電化學(xué)性質(zhì)分類(lèi)，可分為陽(yáng)極性鍍層和陰極性鍍層。凡鍍層相對(duì)于基體金屬的電位為負(fù)

5、時(shí)，鍍層是陽(yáng)極，稱(chēng)陽(yáng)極鍍層，如鋼上的鍍鋅層；當(dāng)鍍層相對(duì)于基體金屬的電位為正時(shí)，鍍層呈陰極，稱(chēng)為陰極鍍層，如鋼上的鍍鎳層、鍍錫層等。 鍍鋅鋼例子：鍍鋅鋼例子：熱鍍鋅管熱鍍鋅管是使熔融金屬與鐵基體反應(yīng)而產(chǎn)生合金層，從而使基體和鍍層二者是使熔融金屬與鐵基體反應(yīng)而產(chǎn)生合金層，從而使基體和鍍層二者相結(jié)合。相結(jié)合。熱鍍鋅熱鍍鋅是先將鋼管進(jìn)行酸洗，為了去除鋼管表面的是先將鋼管進(jìn)行酸洗，為了去除鋼管表面的氧化鐵氧化鐵，酸洗后，通過(guò)氯化銨，酸洗后，通過(guò)氯化銨或氯化鋅水溶液或氯化銨和氯化鋅混合水溶液槽中進(jìn)行清洗，然后送入熱浸鍍槽中。熱鍍或氯化鋅水溶液或氯化銨和氯化鋅混合水溶液槽中進(jìn)行清洗，然后送入熱浸鍍槽中。熱鍍

6、鋅具有鍍層均勻，附著力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。熱鍍鋅鋼管基體與熔融的鍍液發(fā)生復(fù)雜鋅具有鍍層均勻，附著力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。熱鍍鋅鋼管基體與熔融的鍍液發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)，形成耐腐蝕的結(jié)構(gòu)緊密的鋅一鐵合金層。合金層與純鋅層、鋼管基體的物理、化學(xué)反應(yīng)，形成耐腐蝕的結(jié)構(gòu)緊密的鋅一鐵合金層。合金層與純鋅層、鋼管基體融為一體。故其耐腐蝕能力強(qiáng)。融為一體。故其耐腐蝕能力強(qiáng)。槽鍍的基本原理v槽鍍是指在直流電的作用下，電解液中的金屬離子還原，并沉積到零件表面形成有一定性能的金屬鍍層的過(guò)程。電解液主要是水溶液，也有有機(jī)溶液和熔融鹽。 當(dāng)直流電通過(guò)兩電極及兩極間含金屬離子的電解液時(shí)，金屬離子在陰極上還原沉積成

7、鍍層，而陽(yáng)極氧化將金屬轉(zhuǎn)移為離子。以鍍鎳為例：將金屬制件浸在金屬鹽（NiSO4）的溶液中作為陰極，金屬鎳板作為陽(yáng)極，接通直流電源后在制件上就會(huì)沉積出金屬鍍鎳層。槽鍍的常見(jiàn)材料v【基底材料】能與其表面上沉積金屬或形成膜層的材料?！净撞牧稀磕芘c其表面上沉積金屬或形成膜層的材料。v【添加劑】鍍液中含有改進(jìn)溶液的電化學(xué)性能或改善鍍層質(zhì)量的少量添【添加劑】鍍液中含有改進(jìn)溶液的電化學(xué)性能或改善鍍層質(zhì)量的少量添加物。使鍍層產(chǎn)生光澤的稱(chēng)光亮劑；使鍍層得到整平的稱(chēng)整平劑；使電加物。使鍍層產(chǎn)生光澤的稱(chēng)光亮劑；使鍍層得到整平的稱(chēng)整平劑；使電解液穩(wěn)定的稱(chēng)穩(wěn)定劑。添加劑對(duì)陰極極化過(guò)程的影響，有兩種觀點(diǎn)。一解液穩(wěn)定的稱(chēng)

8、穩(wěn)定劑。添加劑對(duì)陰極極化過(guò)程的影響，有兩種觀點(diǎn)。一種吸附理論認(rèn)為有些添加劑具有表面活性作用，能吸附在電極的表面阻種吸附理論認(rèn)為有些添加劑具有表面活性作用，能吸附在電極的表面阻礙金屬的析出，提高了陰極極化作用改善鍍層質(zhì)量；一種理論認(rèn)為添加礙金屬的析出，提高了陰極極化作用改善鍍層質(zhì)量；一種理論認(rèn)為添加劑在電解液中形成膠體，吸附了放電金屬離子，構(gòu)成膠體劑在電解液中形成膠體，吸附了放電金屬離子，構(gòu)成膠體金屬離子型金屬離子型的絡(luò)合物，使陰極極化作用增大，膠體與金屬離子結(jié)合牢固阻礙了金屬的絡(luò)合物，使陰極極化作用增大，膠體與金屬離子結(jié)合牢固阻礙了金屬離子的放電。離子的放電。v【表面活性劑】即表面潤(rùn)濕劑。處理

9、溶液在添加量低的情況下，也能顯【表面活性劑】即表面潤(rùn)濕劑。處理溶液在添加量低的情況下，也能顯著降低界面張力的物質(zhì)。為減少各類(lèi)處理溶液對(duì)基板表面的張力，按照著降低界面張力的物質(zhì)。為減少各類(lèi)處理溶液對(duì)基板表面的張力，按照溶液的特性添加一定量的表面活性劑。溶液的特性添加一定量的表面活性劑。v【表面活化劑】分子內(nèi)親水基和親油基化合物，兩界面相吸附，界面自【表面活化劑】分子內(nèi)親水基和親油基化合物，兩界面相吸附，界面自由能降低。油在水中被乳化生成可溶性化合物。由能降低。油在水中被乳化生成可溶性化合物。v【潤(rùn)濕劑】能降低制件表面與溶液間界面張力，使制件表面【潤(rùn)濕劑】能降低制件表面與溶液間界面張力，使制件表面

10、易于被溶液潤(rùn)濕的物質(zhì)。電路板微孔鍍覆中的各種處理溶液易于被溶液潤(rùn)濕的物質(zhì)。電路板微孔鍍覆中的各種處理溶液大部分要添加潤(rùn)濕劑，使孔壁絕緣材料的表面具有對(duì)液體的大部分要添加潤(rùn)濕劑，使孔壁絕緣材料的表面具有對(duì)液體的親和力，使處理液很易潤(rùn)濕孔壁的表面，增加與溶液充分接親和力，使處理液很易潤(rùn)濕孔壁的表面，增加與溶液充分接觸。觸。v【導(dǎo)電鹽】提高電鍍?nèi)芤簩?dǎo)電性，添加一定數(shù)量的鹽類(lèi)。鍍【導(dǎo)電鹽】提高電鍍?nèi)芤簩?dǎo)電性，添加一定數(shù)量的鹽類(lèi)。鍍金電解液中所添加的有機(jī)鹽類(lèi)。金電解液中所添加的有機(jī)鹽類(lèi)。v【去離子水】電鍍【去離子水】電鍍/ /化學(xué)鍍?nèi)芤?，或配制或調(diào)整，或工件需化學(xué)鍍?nèi)芤?，或配制或調(diào)整，或工件需要特別清洗

11、，使用經(jīng)過(guò)陰陽(yáng)兩種離子交換的樹(shù)脂處理，將其要特別清洗，使用經(jīng)過(guò)陰陽(yáng)兩種離子交換的樹(shù)脂處理，將其水中存在的各種離子予以吸附除去，獲得純度極高的水。水中存在的各種離子予以吸附除去，獲得純度極高的水。v【活性炭】由木質(zhì)粉末燒制成粒度極細(xì)的木炭粉，呈多孔結(jié)【活性炭】由木質(zhì)粉末燒制成粒度極細(xì)的木炭粉，呈多孔結(jié)構(gòu)具有極大的表面積，有高的吸附性能，能吸附大量的有機(jī)構(gòu)具有極大的表面積，有高的吸附性能，能吸附大量的有機(jī)物。用于清除電鍍液的有機(jī)雜質(zhì)，有粉狀和顆粒狀兩種類(lèi)型。物。用于清除電鍍液的有機(jī)雜質(zhì)，有粉狀和顆粒狀兩種類(lèi)型。常見(jiàn)的槽鍍種類(lèi)常見(jiàn)的槽鍍種類(lèi)v鍍鋅：鋼鐵零件上鍍鋅主要作用是防腐蝕鍍鋅：鋼鐵零件上鍍鋅主

12、要作用是防腐蝕,用量占全部電鍍用量占全部電鍍零件的零件的1/3至至1/2是所有電鍍品種中產(chǎn)量最大的一個(gè)鍍種。是所有電鍍品種中產(chǎn)量最大的一個(gè)鍍種。鍍鋅具有成本低、抗蝕性好、美觀和耐貯存等優(yōu)點(diǎn)，在輕工、鍍鋅具有成本低、抗蝕性好、美觀和耐貯存等優(yōu)點(diǎn)，在輕工、機(jī)電、農(nóng)機(jī)和國(guó)防等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。機(jī)電、農(nóng)機(jī)和國(guó)防等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。v鍍鎘：鋼鐵零件上鍍鎘鍍鎘：鋼鐵零件上鍍鎘,在海洋和濕熱大氣環(huán)境中在海洋和濕熱大氣環(huán)境中其保護(hù)其保護(hù)性能比鋅好性能比鋅好航空、航海及電子工業(yè)中的零件大多采用鍍鎘。航空、航海及電子工業(yè)中的零件大多采用鍍鎘。但鎘鹽有毒但鎘鹽有毒且對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重且對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重使鍍鎘的應(yīng)用受到

13、限制。使鍍鎘的應(yīng)用受到限制。v鍍錫：錫的腐蝕產(chǎn)物對(duì)人類(lèi)無(wú)害鍍錫：錫的腐蝕產(chǎn)物對(duì)人類(lèi)無(wú)害且易于釬焊，鍍錫廣泛用且易于釬焊，鍍錫廣泛用于食品罐頭包裝制品、飲具、餐具及電子工業(yè)中很多需要釬于食品罐頭包裝制品、飲具、餐具及電子工業(yè)中很多需要釬焊的零件焊的零件 v鍍鉻：鍍鉻： 鉻在大氣中能長(zhǎng)久保持光澤，在堿液、硝酸、硫酸及許多有鉻在大氣中能長(zhǎng)久保持光澤，在堿液、硝酸、硫酸及許多有機(jī)酸中不發(fā)生反應(yīng)，鍍鉻層有很高的硬度和優(yōu)良的耐磨性及機(jī)酸中不發(fā)生反應(yīng)，鍍鉻層有很高的硬度和優(yōu)良的耐磨性及較低的摩擦系數(shù)，故鍍鉻常用于防護(hù)裝飾性鍍層，防止基體較低的摩擦系數(shù)，故鍍鉻常用于防護(hù)裝飾性鍍層，防止基體金屬生銹和美化外觀，

14、也常用于提高制品的耐磨性或修復(fù)磨金屬生銹和美化外觀，也常用于提高制品的耐磨性或修復(fù)磨損。損。v鍍銅：鍍銅： 鍍銅常作為其他鍍層的中間層，以提高表面鍍層和基體金屬鍍銅常作為其他鍍層的中間層，以提高表面鍍層和基體金屬的結(jié)合力。在電力工業(yè)中，也可用鐵絲鍍厚銅來(lái)代替純銅導(dǎo)的結(jié)合力。在電力工業(yè)中，也可用鐵絲鍍厚銅來(lái)代替純銅導(dǎo)線，以減少銅的耗用量。線，以減少銅的耗用量。v鍍鎳：鍍鎳： 鍍鎳的應(yīng)用面很廣，可用于防護(hù)裝飾性和前者主要用于自行鍍鎳的應(yīng)用面很廣，可用于防護(hù)裝飾性和前者主要用于自行車(chē)、鐘表、家用電器、五金產(chǎn)品、汽車(chē)、照相機(jī)等零件的防車(chē)、鐘表、家用電器、五金產(chǎn)品、汽車(chē)、照相機(jī)等零件的防護(hù)裝飾性鍍層護(hù)裝

15、飾性鍍層,后者主要用于易磨損產(chǎn)品的修復(fù)電鍍后者主要用于易磨損產(chǎn)品的修復(fù)電鍍.槽鍍的條件槽鍍的條件v1電流密度電流密度(鍍液特性，鍍件結(jié)構(gòu)鍍液特性，鍍件結(jié)構(gòu))v2電鍍位置電鍍位置(陰陽(yáng)極相對(duì)距離、位置陰陽(yáng)極相對(duì)距離、位置)v3攪拌狀況攪拌狀況(速度速度穩(wěn)定度穩(wěn)定度)?v4電流波形電流波形(濾波度濾波度,PR,脈波等脈波等)v5陽(yáng)極陽(yáng)極(可溶性可溶性, 不可溶性不可溶性,輔助性輔助性)v6鍍液溫度鍍液溫度(Au-50 ,Ni-55 ,SnPb-20)v7PH值值(酸性酸性, 中性中性,堿性堿性)v8比重比重(粘度粘度導(dǎo)電度導(dǎo)電度)v9鍍液組成分為鍍液組成分為(金屬離子含量、比例等金屬離子含量、比例

16、等 金屬離子以一定的電流密度進(jìn)行陰極還原時(shí)，原則上，只金屬離子以一定的電流密度進(jìn)行陰極還原時(shí)，原則上，只要電極電位足夠負(fù)，任何金屬離子都可能在陰極上還原，實(shí)要電極電位足夠負(fù)，任何金屬離子都可能在陰極上還原，實(shí)現(xiàn)電沉積。但由于水溶液中有氫離子、水分子及多種其他離現(xiàn)電沉積。但由于水溶液中有氫離子、水分子及多種其他離子，使得一些還原電位很負(fù)的金屬離子實(shí)際上不可能實(shí)現(xiàn)沉子，使得一些還原電位很負(fù)的金屬離子實(shí)際上不可能實(shí)現(xiàn)沉積過(guò)程。所以金屬離子在水溶液中能否還原，不僅決定于其積過(guò)程。所以金屬離子在水溶液中能否還原，不僅決定于其本身的電化學(xué)性質(zhì)，還決定于金屬的還原電位與氫還原電位本身的電化學(xué)性質(zhì)，還決定于金

17、屬的還原電位與氫還原電位的相對(duì)大小。的相對(duì)大小。 電鍍層的質(zhì)量除了取決于鍍層本身的本性外，還受到鍍液、電鍍層的質(zhì)量除了取決于鍍層本身的本性外，還受到鍍液、電鍍規(guī)范、基本金屬及前處理工藝等的影響。電鍍規(guī)范、基本金屬及前處理工藝等的影響。 所以要獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良的鍍層，還應(yīng)有合理的鍍液組成和合所以要獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良的鍍層，還應(yīng)有合理的鍍液組成和合理的工藝控制。理的工藝控制。電鍍合金為什么要用合金鍍層？為什么要用合金鍍層？v對(duì)鍍層性能上的高要求對(duì)鍍層性能上的高要求v品種遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單金屬品種遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單金屬v特殊的物理性能、化學(xué)性能、機(jī)械性能，使特殊的物理性能、化學(xué)性能、機(jī)械性能，使合金鍍層在各方面優(yōu)于單金屬鍍層

18、合金鍍層在各方面優(yōu)于單金屬鍍層優(yōu)勢(shì)方面優(yōu)勢(shì)方面v抗腐蝕性抗腐蝕性v硬度硬度v耐磨、減摩性能耐磨、減摩性能v耐高溫性能耐高溫性能v彈性彈性v焊接性焊接性v外觀外觀電鍍合金的應(yīng)用和分類(lèi)電鍍合金的應(yīng)用和分類(lèi)230種，生產(chǎn)種，生產(chǎn)30多種多種Cu-ZnCu-SnNi-FeNi-CoZn-NiZn-SnSn-NiPb-SnCd-TiAu-CoAu-NiPb-InPb-Sn-Cu電鍍合金的特點(diǎn)電鍍合金的特點(diǎn)電鍍合金與熱熔性合金相比電鍍合金與熱熔性合金相比:v容易獲得高熔點(diǎn)和低熔點(diǎn)金屬組成的合金容易獲得高熔點(diǎn)和低熔點(diǎn)金屬組成的合金v可獲得熱熔相圖所沒(méi)有的合金可獲得熱熔相圖所沒(méi)有的合金v在相同合金成分下，電鍍

19、合金與熱熔合金相在相同合金成分下，電鍍合金與熱熔合金相比，硬度高，延展性差比，硬度高，延展性差v容易獲得組織致密，性能優(yōu)異的非晶態(tài)合金容易獲得組織致密，性能優(yōu)異的非晶態(tài)合金電鍍合金鍍層與單金屬鍍層相比電鍍合金鍍層與單金屬鍍層相比v能獲得單一金屬所沒(méi)有的特殊物理性能，如能獲得單一金屬所沒(méi)有的特殊物理性能，如導(dǎo)磁性，減摩性（自潤(rùn)滑性），釬焊性導(dǎo)磁性，減摩性（自潤(rùn)滑性），釬焊性v合金鍍層結(jié)晶更細(xì)致，鍍層更平整光亮合金鍍層結(jié)晶更細(xì)致，鍍層更平整光亮v可獲得非晶態(tài)結(jié)構(gòu)鍍層可獲得非晶態(tài)結(jié)構(gòu)鍍層v合金鍍層可具備比組成他們的單金屬更耐磨、合金鍍層可具備比組成他們的單金屬更耐磨、耐蝕、更耐高溫，并有更高硬度和強(qiáng)

20、度，但耐蝕、更耐高溫，并有更高硬度和強(qiáng)度，但延展性和韌性通常有所降低延展性和韌性通常有所降低v不能從水溶液中單獨(dú)電鍍的不能從水溶液中單獨(dú)電鍍的W、Mo、Ti、V等金屬可與鐵族金屬等金屬可與鐵族金屬Fe、Co、Ni實(shí)現(xiàn)共實(shí)現(xiàn)共沉積沉積v能獲得單一金屬得不到的外觀，通過(guò)成分能獲得單一金屬得不到的外觀，通過(guò)成分設(shè)計(jì)和工藝控制可得到不同色調(diào)的合金鍍?cè)O(shè)計(jì)和工藝控制可得到不同色調(diào)的合金鍍層，具有更好的裝飾效果層，具有更好的裝飾效果硫酸鹽鍍硫酸鹽鍍Co-NiCo：-0.277VNi： -0.246V1、電解液中金屬離子濃度的影響、電解液中金屬離子濃度的影響 (包括金屬離子濃度和金屬離子總濃度包括金屬離子濃度

21、和金屬離子總濃度)2、配位劑濃度的影響：、配位劑濃度的影響：?jiǎn)我慌湮粍呵杌凕S銅；酸性氟化物鍍單一配位劑：氰化鍍黃銅；酸性氟化物鍍Sn-Ni混合配位劑：堿性氰化物鍍混合配位劑：堿性氰化物鍍Cu-Sn3、添加劑的影響、添加劑的影響 添加劑與配位劑相比，其影響要小得多添加劑與配位劑相比，其影響要小得多 添加劑含量達(dá)到一定值后，鍍層組成可基本不變添加劑含量達(dá)到一定值后，鍍層組成可基本不變 添加劑通常對(duì)簡(jiǎn)單鹽鍍液有明顯影響添加劑通常對(duì)簡(jiǎn)單鹽鍍液有明顯影響 添加劑對(duì)合金成分的影響常有選擇性添加劑對(duì)合金成分的影響常有選擇性三、在合金共沉積理論中的陰極極化曲線三、在合金共沉積理論中的陰極極化曲線氰化物鍍液

22、電沉積氰化物鍍液電沉積Ag-Zn合金極化曲線合金極化曲線氰化物鍍液電沉積氰化物鍍液電沉積Ag-Cd合金極化曲線合金極化曲線金屬共沉積的條件金屬共沉積的條件1、條件、條件 合金中的兩種金屬至少有一種金屬能單獨(dú)合金中的兩種金屬至少有一種金屬能單獨(dú)從其水溶液中電沉積出來(lái)從其水溶液中電沉積出來(lái) 金屬共沉積的基本條件是兩種金屬的析出金屬共沉積的基本條件是兩種金屬的析出電位要十分接近或相等電位要十分接近或相等v 通常將金屬在陰極表面開(kāi)通常將金屬在陰極表面開(kāi)始析出時(shí)的電位稱(chēng)為該金屬的析出電位，也始析出時(shí)的電位稱(chēng)為該金屬的析出電位，也稱(chēng)沉積電位。稱(chēng)沉積電位。 金屬的析出電位金屬的析出電位：2、實(shí)現(xiàn)共沉積通常采

23、取的措施、實(shí)現(xiàn)共沉積通常采取的措施電刷度 定義：電刷鍍是在被鍍零件表面局部快速電沉積金屬鍍層的技術(shù)，也稱(chēng)選擇電鍍、筆鍍、涂鍍、擦鍍、無(wú)槽鍍等。v 本質(zhì)：依靠一個(gè)與陽(yáng)極接觸的墊或刷提供電鍍需要的電解液的一種電鍍形式。電刷度的原理及特點(diǎn)電刷度的原理及特點(diǎn) 電刷鍍的工作原理：電刷鍍的工作原理： 電刷鍍的工作原理示意圖。電刷電刷鍍的工作原理示意圖。電刷鍍時(shí)，工件與專(zhuān)用直流電源的負(fù)鍍時(shí)，工件與專(zhuān)用直流電源的負(fù)極連接，刷鍍筆與電源正極連接。極連接，刷鍍筆與電源正極連接。刷鍍筆上的陽(yáng)極包裹著棉花和棉刷鍍筆上的陽(yáng)極包裹著棉花和棉紗布，蘸上電刷鍍專(zhuān)用的電解液，紗布，蘸上電刷鍍專(zhuān)用的電解液，與工件待鍍表面接觸并相

24、對(duì)運(yùn)動(dòng)。與工件待鍍表面接觸并相對(duì)運(yùn)動(dòng)。接通電源后，電解液中的金屬離接通電源后，電解液中的金屬離子在電場(chǎng)作用下向工件表面遷移，子在電場(chǎng)作用下向工件表面遷移，從工件表面獲得電子后還原成金從工件表面獲得電子后還原成金屬離子，結(jié)晶沉積在工件表面上屬離子，結(jié)晶沉積在工件表面上形成金屬鍍層。隨著時(shí)間延長(zhǎng)，形成金屬鍍層。隨著時(shí)間延長(zhǎng)，鍍層逐漸增厚。鍍液可不斷的蘸鍍層逐漸增厚。鍍液可不斷的蘸用，也可用注射管、液壓泵不斷用，也可用注射管、液壓泵不斷地滴入。地滴入。優(yōu)點(diǎn)：v設(shè)備簡(jiǎn)單，攜帶方便，不須要大的鍍槽設(shè)備。v工藝簡(jiǎn)單，操作方便，凡鍍筆能觸及到的地方均可電鍍。v鍍層種類(lèi)多，與基體材料的結(jié)合力強(qiáng)，力學(xué)性能好。v

25、沉積速度快，生產(chǎn)效率高，操作安全，對(duì)環(huán)境污染小。缺點(diǎn)：v勞動(dòng)強(qiáng)度大v消耗鍍液較多v消耗陽(yáng)極包纏材料?；瘜W(xué)鍍 化學(xué)鍍是在無(wú)電流通過(guò)(無(wú)外界動(dòng)力)時(shí)借助還原劑在同一溶液中發(fā)生氧化還原作用，從而使金屬離子還原沉積在自催化表面表面上的一種鍍覆方法?；瘜W(xué)鍍與電鍍的區(qū)別在于不需要外加直流電源，無(wú)外電流通過(guò)，故又稱(chēng)為無(wú)電解鍍。所以化學(xué)鍍可以敘述為一種用以沉積金屬的、可控制的、自催化的化學(xué)還原過(guò)程 。其基本原理是被鍍件浸入鍍液中，化學(xué)還原劑在溶液中提供電子使金屬離子還原沉積在鍍件表面?；瘜W(xué)鍍的條件1、鍍液中的還原劑的還原電位要顯著低于沉積金屬電位，使金屬有可能在基材上被還原而沉積出來(lái)。2、配好的鍍液不產(chǎn)生自發(fā)

26、分解，當(dāng)與催化表面結(jié)觸時(shí)，才發(fā)生金屬沉積過(guò)程。3、調(diào)節(jié)溶液的PH值、溫度時(shí)，可以控制金屬的還原速率，從而調(diào)節(jié)鍍覆速率。4、被還原析出的金屬也具有催化活性，這樣氧化還原沉積過(guò)程才能持續(xù)進(jìn)行，鍍層連續(xù)增厚5、反應(yīng)生成物不妨礙鍍覆過(guò)程的正常進(jìn)行，即溶液有足夠的使用壽命化學(xué)鍍的特點(diǎn)v(1)可以在由金屬、半導(dǎo)體和非導(dǎo)體等各種材料制成的零件上鍍覆金屬；v(2)無(wú)論零件的幾何形狀如何復(fù)雜，凡能接觸到溶液的地方都能獲得厚度均勻的鍍層，化學(xué)鍍?nèi)芤旱姆稚⒛芰?yōu)異，不受零件外形復(fù)雜程度的限制，無(wú)明顯的邊緣效應(yīng)，因此特別適合于復(fù)雜零件、管件內(nèi)壁、盲孔件的鍍覆；v(3)對(duì)于自催化的化學(xué)鍍來(lái)說(shuō)，可以獲得較大厚度的鍍層，甚

27、至可以電鑄；v(4)工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，無(wú)需電源、輸電系統(tǒng)及輔助電極，操作簡(jiǎn)便；v(5)鍍層致密，孔隙少；v(6)化學(xué)鍍必須在自催化活性的表面施鍍，其結(jié)合力優(yōu)于電鍍層；v(7)鍍層往往具有特殊的化學(xué)、力學(xué)或磁性能。復(fù)合鍍v復(fù)合鍍是將固體微粒子加入鍍液中與金屬或合金共沉積，形成一種金屬基的表面復(fù)合材料的過(guò)程。鍍層中，固體微粒均勻彌散地分布在基體中，故又稱(chēng)為分散鍍或彌散鍍。復(fù)合鍍層的沉積機(jī)理v固體微粒先經(jīng)過(guò)消除雜質(zhì)、潤(rùn)濕處理和表面活性劑處理后，加入鍍液，形成均勻的懸浮液。分散粒子會(huì)吸附表面活性劑和鍍液中的各種離子，包括將被沉積的金屬離子。當(dāng)微粒子表面凈吸附結(jié)果是正離子占優(yōu)勢(shì)時(shí)，即粒子表面帶正電荷后，才有

28、可能與金屬離子共沉積形成復(fù)合鍍層。共沉積步驟v1、在電場(chǎng)作用下，帶正電荷的微粒子有向陰極靠近的傾向，但固體微粒的電泳速度與攪拌形成的運(yùn)動(dòng)相比是微弱的v2、在攪拌的作用下，微粒子被帶到陰極表面，與陰極表面碰撞并被陰極表面俘獲v3、在電場(chǎng)的作用下微粒吸附在陰極表面上，這是一種弱吸附。在靜電場(chǎng)力的作用下，粒子脫去水化膜，與陰極表面直接緊密接觸，形成化學(xué)吸附的強(qiáng)吸附。未形成強(qiáng)吸附的粒子在液流沖擊下又會(huì)脫附離開(kāi)陰極。吸附與脫吸附處于動(dòng)態(tài)平衡v4、微粒吸附的金屬離子及未被吸附的金屬離子及未被吸附的金屬離子在陰極上放電沉積進(jìn)入晶格，固體微粒子被沉積金屬埋沒(méi)而鑲嵌在鍍層中，形成金屬/固體微粒復(fù)合鍍層。微粒被沉

29、積金屬掩埋固定所需時(shí)間越短，微粒沉積量就越大。v1）耐磨復(fù)合鍍層：耐磨復(fù)合層主要是復(fù)合高硬度的顆粒，如 1.鎳基復(fù)合鍍膜：鎳基復(fù)合鍍層所采用的鍍液一般稱(chēng)為Watts鍍液，它比氨基磺酸鹽鍍液更為流行。復(fù)合鍍層的耐磨行為依賴于微粒的尺寸、形狀、體積含量及基質(zhì)的磨損特性，晶格結(jié)構(gòu)、摩擦副間的互溶度、硬度等對(duì)復(fù)合鍍層的磨損行為也有重要影響。2322,AlO TiO SiO WCTiC 人造金剛石等 2.鈷基復(fù)合鍍層：鈷的晶體結(jié)構(gòu)為密排六方結(jié)構(gòu)，且具有良好的耐磨和摩擦性能，因此由硬質(zhì)微粒增強(qiáng)的鈷基復(fù)合鍍層具有良好的耐磨性。 3.鉻基復(fù)合鍍層：鉻具有良好的耐磨、抗氧化性，因而是一種引人注目的金屬基質(zhì)。 4.其他金屬基復(fù)合鍍層：如銅基復(fù)合鍍層等。2)減摩復(fù)合鍍層v 在高溫、高速和低壓、高壓環(huán)境下工作的機(jī)