電鍍工藝技術(shù)培訓(xùn)課件

安全專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)電鍍工藝安全技術(shù)講座目錄1.電鍍的概念1.1電鍍的定義1.2電鍍的發(fā)展1.3電鍍的功能1.4電鍍的類別2.電鍍工藝的基本過程2.1電化學(xué)知識(shí)2.2金屬沉積3電鍍生產(chǎn)工藝3.1電鍍生產(chǎn)工藝框圖及工藝流程說明3.2電鍍使用危化品的危險(xiǎn)有害性質(zhì)3.3電鍍生產(chǎn)過程安全控制措施1.電鍍的概念1.1電鍍的定義利用電解在制件表面形成均勻、致密、結(jié)合力良好的金屬或合金沉積層的過程1.2電鍍的發(fā)展（1）電鍍的品種：從單單一金屬、二元金屬、三元合金發(fā)展至復(fù)合材料。（2）基體材料：由鋼鐵、銅及其合金發(fā)展至輕金屬、鋅基合金壓鑄件至塑料、陶瓷等非金屬材料。（3）電鍍方法：從水溶液電鍍發(fā)展至化學(xué)鍍。（4）生產(chǎn)工藝設(shè)備：從手工發(fā)展至半自動(dòng)至全自動(dòng)。1.3電鍍的功能（1）提高基體的耐腐蝕性能鋼鐵上鍍鋅，可以在一般的大氣環(huán)境中有效保護(hù)基體金屬；鍍鎘制品能有效保護(hù)制品在海洋環(huán)境中不受到腐蝕；鍍錫制品有良好的耐腐蝕性能，而且其腐蝕產(chǎn)物對(duì)人體無害，可用于有機(jī)酸接觸的鋼鐵制作的食品容器。（2）防護(hù)裝飾修復(fù)基體。修復(fù)曲軸、轉(zhuǎn)軸、齒輪等磨損件。其他：耐磨性（鍍硬鉻）、減摩性（鍍錫、鍍鉛-錫合金）、導(dǎo)電性（鍍銅、銀、金）、導(dǎo)磁性（鍍鎳-鈷、鍍鎳-鐵合金）、焊接性（鍍錫、鍍銅、銀、鉛錫合金）、反光性（鍍銀、銠）、防擴(kuò)散（為防局部滲碳而鍍銅、為防局部滲氮采用鍍錫）1.4電鍍的類別（1）按鍍層所含金屬類別分：?jiǎn)谓饘馘儗?、合金鍍層。?）根據(jù)金屬鍍層的電位不同分：陽極性鍍層、陰極性鍍層。2.電鍍工藝的基本過程（1）電鍍前處理：鍍前，對(duì)表面狀況和表面處理的要求進(jìn)行預(yù)處理，包括除油、除銹、拋光、打磨等。（2）電鍍：獲得符合要求的鍍層。（3）電鍍后處理：清洗、除氫、鈍化、封閉等2.1電化學(xué)知識(shí)2.1.1電的知識(shí)電流：導(dǎo)體中自由電子在電場(chǎng)力的作用下定向移動(dòng)，形成電流。電解液中的正負(fù)離子在電場(chǎng)力的作用下各自向相反的方向移動(dòng)，也可以形成電流。我們將正電荷（正離子）移動(dòng)的方向定為電流方向；把電子（負(fù)離子）移動(dòng)的方向稱為電流的反方向。電路：由電源、負(fù)載、開關(guān)、導(dǎo)線等組成。電鍍采用直流電路。2.1.2電解質(zhì)溶液、電極2.1.2.1電解質(zhì)溶液（1）電解質(zhì)定義：在溶解或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物稱為電解質(zhì)。（2）電離：電解質(zhì)能離解成自由移動(dòng)離子的過程稱為電離。電離形成的溶液，稱為

電解質(zhì)溶液。強(qiáng)電解質(zhì)：在水中幾乎全部發(fā)生電離，如鹽酸、硝酸、硫酸、氯化鈉等。弱電解質(zhì)：在水中部分電離，如醋酸、氨水、硼酸等。電離度和電離平衡常數(shù)：同離子效應(yīng)：加入與弱電解質(zhì)同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，使弱電解質(zhì)的電離度下降。在弱酸中加入它的鹽后，不僅降低了弱酸的電離度和溶液中H＋的濃度同時(shí)這種混合溶液還具有抵抗改變H＋濃度的能力，使溶液的PH基本保持不變。這種溶液成為了緩沖溶液。（3）絡(luò)合物K4【Fe（CN）6】中，F(xiàn)e2+與CN-極少電離出來，它們基本以K4【Fe（CN）64-的

形式存在。這種由簡(jiǎn)單正離子和幾個(gè)其他離子或中性分子結(jié)合而成的復(fù)雜離子稱為絡(luò)離子，

絡(luò)離子組成的化合物，稱為絡(luò)合物。電鍍中常用的絡(luò)離子有：絡(luò)合物非常穩(wěn)定，基本不離解出簡(jiǎn)單的金屬正離子。（4）氧化-還原反應(yīng)

在化學(xué)反應(yīng)中有電子得失的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)。失去電子的變化叫氧化，得到

電子的變化叫還原。

氧化劑的當(dāng)量=氧化劑的相對(duì)分子質(zhì)量/氧化劑在反應(yīng)中得到的電子數(shù)。

還原劑的當(dāng)量=還原劑的相對(duì)分子質(zhì)量/還原劑在反應(yīng)中得到的電子數(shù)。利用當(dāng)量可以計(jì)算反應(yīng)過程中氧化劑的用量，或還原劑的消耗量。（5）電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性①導(dǎo)體的類別第一導(dǎo)體：以自由電子來傳導(dǎo)電流，如金屬傳導(dǎo)。第二導(dǎo)體：以帶電離子的移動(dòng)來傳導(dǎo)電流，如電解質(zhì)傳導(dǎo)。電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性取決于導(dǎo)電的離子數(shù)目、離子的運(yùn)動(dòng)速度、離子帶電荷的數(shù)目。對(duì)流：自然對(duì)流和人工對(duì)流；擴(kuò)散：由于濃度差，導(dǎo)致離子從高濃度區(qū)遷至低濃度區(qū)；電遷移：在電場(chǎng)作用下，離子的遷移。水化離子半徑、帶電荷數(shù)目（價(jià)數(shù)）均影響電遷移。

②電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性導(dǎo)電性與濃度的關(guān)系：隨濃度增加而增加，但到一定時(shí)候就下降。導(dǎo)電性與溫度的關(guān)系：升高溫度，水化程度降低，溶液粘度的降低有助于提高導(dǎo)電率。提高導(dǎo)電率，有助于：a.降低槽端電壓；b.采用較大的陰極電流密度；c.提高電鍍液的深鍍能力和均鍍能力。d.克服和減少溶液溫升。

③摩爾導(dǎo)電率：相距1m的兩個(gè)平行電極之間含有濃度為1m的溶液所具有的電導(dǎo)。電解第一定律：電解時(shí)，對(duì)同一物質(zhì)來說，陰極和陽極溶解和析出的物質(zhì)質(zhì)量與通過電解質(zhì)溶液的導(dǎo)量成正比。電解第二定律：當(dāng)以相同的電量通過不同的電解質(zhì)溶液時(shí)，在陽極和陰極上析出物質(zhì)的量相等。（6）原電池和電解池①原電池：浸在電解質(zhì)溶液中的兩個(gè)

電極，當(dāng)與外電路中的負(fù)載接通后，

能夠自發(fā)地將電流輸送到外電路中

而成功。②電解池：浸在電解質(zhì)溶液中的兩個(gè)

電極，當(dāng)與外電路中的負(fù)載接通后，強(qiáng)制電流在體系中通過，從而在電

極上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。③標(biāo)準(zhǔn)電池：高可逆電池，可以配合

電位計(jì)，測(cè)定另一個(gè)原電池的電動(dòng)

勢(shì)。標(biāo)準(zhǔn)電池的溫度系數(shù)較小，受

外界影響小。④電極反應(yīng)電極：指與電解質(zhì)相接觸的第一類

導(dǎo)體，如銅電極、鋅電極等。電極

是電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的地方，也負(fù)責(zé)

導(dǎo)電，與溶液借口處有得失電子的

反應(yīng)。在原電池和電解池中，反應(yīng)物于其上獲得電子的電極，稱為陰極。在原電池和電解池中，第一類導(dǎo)體和第二類導(dǎo)體構(gòu)成了一個(gè)串聯(lián)體系。在兩類導(dǎo)體的接口上必然會(huì)有得電子或失電子的化學(xué)反應(yīng)，稱為電極反應(yīng)。

⑤電極的極化：可逆電池?zé)o電流通過時(shí)，其電極電位為平衡電位。但在電極上有電流通過時(shí)，其電極電位就發(fā)生變化，偏離其平衡電位值，這種現(xiàn)象稱為電極的極化。有電流通過時(shí)，陰極電極電位向負(fù)的方向偏移的現(xiàn)象叫陰極極化，而陽極電位向正的方向偏離的現(xiàn)象叫做陽極極化。電化學(xué)極化是指電極上的電化學(xué)速度小于電子運(yùn)動(dòng)速度而造成的的極化。在電鍍中，使陰極發(fā)生較大的電化學(xué)極化作用，對(duì)于獲得高品質(zhì)的細(xì)晶鍍層是十分重要的。在一些電鍍?nèi)芤褐屑尤虢j(luò)合劑和添加劑，以及在一定范圍內(nèi)提高它們的濃度，都可以增加陰極的電化學(xué)極化作用。升高溫度，會(huì)降低電化學(xué)極化作用。⑥濃差極化以兩個(gè)銀電極插入硝酸銀溶液中進(jìn)行電解為例，銀（正離子）在電極附近不斷被消耗，而銀（正離子）在溶液中的擴(kuò)散速度小于消耗速度使電極附近銀（正離子）大大低于本體溶液濃度，這就是濃差極化。若擴(kuò)散速度很慢，則擴(kuò)散到電極表面附近反應(yīng)粒子濃度為零，此時(shí)的濃度極化稱為完全濃度極化，這時(shí)電極上的電流密度出現(xiàn)最大值，叫做極限電流。電鍍中，若使用的電流密度超過了這個(gè)極限電流密度，則會(huì)在電極上發(fā)生其他的化學(xué)反應(yīng)，從而使陰極效率大降低，還會(huì)形成不合格的樹枝狀鍍層。因此，一般通過加強(qiáng)攪拌方式，加強(qiáng)溶液的對(duì)流。提高陰極極限電流密度，擴(kuò)大允

許使用的電流密度范圍。⑦析出電位

金屬和其他物質(zhì)（如氫氣）在陰極上開始析出的電位稱為析出電位。析出電位是開始析出的電位。析出電位較正的金屬都能有優(yōu)先在陰極上被鍍出來。在鍍鋅時(shí)，溶液中的銅、鉛等金屬離子雜質(zhì)變黑變粗。也可以利用金屬的這個(gè)特點(diǎn)，優(yōu)先作為雜質(zhì)去除。⑧極化曲線極化曲線是表示電極電位隨著電流密度而改變的曲線。極化曲線中，橫坐標(biāo)表示電流密度，縱坐標(biāo)表示電極電流。2.2金屬沉積

在直流電作用下，電解液中的金屬離子被還原，并沉積到零件表面形成具有一定性能的金屬鍍層的過程，就是金屬的電沉積。并非所有金屬離子都能在水溶液中進(jìn)行電沉積，只有當(dāng)陰極達(dá)到平衡電位并獲得一定過電位，即達(dá)到析出電位時(shí)，金屬離子才能沉積。2.2.1金屬沉積的基本過程離子液相傳質(zhì)、前置轉(zhuǎn)移、電荷轉(zhuǎn)移、形成晶體。2.2.2單鹽鍍液中金屬電沉積過程特點(diǎn)：金屬離子以水化離子形式存在，在陰極上水化數(shù)下降或水化層重排，然后部分失水的金屬離子得電子而放電，并吸附在電極表面。接著吸附原子失去水化層進(jìn)入金屬晶格。

絡(luò)鹽鍍液中電沉積過程特點(diǎn)：絡(luò)合物金屬離子放電一般比簡(jiǎn)單金屬離子放電要困難，沉積過程表現(xiàn)較大的電化學(xué)極化。金屬的陽極過程：陽極分成可溶性陽極和不可溶性陽極。陽極極化曲線與鈍化現(xiàn)象。影響陽極極化的主要因素：金屬本性、溶液成分、酸堿性、工作條件。3電鍍生產(chǎn)工藝3.1電鍍生產(chǎn)工藝框圖

及工藝流程說明（1）電鍍?nèi)芤旱呐渲煤涂刂茰囟娶馘冦~溶液：溶液的主要成分：氰化亞銅40g／L，氰化鈉8g／L。溶液的配置：先向鍍槽中加入2/3左右清水，

加入定量的氰化鈉和氰化亞銅和添加劑配制成溶液，控制溫度50℃左右。②焦磷酸鹽鍍銅溶液：溶液的主要成分：焦磷酸銅65g／L，焦磷酸鉀300g／L。溶液的配置：先向鍍槽中加入

2/3左右清水，加入定量的焦磷酸銅和焦磷酸鉀和添加劑配制成溶液，控制溫度55℃左右。③硫酸鹽鍍鎳溶液：溶液的主要成分：硫酸鎳280g／L，氯化鎳60g／L，硼酸50g／L，氯離子60ppm。溶液的

配置：先向鍍槽中加入2/3左右清水，加入定量的氯化鎳和硼酸和添加劑配制成溶液，控制溫度50℃左右。④鍍鉻溶液：溶液的主要成分：鉻酸酐230g／L，硫酸2.3g／L，三價(jià)鉻3g／L。溶液的配置：先向鍍槽中加入

2/3左右清水，加入定量的鉻酸酐、三價(jià)鉻，再往溶液中慢慢倒入濃硫酸溶液和添加劑配制成溶液，控制溫

度45℃左右。⑤鉻還原溶液：溶液的主要成分：亞硫酸氫鈉30%。溶液的配置：先向鍍槽中加入2/3左右清水，加入定量的亞

硫酸氫鈉和添加劑配制成溶液，控制溫度室溫。⑥硫酸活化和酸中和溶液：溶液的主要成分：硫酸5%。溶液的配置：先向槽內(nèi)加水再往水中慢慢倒入濃硫酸

溶液，配成含硫酸5%的溶液，控制溫度室溫。⑦電解除油溶液：溶液的主要成分：氫氧化鈉50g／L，磷酸三鈉30g／L，碳酸鈉30g／L。溶液的配置：先向鍍

槽中加入2/3左右清水，加入定量的氫氧化鈉、磷酸三鈉、碳酸鈉和添加劑配制成溶液，控制溫度80℃左右。⑧陰極電解除油、酸電解溶液：溶液的主要成分：硫酸200g／L，JA-2：10mI／L。溶液的配置：先向槽內(nèi)加水

再水中慢慢倒入濃硫酸溶液、ja-2溶液和添加劑配制成溶液，控制溫度室溫。⑨超聲波洗凈溶液：溶液的主要成分：LSC：30g／L。溶液的配置：先向槽內(nèi)加水再加入LSC和添加劑配制成溶

液，控制溫度50℃左右。⑩鍍鋅溶液：溶液的主要成分：氯化鉀280g／L，氯化鋅70g／L，硼酸30g／L。溶液的配置：先向槽內(nèi)加水，再

加入定量的氯化鉀、氯化鋅配成溶液，再在溶液中慢慢倒入硼酸溶液和添加劑配制成溶液，控制溫度20～

40℃左右。

?鈍化溶液：溶液的主要成分：蘭白鈍化液30mI／L。溶液的配置：先向槽內(nèi)加水，再加入定量蘭白鈍化液配

成溶液，控制溫度室溫。?在電鍍?nèi)芤褐屑尤胩砑觿?。比如?0-30%的雙氧水、光亮劑，還有保險(xiǎn)粉等。需要量很少，需多少進(jìn)多少，

一次用完，配成的溶液濃度低于2-5g／L以下，構(gòu)不成?；?。（2）生產(chǎn)工藝流程及工藝條件說明①需要電鍍的零件由操作人員用手掛在電鍍懸掛桿上的掛鉤上，有的小件放在吊籃

內(nèi)，再掛在掛鉤上。懸掛線浸入槽內(nèi)，到規(guī)定時(shí)間，電鍍懸掛桿提起，由操作人

員用手取下工件；有的隨電鍍懸掛鏈，從一個(gè)操槽進(jìn)入另一個(gè)槽。②工件的流經(jīng)路線，按工藝框圖的路線執(zhí)行。③工件再每一個(gè)槽的停留時(shí)間，由工藝定。④烘干在車間中部平臺(tái)上的烘干室進(jìn)行，工件掛在懸掛鏈上，控制溫度80℃左右。3.2事故案例（1）酸洗電鍍?cè)O(shè)備中毒死亡2009年2月11日，市區(qū)雙橋電鍍廠兩名工人在清洗設(shè)備時(shí)，不小心吸入了氰化鈉而

中毒，隨后兩人被送往醫(yī)院醫(yī)院，其中一人死亡，另一名工人經(jīng)搶救無效死亡。

事故情況：其中一名工人在搶時(shí)詢問他時(shí)說，當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)槽槽遍有點(diǎn)臟，就用鹽酸混合其他物品

清洗，清理完畢就準(zhǔn)備下去清理殘夜，我桶還沒有拿到，他人已經(jīng)倒下去了。我們

來想拉他一把，結(jié)果自己才走到門邊也倒下去了。

事故原因：缺少對(duì)物料的了解，隨意處理含有劇毒氰化物和含酸化合物的電鍍液。（2）燙傷、燒傷事故

使用濃堿液進(jìn)行表面處理的方法，補(bǔ)加冷水時(shí)，溶液飛濺，造成終身眼疾。用鋁罐倒?jié)庀跛?，結(jié)果導(dǎo)致腹部大面積燒傷而住院。

事故原因：缺少對(duì)化學(xué)品物料的了解，隨意處理3.3電鍍生產(chǎn)過程危化品的危險(xiǎn)辨識(shí)分析3.3.1電鍍使用?；返奈ｋU(xiǎn)有害質(zhì)3.3.2生產(chǎn)工藝過程、設(shè)備及電氣危險(xiǎn)有害因素辨識(shí)分析（1）中毒①搬運(yùn)過程：運(yùn)輸氰化鈉、氰化鉀、氰化亞銅、氰化鋅等劇毒物料，包裝物損壞、泄

漏，如果人體無防護(hù)接觸，均引起中毒。②溶液配制過程：如果人體無防護(hù)接觸劇毒物，引起中毒。③溶液：電鍍?nèi)芤褐械膭《疚锲泛透叨俱t酸酐的溶液，如果人體無防護(hù)接觸，引起中

毒。④電鍍?nèi)芤褐械膭《疚锲泛偷投俱t酸酐溶液揮發(fā)的蒸氣，沒有排風(fēng)裝置，如果人體無

防護(hù)吸入（鼻、口）和皮膚吸收，引起中毒。（2）化學(xué)灼傷（腐蝕）①除油溶液（堿性）、電鍍?nèi)芤褐惺褂玫臍溲趸c是堿性腐蝕品，人體無防護(hù)接觸這

些

溶液，以及溶液配置中，如果人體無防護(hù)吸入（鼻、口）和皮膚吸收，均對(duì)身

體造成傷害。②硫酸活化、酸中和、陰極電解除油和酸電解等溶液使用硫酸，硫酸為酸性腐蝕品，

這些溶液蒸發(fā)的蒸氣，以及溶液配置中，如果人體無防護(hù)，人體會(huì)受到傷害。③除油溶液（堿性）、硫酸活化、酸中和、陰極電解除油和酸電解等溶液的儲(chǔ)槽，如

不用防腐材料制成，受腐蝕泄漏。④電極棒和電氣線路及電節(jié)點(diǎn)受腐蝕，如不采取防腐措施，容易發(fā)生受腐蝕發(fā)生電阻

增大線路過熱、斷路和短路打火，引起電氣著火，進(jìn)而引起其他可燃物著火。（3）火災(zāi)①如果電流不穩(wěn)定，造成電流密度不均，或鍍件基體前處理不好，表面不平整

或有

雜質(zhì)，會(huì)有少量氫氣析出，如果長(zhǎng)時(shí)間通風(fēng)不良，氫氣在某些部位積

聚，電極打火可能會(huì)造成起火。②由于酸性腐蝕，電極棒和電熱點(diǎn)受腐蝕，如不采取防腐措施，容易使電線電阻

增大，過熱，引起火災(zāi)（3）機(jī)械傷害轉(zhuǎn)動(dòng)的皮帶輪如果無防護(hù)罩，皮帶斷裂飛出，打傷人員；操作人員不注意，衣

服被皮帶輪卷入，發(fā)生事故。（4）噪聲風(fēng)機(jī)的噪聲較大，操作人員長(zhǎng)在此環(huán)境工作，如果無防護(hù)，耳朵會(huì)受到傷害。（6）高處墜落烘干在高處平臺(tái)上，如果護(hù)欄損壞，人員不注意有掉下摔傷的危險(xiǎn)。電鍍平臺(tái)無護(hù)欄部位，雖然夠不上高出墜落，走路不注意，有掉下摔傷的危險(xiǎn)。（7）物體打擊烘干大件時(shí)，吊掛不牢，掉下，又砸傷人的危險(xiǎn)。

小結(jié)：電鍍生產(chǎn)工藝過程的危險(xiǎn)危害有：中毒、化學(xué)灼傷（腐蝕）、觸電（及電傷）、

機(jī)械傷害、噪聲、高處墜落、物體打擊、火災(zāi)等。3.3.3倉庫儲(chǔ)存過程的危害有害因素辨識(shí)分析（1）中毒氰化鈉、氰化鉀、氰化鋅、氰化亞銅等是劇毒物品，食入量很小有可能致死。①運(yùn)輸過程中的顛簸或碰撞或取用不當(dāng)?shù)瓤赡茉斐砂b容器的破損，導(dǎo)致內(nèi)容物的

泄漏、撒出，人體無防護(hù)接觸會(huì)導(dǎo)致中毒死亡。②在存放過程中，如果包裝袋破損，人員無防護(hù)接觸，中毒。③取料失誤，人員無防護(hù)接觸，中毒。④保管不善，被人偷去，誤食或害人。硫酸銅、光亮劑、等也是毒害品，鉻酸酐屬于高毒性，發(fā)生以上情況有中毒危險(xiǎn)。（2）化學(xué)灼傷

①氫氧化鈉包裝袋破損，人體接觸，會(huì)造成化學(xué)灼傷；②硫酸包裝塑料桶破損泄漏，人體接觸漏出物可造成化學(xué)灼傷。（3）火災(zāi)、爆炸①鉻酸酐、雙氧水是強(qiáng)氧化劑，如果和可燃物等同車運(yùn)輸或混存，如果有泄漏，兩

者接觸會(huì)劇烈反應(yīng)，放出大量的熱，甚至引起燃燒和爆炸。②鎳是自燃物質(zhì)，在空氣中會(huì)發(fā)生氧化，接觸強(qiáng)氧化劑（鉻酸酐等）會(huì)反應(yīng)以致引

起火災(zāi)。③光亮劑遇高熱、明火或與氧化劑混合，經(jīng)摩擦、撞擊有引起燃燒爆炸的危險(xiǎn)。在

高溫時(shí)，若被強(qiáng)酸、氫氧化物及鹵化物等污染后，有可能發(fā)生爆炸。工業(yè)用是

濃度為20～30%的溶液，危險(xiǎn)性較小。3.4電鍍過程的安全生產(chǎn)控制錯(cuò)施3.4.1生產(chǎn)工藝過程的安全控制錯(cuò)施

（1）電鍍各種溶液槽為開放式（或