電渡
電渡
電渡(鍍)(electroplating)是一種電離子沉積過程(electrodepos- ition process),是利用電極(electrode)通過電流,使金屬附著在物體表面上,其目的為改變物體表面的特性或尺寸。
電渡時,鍍層金屬做陽極,被氧化成陽離子進入電鍍液;待鍍的金屬製品做陰極,鍍層金屬的陽離子在金屬表面被還原形成鍍層。為排除其它陽離子的干擾,且使鍍層均勻、牢固,需用含鍍層金屬陽離子的溶液做電鍍液,以保持鍍層金屬陽離子的濃度不變。電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層,改變基材表面性質或尺寸。電鍍能增強金屬的抗腐蝕性(鍍層金屬多採用耐腐蝕的金屬)、增加硬度、防止磨耗、提高導電性、潤滑性、耐熱性、和表面美觀。
電渡大部分是在液體(solution)下進行,而且大多是在水溶液(aqueous solution)中電渡,大約有30種的金屬可由水溶液進行電鍍,例如:銅Cu、鎳Ni、鉻Cr、鋅Zn、鎘Cd" 、鉛Pb、金Au、銀Ag、鉑Pt、鈷Co、錳Mn、銻Sb、鉍Bi、汞Hg、鎵Ga、銦In、鉈、As、Se、Te、Pd、Mn、Re、Rh、Os、Ir、Nb、W等等。有些金屬必須由非水溶液進行電鍍,例如:鋰、鈉、鉀、鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鋁、La、Ti、Zr、Ge、Mo等等。可由水溶液及非水溶液的電鍍金屬有:銅、銀、鋅、鎘、銻、鉍、錳、鈷、鎳等等。
是在基材上鍍上金屬鍍層(deposit),改變基材表面性質或尺寸。例如賦予金屬表面的光澤美觀、物品防鏽、防止磨耗;提高導電度、潤滑性、強度、耐熱性、耐候性;熱處理的防滲碳、氮化;尺寸或磨耗的零件修補。
1 把鍍層金屬接在陽極
2 把鍍件接在陰極
3 陰陽極以鍍上去的金屬的正離子組成的電解質溶液相連
4 通以直流電的電源后,陽極的金屬會進行氧化反應(失去電子),溶液中的正離子則在陰極被還原(得到電子)成原子並積聚在負極表層。
電鍍后被電鍍物件的美觀性和電流大小有關係,電流越小,被電鍍的物件便會越美觀;反之則會出現一些不平整的形狀。
電鍍的主要用途包括防止金屬氧化 (如鏽蝕) 以及進行裝飾。不少硬幣的外層亦為電鍍。
電鍍產生的污水(如失去效用的電解質)是水污染的重要來源。
電鍍法(electroplating) 無電鍍法(electroless plating)
熱浸法(hot dip plating) 熔射噴鍍法(spray plating)
塑料電鍍(plastic plating) 浸漬電鍍(immersion plating)
滲透鍍金(diffusion plating) 陰極濺鍍(cathode supptering)
真空離子電鍍(vacuum plating) 合金電鍍 (alloy plating)
複合電鍍(composite plating 局部電鍍(selective plating)
穿孔電鍍(through-hole plating) 筆電鍍(pen plating)
鍍層分為裝飾保護性鍍層和功能性鍍層兩類。
裝飾保護性鍍層 主要是在鐵金屬、非鐵金屬及塑料上的鍍鉻層,特別是鋼的銅-鎳-鉻層,鋅及鋼上的鎳-鉻層。為了節約鎳,人們已能在鋼上鍍銅-鎳/鐵-高硫鎳-鎳/鐵-低固分鎳-鉻層。與鍍鉻層相似的錫/鎳鍍層,可用於分析天平、化學泵、閥和流量測量儀錶上。
功能性鍍層 這種鍍層種類很多,如:
①提高與軸頸的相容性和嵌入性的滑動軸承罩鍍層,鉛-錫,鉛-銅-錫,鉛-銦等複合鍍層;
②用於耐磨的中、高速柴油機活塞環上的硬鉻鍍層,這種鍍層也可用在塑料模具上,具有不粘模具和使用壽命長的特點;
③在大型人字齒輪的滑動面上鍍銅,可防止滑動面早期拉毛;
④用於防止鋼鐵基體遭受大氣腐蝕的鍍鋅;
⑤防止滲氮的銅錫鍍層;
⑥用於收音機、電視機製造中釺焊並防止鋼與鋁間的原電池腐蝕的錫-鋅鍍層。適用於修復和製造的工程鍍層,有鉻、銀、銅等,它們的厚度都比較大,硬鉻層可以厚達300微米。
1.氰化物鍍鋅:
由於(CN)屬劇毒,所以環境保護對電鍍鋅中使用氰化物提出了嚴格限制,不斷促進減少氰化物和取代氰化物電鍍鋅鍍液體系的發展,要求使用低氰(微氰)電鍍液。
2.鋅酸鹽鍍鋅:
採用此工藝,鍍層晶格結構為柱狀,耐腐蝕性好,適合彩色鍍鋅。
注意:產品出槽后—>水洗—>出光(硝酸+鹽酸) —>水洗—>鈍化—>水洗—>水洗—>燙干—>烘乾—>老化處理(烘箱內80~90oC。
3.氯化物鍍鋅
此工藝在電鍍行業應用比較廣泛,所佔比例高達40%。
鈍化后(蘭白)可以鋅代鉻(與鍍鉻相媲美),特別是在外加水溶性清漆后,外行人是很難辨認出是鍍鋅還是鍍鉻的。
此工藝適合於白色鈍化(蘭白,銀白)。
4.硫酸鹽鍍鋅
此工藝適合於連續鍍(線材、帶材、簡單、粗大型零、部件)。成本低廉
鋼鐵件電鍍鋅工藝流程
酸性鍍鋅(鹼性鍍鋅)除油 → 除銹→ 純化 → 乾燥
鋼鐵件常溫發黑工藝流程
浸脫水防鏽油(浸封閉劑)→烘乾→除油→除銹→常溫發黑→浸肥皂液→ 浸錠子油或機油
鋼鐵件磷化工藝流程
除油→除銹→表調→磷化→塗裝
ABS/PC塑料電鍍工藝流程
除油 → 親水 → 預粗化(PC≥50%) → 粗化 → 中和 → 整面 → 活化→ 解膠 → 化學沉鎳 → 鍍焦銅 → 鍍酸銅 → 鍍半亮鎳 → 鍍高硫鎳 → 鍍亮鎳 → 鍍封 → 鍍鉻
PCB電鍍工藝流程
除油 → 粗化 → 預浸 → 活化 → 解膠 → 化學沉銅 → 鍍銅 → 酸性除油 → 微蝕 → 鍍低應力鎳 → 鍍亮鎳 → 鍍金 →乾燥
鋼鐵件多層電鍍工藝流程
除油 → 除銹 → 鍍氰化銅 → 鍍酸銅 → 鍍半亮鎳 → 鍍高硫鎳 → 鍍亮鎳 → 鎳封 → 鍍鉻
鋼鐵件前處理(打磨件、非打磨件)工藝流程
1、打磨件 → 除蠟 → 熱浸除油 → 電解除油 → 酸蝕 → 非它電鍍
2、非打磨件 → 熱浸除油 → 電解除油 → 酸蝕 → 其它電鍍
鋅合金件鍍前處理工藝流程
除蠟 → 熱浸除油 → 電解除油 → 酸蝕 → 鍍鹼銅 → 鍍酸銅或焦磷酸銅 → 其它電鍍
鋁及其合金鍍前處理工藝流程
除蠟→熱浸除油→電解除油→酸蝕除垢→化學沉鋅 → 浸酸 → 二次沉新 → 鍍鹼銅或鎳 → 其它電鍍
除蠟→熱浸除油→電解除油→酸蝕除垢→鋁鉻化 → 乾燥 → 噴沫或噴粉→ 烘乾或粗化 → 成品
除蠟→熱浸除油→電解除油→酸蝕除垢→陽極氧化 → 染色 → 封閉 → 乾燥 → 成品
鐵件鍍鉻工藝流程
除蠟 → 熱浸除油 → 陰極 → 陽極 → 電解除油 → 弱酸浸蝕 → 預鍍鹼銅 → 酸性光亮銅(選擇)→ 光亮鎳 →鍍鉻或其它
除蠟 → 熱浸除油 → 陰極 → 陽極 → 電解除油 → 弱酸浸蝕 → 半光亮鎳 → 高硫鎳 → 光亮鎳 → 鎳封(選擇)→ 鍍鉻
鋅合金鍍鉻工藝流程
除蠟 → 熱浸除油 → 陰極電解除油 → 浸酸 → 鹼性光亮銅 → 焦磷酸銅(選擇性)→ 酸性光亮銅(選擇性)→ 光亮鎳→鍍鉻
電叻架及染色工藝流程
前處理或電鍍 → 純水洗(2-3次) →預浸 → 電叻架 → 回收 → 純水洗(2-3次)→ 烘乾 → 成品