電(diàn)镀就是利用(yòng)電(diàn)解原理(lǐ)在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。電(diàn)镀能(néng)增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多(duō)采用(yòng)耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导電(diàn)性、润滑性、耐热性、和表面美观。根据镀层的组成,可(kě)以将電(diàn)镀工艺分(fēn)為(wèi)镀铬、镀铜、镀镉、镀锡、镀锌、镀镍、镀金、镀银共8大类。接下来,小(xiǎo)编将為(wèi)大家详细介绍電(diàn)镀工艺8大分(fēn)类的原理(lǐ)和特点。
镀铬
铬是一种微带天蓝色的银白色金属。它有(yǒu)很(hěn)强的钝化性能(néng),大气中很(hěn)快钝化,显示出具有(yǒu)贵金属的性质,所以铁零件镀铬层是阴极镀层。铬层在大气中很(hěn)稳定,能(néng)長(cháng)期保持其光泽,在碱、硝酸、硫化物(wù)、碳酸盐以及有(yǒu)机酸等腐蚀介质中非常稳定, 但可(kě)溶于盐酸等氢卤酸和热的浓硫酸中。
铬层硬度高,耐磨性好,反光能(néng)力强,有(yǒu)较好的耐热性。在500°C以下光泽和硬度均无明显变化;温度大于500°C开始氧化变色;大于700°C才开始变软。由于镀铬层的优良性能(néng),广泛用(yòng)作防护一装饰镀层體(tǐ)系的外表层和机能(néng)镀层。
镀铜
镀铜层呈粉红色,质柔软,具有(yǒu)良好的延展性、导電(diàn)性和导热性,易于抛光,经过适当的化學(xué)处理(lǐ)可(kě)得古铜色、铜绿色、黑色和本色等装饰色彩。镀铜易在空气中失去光泽,与二氧化碳或氯化物(wù)作用(yòng),表面生成一层碱式碳酸铜或氯化铜膜层,受到硫化物(wù)的作用(yòng)会生成棕色或黑色硫化铜,因此,作為(wèi)装饰性的镀铜层需在表面涂覆有(yǒu)机覆盖层。
镀镉
镉是银白色有(yǒu)光泽的软质金属,其硬度比锡硬,比锌软,可(kě)塑性好,易于锻造和辗压。镉的化學(xué)性质与锌相似,但不溶解于碱液中,溶于硝酸和硝酸铵中,在稀硫酸和稀盐酸中溶解很(hěn)慢。镉的蒸汽和可(kě)溶性镉盐都有(yǒu)毒,必须严格防止镉的污染。因為(wèi)镉污染后的危害很(hěn)大,价格昂贵,所以通常采用(yòng)镀锌层或合金镀层来取代镀镉层。國(guó)内生产中应用(yòng)较多(duō)的镀镉溶液类型有(yǒu):氨羧络合物(wù)镀镉、酸性硫酸盐镀镉和氰化物(wù)镀镉。此外还有(yǒu)焦磷酸盐镀镉、碱性三乙醇胺镀镉和HEDP镀镉等。
镀锡
锡具有(yǒu)银白色的外观,原子量為(wèi)118.7,密度為(wèi)7.3g/cm^3,熔点為(wèi)231.89℃,原子价為(wèi)二价和四价,故電(diàn)化当量分(fēn)别為(wèi)2.12g/A.h和1.107g/A.h。锡具有(yǒu)抗腐蚀、无毒、易铁焊、柔软和延展性好等优点。锡镀层有(yǒu)如下特点和用(yòng)途:
(1.) 化學(xué)稳定性高;
(2.) 在電(diàn)化序中锡的标准電(diàn)位纰铁正,对钢铁来说是阴极性镀层,只有(yǒu)在镀层无孔隙时才能(néng)有(yǒu)效地保护基體(tǐ);
(3.) 锡导電(diàn)性好,易焊;
(4.) 锡从-130℃起结晶开始开始发生变异,到-300℃将完全转变為(wèi)一种晶型的同素异构體(tǐ),俗称”锡瘟”,此时已完全失去锡的性质;
(5.) 锡同锌、镉镀层一样,在高温、潮湿和密闭条件下能(néng)長(cháng)成晶须,称為(wèi)長(cháng)毛;
(6.)镀锡后在231.89℃以上的热油中重溶处理(lǐ),可(kě)获得有(yǒu)光泽的花(huā)纹锡层,可(kě)作日用(yòng)品的装饰镀层。
镀锌
锌易溶于酸,也能(néng)溶于碱,故称它為(wèi)两性金属。锌在干燥的空气中几乎不发生变化。在潮湿的空气中,锌表面会生成碱式碳酸锌膜。在含二氧化硫、硫化氢以及海洋性气氛中,锌的耐蚀性较差,尤其在高温高湿含有(yǒu)机酸的气氛里,锌镀层极易被腐蚀。锌的标准電(diàn)极電(diàn)位為(wèi)-0.76V,对钢铁基體(tǐ)来说,锌镀层属于阳极性镀层,它主要用(yòng)于防止钢铁的腐蚀,其防护性能(néng)的优劣与镀层厚度关系甚大。
锌镀层经钝化处理(lǐ)、染色或涂覆护光剂后,能(néng)显著提高其防护性和装饰性。随着镀锌工艺的发展,高性能(néng)镀锌光亮剂的采用(yòng),镀锌已从单纯的防护目的进入防护-装饰性应用(yòng)。
镀锌溶液有(yǒu)氰化物(wù)镀液和无氰镀液两类。氰化物(wù)镀液中分(fēn)微氰、低氰、中氰、和高氰几类。无氰镀液有(yǒu)碱性锌酸盐镀液、铵盐镀液、硫酸盐镀液及无氨氯化物(wù)镀液等。氰化镀锌溶液均镀能(néng)力好,得到的镀层光滑细致,在生产中被長(cháng)期采用(yòng)。但由于氰化物(wù)剧毒,对环境污染严重,已趋向于采用(yòng)低氰、微氰、无氰镀锌溶液。
镀镍
1、電(diàn)镀镍层在空气中的稳定性很(hěn)高,由于金属镍具有(yǒu)很(hěn)强的钝化能(néng)力,在表面能(néng)迅速生成一层极薄的钝化膜,能(néng)抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。
2、電(diàn)镀镍结晶极其细小(xiǎo),并且具有(yǒu)优良的抛光性能(néng)。经抛光的镍镀层可(kě)得到镜面般的光泽外表,同时在大气中可(kě)長(cháng)期保持其光泽。所以,電(diàn)镀层常用(yòng)于装饰。
3、镍镀层的硬度比较高,可(kě)以提高制品表面的耐磨性,在印刷工业中常用(yòng)镀镍层来提高铅表面的硬度。由于金属镍具有(yǒu)较高的化學(xué)稳定性,有(yǒu)些化工设备也常用(yòng)较厚的镍镀层,以防止被介质腐蚀。镀镍层还广泛的应用(yòng)在功能(néng)性方面,如修复被磨损、被腐蚀的零件,采用(yòng)刷镀技术进行局部電(diàn)镀。采用(yòng)電(diàn)铸工艺,用(yòng)来制造印刷行业的電(diàn)铸版、唱片模以及其它模具。厚的镀镍层具有(yǒu)良好的耐磨性,可(kě)作為(wèi)耐磨镀层。尤其是近几年来发展了复合電(diàn)镀,可(kě)沉积出夹有(yǒu)耐磨微粒的复合镍镀层,其硬度和耐磨性比镀镍层更高。若以石墨或氟化石墨作為(wèi)分(fēn)散微粒,则获得的镍-石墨或镍-氟化石墨复合镀层就具有(yǒu)很(hěn)好的自润滑性,可(kě)用(yòng)作為(wèi)润滑镀层。黑镍镀层作為(wèi)光學(xué)仪器的镀覆或装饰镀覆层亦都有(yǒu)着广泛的应用(yòng)。
4、镀镍的应用(yòng)面很(hěn)广,可(kě)作為(wèi)防护装饰性镀层,在钢铁、锌压铸件、铝合金及铜合金表面上,保护基體(tǐ)材料不受腐蚀或起光亮装饰作用(yòng);也常作為(wèi)其他(tā)镀层的中间镀层,在其上再镀一薄层铬,或镀一层仿金层,其抗蚀性更好,外观更美。在功能(néng)性应用(yòng)方面,在特殊行业的零件上镀镍约1~3mm厚,可(kě)达到修复目的。特别是在连续铸造结晶器、電(diàn)子元件表面的模具、合金的压铸模具、形状复杂的宇航发动机部件和微型電(diàn)子元件的制造等方应用(yòng)越来越广泛。
镀金
電(diàn)镀金镀层耐蚀性强,导電(diàn)性好,易于焊接,耐高温,并具有(yǒu)一定的耐磨性(如掺有(yǒu)少量其他(tā)元素的硬金),有(yǒu)良好的抗变色能(néng)力,同时金合金镀层有(yǒu)多(duō)种色调,在银上镀金可(kě)防止变色。并且镀层的延展性好,易抛光,故常用(yòng)作装饰性镀层,如镀首饰、钟表零件、艺术品等;
也广泛应用(yòng)于精密仪器仪表、印刷板、集成電(diàn)路、電(diàn)子管壳、電(diàn)接点等要求電(diàn)参数性能(néng)長(cháng)期稳定的零件電(diàn)镀。但由于金的价格昂贵,应用(yòng)受到一定限制。
镀银
该镀层用(yòng)于防止腐蚀,增加导電(diàn)率、反光性和美观。广泛应用(yòng)于電(diàn)器、仪器、仪表和照明用(yòng)具等制造工业。例如铜或铜合金制件镀银时,须先经除油去锈;再预镀薄银或浸入由氯化汞等配成的溶液中,进行汞化处理(lǐ),使在制件表面镀上一层汞膜;然后将制件作阴极,纯银板作阳极,浸入由硝酸银和氰化钾所配成的氰化银钾電(diàn)解液中,进行電(diàn)镀。電(diàn)器、仪表等工业还采用(yòng)无氰镀银。電(diàn)镀液用(yòng)硫代硫酸盐、亚硫酸盐、硫氰酸盐、亚铁氰化物(wù)等。為(wèi)了防止银镀层变色,通常要经过镀后处理(lǐ),主要是浸亮、化學(xué)和電(diàn)化學(xué)钝化,镀贵金属或稀有(yǒu)金属或涂覆盖层等。