電鍍基本知識培訓(xùn)教材說解

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編制：趙忠開2003年6月

名目

一、電鍍的幾點常識；（3-4頁）

二、妨礙電鍍效果的幾個因素；（5-9頁）

三、電鍍液中各成份的作用及工作條件的妨礙；（10-17頁）

四、前處理的幾種工序及其特性講明；（18-19頁）

五、各電鍍液的配方和工藝條件及維護；（20-24頁）

六、各鍍種之常見故障和解決辦法。（25-28頁）

一、電鍍的幾點常識：

1、電鍍是電解原理的一種應(yīng)用，它是經(jīng)過電解質(zhì)在外電源的作

用下所發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，在工件表面沉積一種金屬的過

程。所以電鍍的舉行一樣需要外電源、電極、電解質(zhì)溶液和

容器。所別同的是，電鍍的陰極是工作，常用鍍層金屬作陽

極，并參與電極反應(yīng)，被氧化溶解成鍍層金屬陽離子，以補

充在陰極還原析出所消耗的金屬離子。鍍液算是含有鍍層金

屬離子的電解質(zhì)溶液。

2、電鍍的目的：

電鍍的要緊作用有：

(1)防護性電鍍，如鐵件鍍鋅、鍍鎘或鎘鈦合金等；

(2)裝飾性電鍍，如鐵件鍍銅、外層鍍金、銀；

(3)修復(fù)性電鍍，即對破損零件的電鍍；

(4)特別功能電鍍，如需要耐磨鍍鉻，耐磨鍍鉛；減摩擦可鍍

錫、錫-鈷或銀-錫；加強反光可鍍銀、鍍鉻；為防反光可鍍

黑鎳、黑鉻；抗氧化鍍鉻、鉑或銠；增加導(dǎo)電性鍍金、銀

或金-鈷。

3、分散能力與覆蓋能力：

(1)分散能力是指鍍液具有使金屬層在表面厚度均勻分布的能

力，也叫均鍍能力。分散能力越好，鍍層越均勻。

(2)覆蓋能力是指鍍液具有的使工件表面深凹處鍍上金屬的能

力，也叫深度能力。覆蓋能力越好，工件深凹處鍍得越深。

(3)分散能力與覆蓋能力含義別同，但兩者緊密相關(guān)，普通是

分散能力好的覆蓋能力也好，差則都差。

二、妨礙電鍍效果的幾個因素：

電鍍過程是容易發(fā)生的，得到鍍層也非常快，但要得到符合各種要求的鍍層就別容易，因為鍍層質(zhì)量好壞是受到許多條件制約的，這些因素歸納起來要緊有以下幾方面。

1、基本金屬的妨礙

首先，基本金屬的化學(xué)性質(zhì)是妨礙鍍層質(zhì)量的重要因素，假如基體金屬比鍍層金屬爽朗，即其電位較負，則在進入鍍液的未通電時將發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生置換層，使隨后的鍍層發(fā)生粗糙松脫。還有點基體金屬表面容易發(fā)生鈍化，將極大傷害結(jié)合力。此外，鍍件的表面狀態(tài)妨礙也非常大，在前加工過程中所沾染的油跡，若洗滌別潔凈，則危害性極大，表面的平坦光滑都直截了當(dāng)妨礙鍍層質(zhì)量。

2、鍍液的妨礙

各鍍種各配方所配成的鍍液都有別同的性質(zhì)。它們對鍍層質(zhì)量的妨礙，在某些方面的作用是決定性的，如簡單離子鍍液，由于它的極化作用較小，鍍層晶體較粗，分散能力與覆蓋能力較低。但成分簡單，成本較低，鍍液穩(wěn)定易操縱，而且可用較高密度，較高電流密度而提高沉積速度。其電流效率也較高，適合簡單工件的速鍍、厚鍍。另一類結(jié)合物鍍液則有較好的極化作用，分散能力與覆蓋能力較高，鍍層晶體較細。但穩(wěn)定性較差，電流效率較低。以XXX做絡(luò)合劑的鍍液劇毒，需配以良好的通風(fēng)設(shè)備和廢水處理設(shè)施。

3、主鹽濃度的妨礙

對各種金屬來講，鍍液中的主鹽濃度都有一具較為合適的范圍。

當(dāng)工藝條件一定時，隨著鍍液中主鹽濃度的增加，鍍液的極化作用變小，鍍層結(jié)晶較細，分散能力與覆蓋能力也比濃鍍液好。但用落低主鹽濃度以改善結(jié)晶是別可取的。因采納高濃度時，可采納高電流密度，提高生產(chǎn)效率和陰極電流效率。而且高濃度對鍍層的光亮度和整平性都有利，只是帶出損失也較大。

4、附加“鹽”的妨礙

在鍍液中經(jīng)常加入相當(dāng)數(shù)量的其他金屬鹽，要緊是堿金屬鹽或堿土金屬鹽。這些鹽有的是為增強鍍液的導(dǎo)電性，稱之為導(dǎo)電鹽。這些鹽有的還能提高陰極極化作用（也有點起相反作用）；如鍍鎳液中加入硫酸鈉、硫酸鎂。有的附加鹽能促進陽極正常溶解，稱之為陽極活化劑，如鍍鎳中的氯化鎳。有的附加“鹽”對鍍液能起穩(wěn)定作用，如酸銅中的硫酸、堿銅中的氰氧化鈉。有的附加“鹽”能保持鍍液的PH值別變，稱之為緩沖劑，如鍍鎳液中的硼酸。

5、絡(luò)合劑

在絡(luò)合物鍍液中，絡(luò)合劑的含量高低對鍍液的極化能力、對鍍液的穩(wěn)定性、對鍍層的質(zhì)量，對陽極的溶解都有直截了當(dāng)?shù)年P(guān)系。普通講來，絡(luò)合劑對金屬的絡(luò)合力越強，則對鍍液的極化能力妨礙越大。當(dāng)絡(luò)合劑含量高時，鍍液的極化能力強，鍍層結(jié)晶較細，分散能力與覆蓋能力好，鍍液穩(wěn)定，陽極溶解正常。但若含量過多，則妨礙電流效率，嚴峻時大量析氫，甚至無鍍層。當(dāng)絡(luò)合劑含量低時，極化作用小，鍍層變粗，分散能力變低，但陰極電流效率提高。若含量過低則陽極容易鈍化，所以絡(luò)合劑應(yīng)操縱適當(dāng)含量，普通以游離態(tài)絡(luò)合劑含量衡量。

6、添加劑

鍍液中經(jīng)常加入少量某些物質(zhì)，這少量物質(zhì)不可能明顯改變鍍液的電性，但能明顯改善鍍層的性能，這種物質(zhì)稱之為添加劑。常用的添加劑有無機物和有機物。依照它們所起的作用別同，可分為光亮劑、整平劑、濕潤劑，還有應(yīng)力削減劑、鍍層細化劑等。

光亮劑即能使鍍層光亮的添加劑，有時還將光亮劑分成初級光劑、次級光劑與載體光劑及輔助光劑，如鍍鎳的糖精和丁燴二醇。

整平劑即能使工件表面微谷鍍上比微峰處厚，從而填平微谷，達到表面平滑光潔的添加劑。如鍍鎳的香豆素。

很多光劑和整平劑要配合使用才干發(fā)揮其應(yīng)有的作用，單獨使用效果不行。

濕潤劑是能落低別同相間的界面張力，使鍍液易于在電極表面鋪開而氣泡別易在電極停留的添加劑。因而可減少或幸免產(chǎn)生針孔等故障，因此又稱防針孔劑，如：鍍鎳中的十二烷基硫酸鈉。

添加劑的作用機理，講法別一，要緊有以下兩種：一種叫膠體絡(luò)合理論，一種叫吸附理論，它們各能解釋一些現(xiàn)象。至今尚無完善的理論可指導(dǎo)添加劑的選用，目前都只能靠實驗加以改善。

添加劑的用量應(yīng)有一定范圍，若太少將別起作用，太多將起反作用，有的需要一定條件下才有活性，有的消耗較快，這些都需注意細節(jié)。

7、電流密度

各種鍍液都有其相應(yīng)的電流密度范圍。在生產(chǎn)中普通都盡可能采納接近其上限的電流密度，因為較高的電流密度有較高的沉積速度和電流效率，而且能提高鍍液的極化能力使鍍層晶體細致。但過高的電流密度將引致鍍層XXX澤別正常，鍍層疏松，甚至燒焦、發(fā)黑等現(xiàn)象。若電流密度過低，則鍍液極化作用小鍍層晶粗，沉積速度慢，妨礙生產(chǎn)效率，因此在條件許可事情下，都用較高的電流密度。

8、溫度

鍍液所用的溫度是各成份配成的鍍液性質(zhì)所決定的。在其他條件別變的事情下，升高溫度會落低鍍液的極化能力，使鍍層變粗，但升高溫度可提高電流密度上限，可配置高濃度鍍液，因而可使用高電流密度，如此，鍍液的極化作用增強，可彌補溫度升高的妨礙，而且可提高沉積速度，提高生產(chǎn)效率。升高溫度還有增強導(dǎo)電性，減少針孔，促進陽極溶解，落低鍍層內(nèi)層力和提高電流效率的作用。

9、PH值

各鍍液各有最合適的PH范圍，PH的升高或落低別僅關(guān)系到氫氣的析出事情，也直截了當(dāng)妨礙鍍液中沉淀的生成，絡(luò)合物的穩(wěn)定性，陽極的溶解及添加劑的活性，所以也直截了當(dāng)妨礙鍍層的外觀和質(zhì)量。

10、攪拌

電鍍時常采納機械攪拌（即陰極挪移及鍍液強制循環(huán)）和凈化的壓縮空氣攪拌，以達到提高陰極電流密度上限，提高沉積速度，提高生產(chǎn)效率的目的。攪拌還可提高光亮度，減少氫氣停留產(chǎn)生針孔的機

會。但攪拌會落低陰極極化作用，使鍍層變粗。故須配合適當(dāng)?shù)碾娏髅芏燃右愿纳?。?yīng)用攪拌時需與延續(xù)過濾相結(jié)合，以免沉渣泛起，污染鍍層而產(chǎn)生毛刺、孔隙、斑點及粗糙等毛病。

采納空氣攪拌的鍍液必須是與空氣、二氧化碳別作用的，所以，堿性的，還原性成份的，低價金屬離子的鍍種別適用。

11、陽極

電鍍所用陽極有可溶性陽極和別溶性陽極，它們都起傳導(dǎo)電流的作用，可溶性陽極還可補充陰極沉積所消耗的金屬離子，所以對鍍層質(zhì)量妨礙非常大。它必須別帶有害雜質(zhì)，能正常溶解生成鍍液所含的金屬離子（包括價態(tài)）。因此對陽極材料的純度、結(jié)構(gòu)、形狀以及溶解性都有嚴格的要求。普通需采納高純度金屬，但可加入少量有益無害的元素，如含磷銅、含硫鎳等。

陽極溶解過程常產(chǎn)生陽極泥渣，所以常用陽極袋加以收集，以免對鍍層產(chǎn)生有害妨礙。

為幸免陽極鈍化，除注意維護鍍液成份外，尚須注意陽極面積是否腳夠，陽極電流是否過大，并經(jīng)常觀看陽極表面狀態(tài)，以便及時舉行調(diào)整。

此外，電流波形對電鍍層質(zhì)量也有非常大關(guān)系，應(yīng)依照鍍種及時對鍍層的要求加以挑選。

三、電鍍液中各成份的作用及工作條件的妨礙：

1、氰化鍍銅

(1)氰化亞銅：氰化亞銅是鍍液中的要緊成分，是提供銅離子的主

鹽。在陰極放電過程中，別是由銅離子直截了當(dāng)放電的，它是由氰化亞銅溶解于氰化鈉溶液中，形成穩(wěn)定的銅氰絡(luò)合物，然后由銅氰絡(luò)離子在陰極上放電還原成金屬銅。銅氰絡(luò)離子是分級電離的，但難于離解為單獨的銅離子。當(dāng)鍍液中XXX含量及溫度別變時，落低氰化銅的含量，能夠提高鍍液的分散能力和覆蓋能力，增強陰極極化作用，使鍍層結(jié)晶細致。此刻適合于預(yù)鍍用。但因陽極電流效率落低，可用的電流密度范圍縮小，而別適于高速鍍銅之用。

(2)氰化鈉：氰化鈉是一種絡(luò)合劑，氰化亞銅必需與之絡(luò)合方能溶

解于溶液中，普通而言，一摩爾氰化亞銅與二摩爾氰化鈉舉行絡(luò)合反應(yīng)，方能溶解良好，即89.5g的CuCN，需要98gNaCN絡(luò)合。相當(dāng)于1gCuCN需要1.1gNaCN舉行絡(luò)合。若超過此數(shù)，則超過部分稱為游離的NaCN。

即游離的NaCN（g/L）=總NaCN（g/L）-CuCN（g/L）×1.1

電鍍液中，游離的氰化鈉普通在7-20g/L之間，提高NaCN的比值，有利于鍍液的分散能力，覆蓋能力，使鍍層結(jié)晶細致，但落低電流效率，別恰當(dāng)?shù)靥岣逳aCN的比值，會使鍍層起泡甚至陰極上得別到鍍層。氰化鈉的多少，陰陽極上的一些現(xiàn)象能夠作為參考。

(3)酒石酸鉀鈉和硫XXX，它們是輔助絡(luò)合物，當(dāng)游離的NaCN

含量偏低時，陽極上會產(chǎn)生二價銅離子，形成難溶的氫氧化銅薄膜覆蓋陽極表面，此刻酒石酸鉀鈉及硫XXX與二價銅離子作用，絡(luò)合，從而促進陽極溶解，因此它們可稱為陽極的去極化劑。

(4)氫氧化鈉：氫氧化鈉可防止氰化鈉水解，提高鍍液的導(dǎo)電性。

有利于鍍液的穩(wěn)定。若氫氧化鈉別夠數(shù)量，電路接通時，電流會逐漸落低至某一數(shù)字。

(5)電流密度和溫度：氰化鍍銅液使用的電流密度及操作溫度，應(yīng)

依照鍍液中主鹽成份高低決定，在預(yù)鍍液中，由于主鹽濃度較低，