電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)課件

1、電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)2022/7/28電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)前言 本資料主要從電鍍基本原理和設(shè)備構(gòu)造著手，通過對(duì)電鍍原理和設(shè)備構(gòu)造的簡單講解，使大家對(duì)電鍍相關(guān)知識(shí)有初步的了解。對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)及流程進(jìn)行說明，同時(shí)將各部品的結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行講解，并指出可能影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要結(jié)構(gòu)及動(dòng)作部分。為生產(chǎn)中更好地理解并控制重要品質(zhì)項(xiàng)目提供幫助。 2022/7/282電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)目錄1、電鍍簡介 - 42、電鍍原理及基礎(chǔ) - 83、連續(xù)電鍍設(shè)備分析 - 164、特殊結(jié)構(gòu)解析 - 205、電控系統(tǒng) - 402022/7/283電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)1、 電鍍簡介2、 電鍍原理及基礎(chǔ)3、 連續(xù)電鍍設(shè)備分

2、析4、 特殊結(jié)構(gòu)解析5、 電控系統(tǒng)返回2022/7/284電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)1、 電鍍簡介1.1 電鍍的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.2 電鍍分類1、行業(yè)簡介2022/7/285電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)1.1、電鍍的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢：1、行業(yè)簡介電鍍隸屬于表面處理技術(shù)領(lǐng)域，在金屬精飾中按噸位計(jì)占加工的首位。電鍍的發(fā)展分三個(gè)時(shí)期：第一個(gè)時(shí)期是為了改善光澤或耐蝕性。第二個(gè)時(shí)期是因?yàn)閯诹Σ蛔愣~向省力化、自動(dòng)化。第三個(gè)時(shí)期為減輕公害時(shí)期，以拓展自身的生存空間我國近代電鍍行業(yè)發(fā)展較快，從業(yè)人員增多。但現(xiàn)有的電鍍技術(shù)、設(shè)備及相關(guān)技術(shù)多是從歐洲、臺(tái)灣引進(jìn)；自主研發(fā)能力較弱總之,電鍍工業(yè)在全世界已經(jīng)發(fā)展了160多年，是

3、一門既成熟又年輕的科學(xué)，我們電鍍及科技工作者仍大有可為未來電鍍的發(fā)展方向:合金和復(fù)合鍍層等功能性電鍍的研究,更加節(jié)能的電鍍工藝,低污染化,以及新型電鍍的研究,以適應(yīng)科技和生產(chǎn)的需要,拓展行業(yè)的生存空間2022/7/286電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)1.2、電鍍分類：1、行業(yè)簡介掛 具滾桶電鍍方式常規(guī)電鍍脈沖電鍍電刷鍍電 鑄滾 鍍連續(xù)電鍍掛 鍍自動(dòng)掛鍍線滾 鍍連續(xù)電鍍2022/7/287電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)2、電鍍原理及基礎(chǔ)1、 電鍍簡介2、 電鍍原理及基礎(chǔ)3、 連續(xù)電鍍設(shè)備及流程分析4、 特殊結(jié)構(gòu)解析5、 電控系統(tǒng)返回2022/7/288電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)2、 電鍍原理及基礎(chǔ)2.1 電鍍原理2

4、.2 法拉第定律2.3 鍍層分析2.4 電鍍流程分析2、電鍍原理及基礎(chǔ)2022/7/289電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)2.1、電鍍原理2、電鍍原理及基礎(chǔ)借助外界直流電的作用，在溶液中進(jìn)行電解反應(yīng)，使導(dǎo)電體的表面沉積一金屬或合金層的方法，稱為電鍍。 圖例：陰極主要反應(yīng) : Cu2+ + 2e- Cu 陽極主要反應(yīng) :Cu Cu2+ + 2e- 陰極副反應(yīng) : 2H3O+ + 2e- H2 + 2H2O 陽極副反應(yīng) :6H2O O2 + 4H3O+ + 4e- 2022/7/2810電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)2.2、法拉第定理2、電鍍原理及基礎(chǔ)法拉第定律是描述電極上通過的電量與電極反應(yīng)物重量之間的關(guān)系,又稱

5、為電解定律.電解定律是自然界中最嚴(yán)格的定律之一.它不受溫度、壓力、電解質(zhì)溶液濃度、溶劑的性質(zhì)、電解質(zhì)材料和形狀等因素的影響。 第一定律：電解時(shí),電極上析出(或溶解)物質(zhì)的質(zhì)量與電解液中所通過的電量成正比.m=KIt=KQm-析出物質(zhì)量(g)K-比例常數(shù)(電化當(dāng)量)(g/Ah)I-電流強(qiáng)度(A)t-通電時(shí)間(h)Q-通過電量(Ah) 第二定律：電極上每析出(或溶解)1mol的任何物質(zhì)所需的電量為n*96500C或n*26.8Ah1電量為96500C,它是一個(gè)常數(shù)，一般稱為法拉第常數(shù)鍍層厚度d的計(jì)算公式(d：um ) d=(KDktk100)/(60) 電鍍時(shí)間t計(jì)算公式（t：min） t=(60

6、d)/(KDkk100) -電鍍層金屬密度(g/cm3)DK -陰極電流密度(A/dm2)k-陰極電流效率()2022/7/2811電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)2、電鍍原理及基礎(chǔ) 舉例：已知鍍鎳液電流效率k為95%，DK為15A/d，電鍍1分鐘后所得鍍層厚度是多少?解：查得鎳的K為1.095,為8.9根據(jù)公式d=(KDktk100)/(60) =(1.0951510.95100)/(608.9) =2.922(um) 常用數(shù)據(jù)：序號(hào)金屬密度g/cm2熔點(diǎn)沸點(diǎn)比熱容20J/g線膨脹系數(shù)2010-6/熱傳導(dǎo)20時(shí)W/cm電阻系數(shù)/cm1銅8.96108325950.384316.423.86441.63

7、3錫7.323222700.2261230.657311.34金19.31062.729490.129014.42.96092.215銀10.996020000.233618.94.07791.586鈀12.0155539800.245811.60.674110.88鎳8.9145229000.468913.70.586220序號(hào)金屬符號(hào)原子價(jià)比重原子量當(dāng)量電化學(xué)當(dāng)量mg/庫侖克/安培小時(shí)1金Au119.3197.2197.22.04367.3572金Au319.365.765.70.6812.4523銀Ag110.5107.88107.881.1184.0254銅Cu18.9363.5463

8、.540.6582.3725銅Cu28.9363.5463.540.3291.1867錫Sn27.33118.70118.700.6152.2148錫Sn47.33118.70118.700.3071.107序號(hào)金屬鍍層名稱金屬鍍層重量mg/cm2g/dm21銅鍍層0.890.0892金鍍層1.940.1943鎳鍍層0.890.0894鎳鍍層0.730.0735鈀鍍層1.200.1202022/7/2812電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)2.3、鍍層的分類：2、電鍍原理及基礎(chǔ)使用目的功能性鍍層耐磨和減磨性鍍層抗高溫氧化鍍層修復(fù)性鍍層熱處理用鍍層磁性鍍層導(dǎo)電性鍍層其他可焊性鍍層防護(hù)-裝飾性鍍層保護(hù)基體金屬

9、,賦予美麗外觀.提高制品表面硬度,增加其抗磨能力(Sn-Pb)磁環(huán)磁盤磁膜(Ni-FeCo-Ni)保護(hù)制品在熱處理時(shí)不改變性能(CuSn)修復(fù)損壞部位(FeCuCr)改善焊接性能(Sn)改善光學(xué)性能鍍層等(Cr,黑鉻)防止制品在高溫下被氧化腐蝕(Pt-rh)提高表面導(dǎo)電性能(Au-Co)鍍層結(jié)構(gòu)簡單鍍層復(fù)合鍍層組合鍍層單一金屬鍍層(ZnCr)幾層相同或不同金屬疊加而成的鍍層(暗Ni-半光Ni-光Ni Ni-Au Ni-Cu)固體微粒均勻地分散在金屬中而形成的鍍層(Ni-SiC Cu-Al3O2)2022/7/2813電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)2、電鍍原理及基礎(chǔ) 對(duì)鍍層的主要要求：1、鍍層與基體的結(jié)

10、合必須牢固,附著力好2、鍍層完整,結(jié)晶細(xì)致緊密,孔隙率小3、具有良好的物理、化學(xué)及機(jī)械性能4、具有符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鍍層厚度,且鍍層分布要均勻 影響電鍍質(zhì)量的因素：因素電源基件溶液電流密度添加劑、導(dǎo)電鹽、金屬離子濃度等直接影響鍍層的好壞電流密度影響鍍層的結(jié)晶效果電流波形電 極電流波形對(duì)鍍層的結(jié)晶組織、光亮、鍍液的分散能力和覆蓋能力等都有影響.現(xiàn)在多使用脈沖電流電極的形狀、尺寸、位置影響鍍層的分布效果成 分溫 度攪 拌適當(dāng)?shù)臏囟瓤梢蕴岣呷芤旱膶?dǎo)電性，促進(jìn)陽極溶解，提高陰極電流效率，減少針孔，降低鍍層內(nèi)應(yīng)力等加速溶液對(duì)流，降低陰極的濃差極化作用表面狀態(tài)形 狀清潔、平整的基件表面鍍層效果越好影響電流分布

11、，位置定位等2022/7/2814電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)上料脫脂酸洗活化預(yù)鍍電鍍水洗鈍化封孔干燥下料前處理電 鍍后處理2.4、電鍍流程分析：2、電鍍原理及基礎(chǔ)前處理:電鍍前的所有工序統(tǒng)稱為前處理,目的是修整工件表面,去除工件表面的油脂,銹皮,氧化膜等,為后面鍍層沉積提供所需的電鍍表面.前處理主要影響到外觀結(jié)合力,據(jù)統(tǒng)計(jì),60%的電鍍不良品由于前處理不良所造成.前處理的方式有:噴砂、磨光、拋光、熱浸脫脂、超音波脫脂、電脫脂、酸洗活化等。電鍍:在工件表面得到所需鍍層。整個(gè)流程的核心程序。后處理：電鍍后對(duì)鍍層進(jìn)行各種處理以增強(qiáng)鍍層的各種性能。如耐腐蝕性、抗變色能力、可焊性等。后處理的方式有：鈍化、中

12、和、著色、防變色、封孔等2022/7/2815電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析1、 行業(yè)簡介2、 電鍍原理及基礎(chǔ)3、 連續(xù)電鍍設(shè)備分析4、 特殊結(jié)構(gòu)解析5、 電控系統(tǒng)返回2022/7/2816電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)3、 連續(xù)電鍍設(shè)備分析3.1 用材分析3.2 槽體結(jié)構(gòu)3.3 管路循環(huán)系統(tǒng)3.4 機(jī)臺(tái)骨架結(jié)構(gòu)3.5 其他配件3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析2022/7/2817電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)3.1、用材分析：不銹鋼:密度7.9g/cm3.常用的有JIS標(biāo)準(zhǔn)SUS 304 316等 GB的1Cr18Ni9Ti鋼 由于鋼中含有Ti,能促使碳化物穩(wěn)定而具有較高的抗晶間腐蝕性.對(duì)硝酸、醋酸、磷酸、

13、鹽及堿的溶液、有機(jī)酸、水蒸氣及濕空氣的耐腐蝕性高。對(duì)濃硫酸、鹽酸、氫氟酸、氯氣等耐腐蝕性差。在電鍍設(shè)備中。主要用于骨架結(jié)構(gòu)、高溫槽體、脫脂陽極、及治具零件上都有使用。材料常見，價(jià)格便宜。銅:紫銅密度8.9g/cm3.常用的銅材有紫銅和黃銅也有特殊結(jié)構(gòu)用磷青銅。銅具有良好的導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性能。電鍍設(shè)備中。主要用于制作導(dǎo)電柱、匯流銅排。還有個(gè)別用來制作導(dǎo)熱管或冷卻管的。材料常見，價(jià)格貴。Ti:銀白色金屬，密度4.5g/cm3 .其力學(xué)性能與化學(xué)性能與不銹鋼接近。塑性好，可焊接，可切削加工，耐腐蝕性好，抗氧化性優(yōu)于不銹鋼。主要用于350度以下，受力不大，要求高塑性，耐腐蝕性場合。其抗拉強(qiáng)度為420M

14、PA，沖擊強(qiáng)度為80-100J/cm2 ,彈性模量為105GPA。主要用于治具制作、泵浦軸心、加熱器等。材料常見，價(jià)格貴。PP:化學(xué)名聚丙烯。又名百折膠。密度0.91g/cm3.是最輕的塑料之一。物料稍軟，不易折斷，比重輕，可浮于水面。極易燃燒，離開火源可自熄，火焰藍(lán)色，黃頂，少許白煙，會(huì)發(fā)漲有熔液下滴，石油味，似煤。PP產(chǎn)品質(zhì)量輕、韌性好、耐化學(xué)性好，缺點(diǎn)是尺寸精度低、剛性差。多用于槽體制作、管道以及一些治具制作。材料常見，價(jià)格便宜。 3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析2022/7/2818電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)3.1、用材分析：PVC:化學(xué)名聚氯乙烯。密度1.1-1.3g/cm3。PVC中類很多，分軟質(zhì)

15、、半硬質(zhì)和硬質(zhì)PVC。離開火源會(huì)自動(dòng)熄滅，燃燒時(shí)火焰黃色，綠邊,黃綠白煙，有氯氣味。多用于槽體制作、管道以及一些治具制作。材料常見，價(jià)格便宜。 附圖：POM:化學(xué)名聚甲醛。密度1.41-1.43g/cm3。俗名賽鋼 。較脆，易折斷，可以燃燒，離開火源可自燃，火焰呈清晰之藍(lán)色，無煙，有熔液下滴，氣味有毒特別刺鼻，會(huì)令人流淚。具有很低的摩擦系數(shù)和很好的幾何穩(wěn)定性，耐高溫。適合做齒輪、軸承及管道零件等，材料常見，價(jià)格中等。PP、PVC黃銅Ti不銹鋼3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析2022/7/2819電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)3.2、槽體結(jié)構(gòu)：上槽子槽子槽堰口3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析2022/7/2820電鍍工藝基礎(chǔ)及

16、管控重點(diǎn)堰口流量計(jì)算：Q=CbH3/2(m3/min)C=107.1+0.177/H+14.2H/D+2.04(B/D)1/2 -25.7(B-b)H/DB1/2子母槽容積比： 1 : 5-6進(jìn)水 流量計(jì)算：3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析2022/7/2821電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn) 各種槽體結(jié)構(gòu)圖：3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析2022/7/2822電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)3.2、槽體結(jié)構(gòu)：視窗溢流排水儲(chǔ)槽：儲(chǔ)存藥水，攪拌、加熱、過濾、弱電解等一般在儲(chǔ)槽內(nèi)進(jìn)行。容積根據(jù)交換速度，以及使用的時(shí)間，子槽容積等因素來決定，一般Ni、Sn儲(chǔ)槽容積250-400L，Au、Pd在150L左右，水洗80-120L。3、連續(xù)電鍍設(shè)

17、備分析2022/7/2823電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)3.3、管路循環(huán)系統(tǒng)：泵浦管路排水管路回流管路進(jìn)水管路管路是流體流動(dòng)的通道，鋪設(shè)時(shí)應(yīng)避免過多的彎道，以防造成過大的管損。距離較遠(yuǎn)時(shí)應(yīng)在一定位置做支撐補(bǔ)強(qiáng)?；亓鞴苈返拇笮∫话銥檫M(jìn)水管徑的4-6倍。管道材質(zhì)一般采用PVC及PP管。3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析2022/7/2824電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)3.4、機(jī)臺(tái)骨架結(jié)構(gòu)：骨架為整個(gè)機(jī)械的最大承力部分，骨架多采用耐腐蝕的SUS304材質(zhì)型鋼，如50*50*2方管，角材?？紤]長久使用及成本控制，多在骨架外噴雙層防腐漆。骨架結(jié)構(gòu)多為焊接結(jié)構(gòu)，有些為方便拆裝采用螺絲連接。制作骨架時(shí)應(yīng)考慮其受力位置，操作位置，維修

18、空間，各個(gè)功能區(qū)的定位3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析2022/7/2825電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)3.5、其他配件：3、連續(xù)電鍍設(shè)備分析2022/7/2826電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)4、特殊結(jié)構(gòu)解析1、 行業(yè)簡介2、 電鍍原理及基礎(chǔ)3、 連續(xù)電鍍設(shè)備分析4、 特殊結(jié)構(gòu)解析5、 電控系統(tǒng)返回2022/7/2827電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)4、 特殊結(jié)構(gòu)解析4.1 導(dǎo)電治具4.2 刷鍍治具4.3 點(diǎn)鍍治具4.4 RC罩頭4、特殊結(jié)構(gòu)解析2022/7/2828電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)4.1、導(dǎo)電治具：4、特殊結(jié)構(gòu)解析2022/7/2829電鍍工藝基礎(chǔ)及管控重點(diǎn)4.2、刷鍍治具：刷鍍設(shè)備在現(xiàn)今的電鍍廠也很普及，從簡單的平臺(tái)接觸式，到三角模