1、 電電 鍍鍍 推推 薦薦 培培 訓(xùn)訓(xùn)2010年10月首先我們對(duì)電鍍提出幾個(gè)問(wèn)題 1 什么叫電鍍？ 2 為什么要電鍍？ 3 電鍍給我們帶來(lái)什么好處？ 4 電鍍所具備什么基本條件？什么叫電鍍？ 這是一個(gè)專(zhuān)業(yè)名詞，很多人搞了幾年電鍍但對(duì)這個(gè)名詞卻解釋不清除，我們干什么總是要知道它正確的解釋。 電鍍：是通過(guò)電解的方式從溶液中獲得金屬鍍層的過(guò)程(這個(gè)過(guò)程是一個(gè)電結(jié)晶，和還原過(guò)程）。 通過(guò)以上解釋可以看出電鍍是一個(gè)過(guò)程，而不是一個(gè)結(jié)果，請(qǐng)大家牢牢記住。為什么要電鍍？ 我們將產(chǎn)品電鍍主要為了實(shí)現(xiàn)以下目的 1 增加防腐性能，使基體不受外界腐蝕比如:鍍鋅、鍍鎘、鍍鎳+鉻等等。 2 增加裝飾性能，使產(chǎn)品更能滿(mǎn)足我

2、們多姿多彩生活要求比如：鍍仿金、鍍鉻、鍍金、槍色等等。 3 增加產(chǎn)品功能性能，使產(chǎn)品適合我們一些特殊要求比如：功能性鍍銀、鍍錫、鍍硬鉻等等。電鍍給我們帶來(lái)什么好處？ 根據(jù)世界金屬材料協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)每年因?yàn)楦g損耗金屬在幾億頓，占總金屬損耗的70%以上，人們通過(guò)各種方法來(lái)緩解金屬的腐蝕速度，電鍍是其中一種方法。 電鍍可以使生活中一些東西更加多彩和高貴，更適應(yīng)我們生活的要求，比如首飾電鍍，衣服紐扣電鍍，皮具五金電鍍。 電鍍可以增加一些產(chǎn)品功能性，包括導(dǎo)電性，焊接性，屏蔽性等等使我們生活更加方便。電鍍需要那些基本條件？ 電鍍主要需要以下基本條件： 1 溶液中需要有可被電流析出的金屬。（有的金屬是不能析出比

3、如：鉀、鈉、釩等等。） 2 供給電鍍需要的電流。 3 能析出金屬的基體金屬（有的基體需要處理后才能電鍍?nèi)纾核苣z，陶瓷，木頭等等） 4 陽(yáng)極（分不溶性和可溶性陽(yáng)極，可溶性陽(yáng)極是提供溶液中金屬離子補(bǔ)充，同時(shí)還可以起到電流分散的作用） 5 溶液組成條件符合電鍍要求。兩類(lèi)導(dǎo)體 1 憑借物質(zhì)中自由電子的定向移動(dòng)來(lái)完成導(dǎo)電過(guò)程的導(dǎo)體成為第一類(lèi)導(dǎo)體。屬于第一類(lèi)導(dǎo)體的物質(zhì)包括所有金屬、合金和少量非金屬物質(zhì)，如：石墨、二氧化鉛等等。 2 憑借陰、陽(yáng)離子的運(yùn)動(dòng)來(lái)完成導(dǎo)電過(guò)程的稱(chēng)為第二類(lèi)導(dǎo)體。所有的電解液和熔融電解液都屬于第二類(lèi)導(dǎo)體。第二類(lèi)導(dǎo)體的導(dǎo)電效果比第一類(lèi)導(dǎo)電效果差很多。 3 所有電鍍中必須有兩類(lèi)導(dǎo)體的導(dǎo)電作

4、用。電極與電極電位 1 所謂電極是當(dāng)金屬插入它的鹽的電解溶液中，在金屬與溶液界面發(fā)生了粒子的交換使金屬具備了某電化學(xué)的一些特性，這時(shí)我們稱(chēng)該金屬為“某電極”。任何金屬在他的鹽電解溶液中都稱(chēng)為電極。 2 電極電位：在金屬與液面形成穩(wěn)定的雙電層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的電位差，這個(gè)電位差稱(chēng)為該金屬在它的鹽溶液中的電極電位。析出電位 當(dāng)陰極電位偏離平衡電位而負(fù)移時(shí)發(fā)生金屬析出，而該金屬開(kāi)始析出時(shí)最正的電位稱(chēng)為該金屬的析出電位。 實(shí)際的電極反應(yīng)在進(jìn)行的時(shí)候，會(huì)發(fā)生陰極電位比理論值低，陽(yáng)極電位比理論值高的情況，這就叫做過(guò)電位如果陰極析出的是氫氣，就叫析氫過(guò)電位，析氧過(guò)電位也一樣過(guò)電位是由于電極的極化而產(chǎn)生的，就是說(shuō)實(shí)際

5、的電極反應(yīng)已經(jīng)偏離了理想的電極反應(yīng) 以上結(jié)果可以用陰極極化方法實(shí)現(xiàn)。 極化 當(dāng)電流通過(guò)電極時(shí)電極偏離平衡電位的現(xiàn)象稱(chēng)為極化。 電極上通過(guò)的電流越大，電極電位偏離電極平衡電位的絕對(duì)值越大。 陽(yáng)極發(fā)生極化時(shí)其電極電位隨著電流密度的增大不斷變正，這是我們不希望看到的結(jié)果，所以電鍍中陽(yáng)極面積都比陰極面積大。 陰極上發(fā)生極化時(shí)，其電位因?yàn)殡娏鞯脑龃蠖粩嘧冐?fù)。這是電鍍需要理想的效果。極化分類(lèi) 1 電化學(xué)極化：在電流的作用下，由于電極上的電化學(xué)反應(yīng)速度小于外電源供給電子的速度，而電極電位向負(fù)的方向移動(dòng)而產(chǎn)生的極化。 2 濃差極化：由于電極表面附近液層的濃度與溶液的濃度的差異而產(chǎn)生的極化稱(chēng)為濃差極化，濃差極

6、化對(duì)鍍液有害，我們要盡量避免。鍍液均鍍能力 均鍍能力又稱(chēng)為分散能力，他是指電鍍液所具有的使鍍件表面鍍層厚度均勻分布的能力，當(dāng)?shù)玫降腻儗釉陉帢O表面上分布得比較均勻時(shí)，即稱(chēng)這種鍍液具有良好的均鍍能力。深度能力 又稱(chēng)為覆蓋能力，他是指電鍍液所具有的使鍍件的深凹處金屬沉積的能力。 均鍍能力和深鍍能力是鍍液重要參數(shù)之一，他直接影響鍍層的質(zhì)量，很大程度上決定著鍍層的防護(hù)性能，但他受多方面的因素影響。影響均鍍能力和深鍍能力的因素。 1 陰極極化度的影響。 2 鍍液導(dǎo)電率的影響。 3 陰極電流效益的影響。 4 幾何因素的影響。 5 基體因素影響。電解液的電導(dǎo)過(guò)程 電解液的傳質(zhì)方式：電解液屬于第二類(lèi)導(dǎo)體，憑借陰

7、、陽(yáng)離子的移動(dòng)來(lái)完成電導(dǎo)過(guò)程，其傳遞方式分為三種：1 擴(kuò)散、2對(duì)流、3電遷移。 擴(kuò)散:當(dāng)鍍液中某一物質(zhì)存在濃度差異時(shí)由于分子熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，即使在鍍液完全靜止的情況下，也會(huì)產(chǎn)生該成分從濃度高區(qū)向濃度低區(qū)的移動(dòng) 對(duì)流：當(dāng)鍍液中溶解物質(zhì)的離子隨著流動(dòng)的液體一起流動(dòng)，溶質(zhì)與鍍液之間沒(méi)有相對(duì)移動(dòng)時(shí)稱(chēng)為對(duì)流。 電遷移：鍍液中陰、陽(yáng)離子在外加電流的作用下，由于靜電引力，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，這種陰、陽(yáng)離子的移動(dòng)稱(chēng)為電遷移。金屬電沉積的可能 所謂的金屬電沉積，是指把金屬離子或絡(luò)合離子在陰極上還原成金屬的過(guò)程，從原則上講，只要電極電位夠負(fù)，任何金屬都可能在陰極上還原或電沉積，但實(shí)際不完全如此，若鍍

8、液某一部分（或容積本身）的還原電位比金屬還原電位還正，實(shí)際上不能實(shí)現(xiàn)金屬離子的還原，在中性水溶液中，當(dāng)電位達(dá)到-0.8V-2.0V，就會(huì)有氫的猛烈析出，也就是說(shuō)比金屬平衡電位比這個(gè)電位更負(fù)金屬離子就不可能被還原。比如：鉀離子、鈉離子、三價(jià)鋁離子等等。其它主要沉積 1 陰極產(chǎn)物不是金屬而是合金的，生產(chǎn)物中金屬的活度比純金屬要小。例如：用汞做陰極則堿金屬（鋰、鈉、鉀等）堿土金屬（鈹、鎂、鈣等）和稀土金屬（釔、鈰、鐠等）的離子都能自水溶液中在電極上還原而生成汞齊（稱(chēng)汞齊化） 2 溶液存在絡(luò)合劑，金屬離子以絡(luò)合的形式存在，使溶液變得更負(fù)，還原過(guò)程實(shí)現(xiàn)比較困難，金屬有可能在陰極上還原。 3 在非水溶液中

9、，金屬離子的溶劑化可能與水化能相差很大，同時(shí)各種溶劑的分解電壓不同，所以一些不能在水溶劑中電沉積的金屬，可能在適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中電沉積出來(lái)。例如：鋁、鎂等金屬可以從醚溶液中電沉積出來(lái)。但這中方法成本高，工藝復(fù)雜一般不用。鍍液性能對(duì)鍍層結(jié)構(gòu)的影響 一 鍍液成分的影響 1 主鹽特性的影響：a主要金屬離子為簡(jiǎn)單離子的鍍液其陰極極化小，鍍層結(jié)晶較粗，鍍液分散能力比較差。b主要金屬為絡(luò)合離子的鍍液，由于絡(luò)合離子具有一定的穩(wěn)定性，離解能力較小，使金屬離子在陰極還原比較困難，從而提高了陰極極化，鍍層結(jié)晶較細(xì)致密，鍍液的分散能力較好。所以，有絡(luò)合鍍液中獲得的鍍層要比簡(jiǎn)單鹽鍍液中獲得的鍍層質(zhì)量要高。續(xù)上 2 主鹽

10、濃度的影響：若其它工藝條件不變，隨著主鹽濃度的提高，陰極極化降低結(jié)晶核心生成速度變慢因而鍍層結(jié)晶較粗，這對(duì)簡(jiǎn)單鹽鍍液影響較為明顯。但是如果濃度較低導(dǎo)電性差，不能大電流操作，電流效益低，最終導(dǎo)致生產(chǎn)效益低，實(shí)際生產(chǎn)中并不可取。 主鹽濃度對(duì)鍍層結(jié)構(gòu)的影響在絡(luò)合鍍液中并不明顯，這是因?yàn)榻j(luò)合鍍液電結(jié)晶過(guò)程受電化學(xué)步驟的影響，并且為控制步驟，電化學(xué)極化較大，擴(kuò)散步驟相對(duì)來(lái)說(shuō)速度快，影響就不大了續(xù)上 3 附加鹽的影響： 1 增加鍍液的導(dǎo)電性（如堿銅中加入碳酸鈉） 2 增加陽(yáng)極溶解效果（如鍍鎳中加入氯化鎳） 3 增加陰極極化度 4 穩(wěn)定鍍液主鹽不水解（如仿金中加入氫氧化鈉） 5 穩(wěn)定鍍液PH值（如鍍鎳中加入

11、硼酸）續(xù)上 3 添加劑作用的影響 添加劑是指少量物質(zhì)，它在鍍液中不明顯改變電性，但會(huì)顯著改散鍍液性質(zhì)。 添加劑分為有機(jī)添加劑和無(wú)機(jī)添加劑兩種，無(wú)機(jī)添加劑目前用得比較少，用得最多的為有機(jī)添加劑，添加劑能夠吸附在陰極表面與金屬形成“膠體金屬離子型”絡(luò)合物從而大大提高了金屬離子還原時(shí)的極化作用，使鍍層結(jié)晶細(xì)致，平整光亮，有機(jī)添加劑是有選擇性的，不同的鍍液采用的有機(jī)添加劑不同。二 工藝因素的影響 1 陰極電流密度的影響 陰極的電流密度增大，鍍液的極化作用增強(qiáng)，鍍層的結(jié)晶也隨之變得細(xì)致緊密，但陰極的電流密度過(guò)大，超過(guò)鍍液允許的工作范圍上限值，鍍層就會(huì)燒焦，所謂燒焦是指陰極電流密度過(guò)大，陰極附近嚴(yán)重缺乏金

12、屬離子，造成氫的大量析出，導(dǎo)致陰極附近的PH值急劇上升，形成堿鹽夾雜的鍍層里，造成空洞，麻點(diǎn)，疏松，發(fā)黑等現(xiàn)象。各種鍍液都有允許的電流范圍，控制時(shí)不能超出這個(gè)范圍，否則達(dá)不到理想的鍍層效果。續(xù)上 2鍍液溫度的影響 在其它條件相同的情況下，提高溫度會(huì)降低陰極極化，使鍍液結(jié)晶變粗，其原因是溫度提高離子運(yùn)動(dòng)速度加快，金屬的擴(kuò)散速度加快，濃差極化降低，陰極的極化就降低了。溫度過(guò)高還會(huì)造成一些有機(jī)物分解。 但是鍍液溫度升高，如果主鹽濃度恰當(dāng)，電流提高能補(bǔ)足溫度高的缺點(diǎn)，還有一好處是溫度高，電流大，生產(chǎn)效益會(huì)有所提高，具體要看產(chǎn)品要求而定。續(xù)上 3 攪拌的影響 攪拌會(huì)加速鍍液的對(duì)流，使陰極附近消耗了的金屬

13、離子得以及時(shí)補(bǔ)充，因而降低了濃差極化，也就是降低了陰極極化，在其它條件相同的情況下，攪拌會(huì)使鍍層結(jié)晶變粗。 但是攪拌可以提高電流密度彌補(bǔ)上面問(wèn)題，而且攪拌可以使陰極表面析出氫氣盡快散開(kāi)避免形成麻點(diǎn)問(wèn)題，也大大提高生產(chǎn)效益。 當(dāng)鍍液成分不受空氣和二氧化碳作用時(shí)空用空氣攪拌（如鍍酸銅，鍍鎳等等）反之則只能采用陰極移動(dòng)或鍍液噴流方式（如一切氰化物鍍液，鍍錫鍍液等等）續(xù)上 施加電流方式的影響 1 換向電流：實(shí)際上就是變相電流，能周期改變電流的方向，零件在每個(gè)周期內(nèi)將有一瞬間變成陽(yáng)極發(fā)生溶解，控制了結(jié)晶長(zhǎng)大的時(shí)間，使鍍層結(jié)晶變細(xì)。但是如果電鍍時(shí)間短，鍍層處于陽(yáng)極時(shí)會(huì)鈍化的鍍液不適宜用換向電流（如鍍仿金，

14、鉻等等） 2 交直流迭加電流：這種電流根據(jù)迭加電流值的大小，可分為脈沖直流，間隙電流（相當(dāng)于換向電流)。 3 脈沖電流：目前使用最多的電流，對(duì)受擴(kuò)散控制的電極過(guò)程有良好的作用。效益高，耗電小，鍍層結(jié)晶細(xì)致。 4 電流波形的影響：電鍍常用的整流機(jī)可分為半波、全波型。鍍鉻需要有全波形整流機(jī)，其它基本可以通用。析氫對(duì)鍍液和鍍層影響 不管何種電鍍陰極析氫是不可避免的結(jié)果（就是我們?yōu)槭裁措娏餍б孢_(dá)不到100%）一般認(rèn)為金屬離子沉積電位較負(fù)，析出的氫氣多一些，還有就是氫過(guò)電位很低，氫在不同金屬上析出的電位不同,氫過(guò)電位低的金屬析氫嚴(yán)重。 析氫可能造成以下不良 1 氫脆 2 鼓泡 3 針孔 。 電鍍液中含有

15、有機(jī)雜質(zhì)，電鍍液中含有金屬雜質(zhì)，工件有油污或垢物沒(méi)有清理干凈都會(huì)造成鍍液析氫嚴(yán)重、鍍層針孔。減少析氫的措施 提高析氫的過(guò)電位是有效減少析氫的措施，影響氫過(guò)電位因素主要有以下幾點(diǎn)： 1 陰極材料：不同陰極材料氫過(guò)電位不同，對(duì)氫過(guò)電位低的基體金屬入槽時(shí)應(yīng)該使用沖擊電流，使陰極上迅速鍍上一層過(guò)電位較高的金屬鍍層，在回復(fù)到正常電流，這樣可以有效減少鍍液析氫。 2 陰極表面狀態(tài)：凡表面粗糙的工件氫過(guò)電位低，易析氫。凡是拋光好的零件氫過(guò)電位比較高，析氫難。過(guò)腐蝕的零件易析氫。 3電鍍?nèi)芤海汉j(luò)合物鍍液中，絡(luò)合能力強(qiáng)，游離量多析氫就多。單鹽電鍍中PH值對(duì)析氫有顯著影響，PH值低的鍍液氫過(guò)電位低析氫較多，PH

16、值高的鍍液氫過(guò)電位較高析氫相對(duì)減少。影響金屬在陰極表面分布的因素 電流效益的影響 1 電流效益不隨電流密度變化，金屬在陰極表面的分布與電流在陰極表面的分布相同，例如硫酸鹽鍍銅。 2電流效益隨電流密度的增大而增大，這種鍍液電流密度大的陰極表面比電流密度小的陰極表面電流效益高，造成近陰極和遠(yuǎn)陰極電流效益不同獲得鍍層厚度也不同，例如鍍鉻溶液。 3電流效益隨電流密度的增大而減小，這種鍍液他會(huì)使金屬在陰極表面的分布比電流在陰極表面的分布更加均勻，例如氰化物溶液。續(xù)上 基體金屬本性和表面狀態(tài)的影響 1 基體金屬的本性：因?yàn)樵陔婂冞^(guò)程中陰極常伴有析氫的負(fù)反應(yīng)，氫過(guò)電位低的金屬鍍層析出比較困難。 2 基體金屬

17、的表面狀態(tài)：陰極表面如果有未除凈的氧化物或表面活性物質(zhì)金屬沉積也是不均勻的，如果金屬表面粗糙，金屬沉積也不是均勻的 3 獲得均勻鍍層的措施： a 選擇理想的絡(luò)合劑和添加劑，提高陰極極化度。b 添加導(dǎo)電鹽，增強(qiáng)鍍液導(dǎo)電性能。c 加大鍍件和陽(yáng)極距離（允許范圍內(nèi)）d 工件電鍍面盡量和陽(yáng)極面平行。E 采用輔助陽(yáng)極和陰極保護(hù)。f 零件在鍍液中均勻擺放。有機(jī)添加劑的作用分類(lèi) 電鍍有機(jī)添加劑的作用主要有以下幾點(diǎn) 1 增加陰極極化度，使金屬在陰極上的分布更加均勻，結(jié)晶更加細(xì)致。 2 光亮作用，使工件電鍍后達(dá)到光亮效果，減少人工拋光的工作強(qiáng)度。 3 整平作用，使工件電鍍后圍觀表面得到進(jìn)一步整平，達(dá)到鏡面效果。

18、4 濕潤(rùn)作用，使鍍液表面張力減小，減少麻點(diǎn)針孔機(jī)率的產(chǎn)生。電鍍霍爾槽加溫棒打氣管溫度計(jì)導(dǎo)電夾可從水溶液中電沉積出來(lái)可從氰化物鍍液中電沉積出來(lái)一些簡(jiǎn)單的公式換算 1公升(L)=1升(L)=1000毫升(ml) 1立方米溶積(M3)=1000升(L)， 1加侖(英)=4.546升(L) 1噸(T)=1000公斤(kg)、1公斤(kg)=1000克(g)、1克(g)=1000毫克(mg)、1公斤=2.20462磅 1公里(KM)=1000米(M)、1米(M)=10分米(dm)=100厘米(cm)=1000毫米(mm)=1000000微米(mu)=3.28084英尺、1英尺=12英寸。電鍍一些單位符號(hào)

19、 1 ml/L（毫升/升）表示每升溶液中含有多少其它毫升的物質(zhì)，比如：補(bǔ)加光亮劑10ml/L，就是表示每升鍍液加10毫升光劑如果鍍槽是1000升那么補(bǔ)加量為10 x1000=10000毫升=10L. 2 g/L（克/升）表示每升鍍液含有多少克的某些物質(zhì)，比如：硫酸銅200g/L就表示每升鍍液含有200克硫酸銅，1000升鍍液含有1000Lx200g=200000g=200kg。 3 v/v%(體積比）表示某中溶液占另一種溶液的百分之幾，比如：開(kāi)除蠟水10v/v%就表示1升溶液中含有100毫升除蠟水，與ml/L不同的是：ml/L一般表示添加到某一鍍液中而且添加量比較小，添加后溶液溶劑體積=添加量

20、+原鍍液，v/v%一般用于添加量比較大的溶劑，添加時(shí)需要先預(yù)留添加物質(zhì)的體積比如添加10v/v%除蠟水那么是900ml水中加100ml除蠟水。（啰嗦）續(xù)上 4 KA.H（千安培.小時(shí)）表示電流為1000A電鍍一小時(shí)這是我們補(bǔ)加光劑最簡(jiǎn)單的計(jì)量方法 5 ppm（毫克/升）表示每升中含有多少某種物質(zhì)一般用來(lái)表示鍍液的雜質(zhì)含量。 Psi 內(nèi)應(yīng)力的表示單位，表示每平方英寸上多少帕壓力。 Dyne/cm2（達(dá)因/平方厘米） 表面張力的表示單位，表示工件與溶液之間相互作用力的單位，電鍍?nèi)芤罕砻鎻埩υ?0-50左右正常。一些簡(jiǎn)單計(jì)算公式 電鍍層厚度的計(jì)算公式：(厚度代號(hào)：d、單位：微d=(CDktk)/60

21、r 電鍍時(shí)間計(jì)算公式： （時(shí)間代號(hào)：t、單位：分鐘） t=(60rd)/(CDkk) 陰極電流密度計(jì)算公式：（代號(hào)：k、單位：A/dm2） k=(60rd)/(CtDk) 陰極電流以效率計(jì)算公式： Dk=(60rd)/(CtDk) 一些物質(zhì)的化學(xué)符號(hào)化學(xué)符號(hào)是我們電化學(xué)的基礎(chǔ)，大家有時(shí)間可以拿來(lái)仔細(xì)閱讀。實(shí)驗(yàn)室和實(shí)際生產(chǎn)中差別實(shí)驗(yàn)室的霍爾槽實(shí)驗(yàn)是我們檢測(cè)鍍液最有效的方法，霍爾槽試片可以看出實(shí)際生產(chǎn)中一些問(wèn)題比如：燒焦、整平、麻點(diǎn)、針孔、走位、亮度、色澤等等。但是實(shí)驗(yàn)室與實(shí)際生產(chǎn)中又存在差別我們不能將實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)以放大倍數(shù)到實(shí)際生產(chǎn)中主要區(qū)別如下：1 添加區(qū)別：霍爾槽分為267ml和275ml兩種如果我們實(shí)驗(yàn)時(shí)補(bǔ)加0.1ml光劑到霍爾槽實(shí)驗(yàn)結(jié)果OK，那么按計(jì)算大槽中應(yīng)補(bǔ)加0.37ml/L一般按0.4ml/L計(jì)算（4倍計(jì)算），但是實(shí)際操作中一般只補(bǔ)加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一半最多不超過(guò)三分之二。2 打氣區(qū)別：霍爾槽的打氣均勻有力，但是實(shí)際生產(chǎn)中往往打氣不足也不夠均勻。3 電流區(qū)別：實(shí)驗(yàn)中電流記錄比較標(biāo)準(zhǔn)，整流機(jī)波紋率很小但是實(shí)際生產(chǎn)中往往難以達(dá)到。4 電鍍中毛刺、粗粒很難在霍爾槽中表