《diandu.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《diandu.ppt（162页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、表面处理的概念,使用一定的方法，在基体的表面沉积（或生成）起防护、装饰或其它特殊作用的膜层。常见的有电镀、电泳、电着、磷化、氧化、涂装等。,表面处理的作用,常见的有防护（耐腐蚀）、装饰、耐磨、耐热、易焊、导电、导磁等等。,基本知识,氧化还原反应 氧化还原反应是在反应前后，某种元素的化合价有变化的化学反应。这种反应可以理解成由两个半反应构成，即氧化反应和还原反应。(如镀镍槽中镍阳极板溶解属于氧化反应,槽液中的主盐硫酸镍沉积于工件属于还原反应 ) 溶液的浓度及表示方法： . 体积比浓度 如：盐酸 . 克升浓度 如 克/升硫酸铜溶液 . 质量百分比浓度 硫酸溶液 . 波美度 如 Be除油溶液 . p
2、pm浓度 如 ppm氯离子 3 pH值：氢离子的负对数来表示 如pH=4酸性溶液,基本知识,表面活性剂： .概念：一种在低浓度下能显著降低溶剂(一般为水) 的表面张力,改变体系界面状态,从而产生润湿、乳化、起泡等一系列作用。 .性质：润湿，分散，乳化，渗透，发泡 .分类: 离子和非离子表面活性剂,电镀的基本概念,电镀是一种电化学过程，也是一种氧化还原过程，基本的过程是将零件浸在金属盐的溶液中作为阴极，金属作为阳极接通直流电源后，使金属离子在阴极得到电子而还原成金属沉积在其表面；常见的有镀锌、铜、镍、铬、锡、银、金、仿金等。,电镀过程,简单的说带负电的离子向阳极移动带正电的离子向阴极移动，在阴极
3、得到电子发生还原反应还原成金属沉积在表面,电镀过程,电镀的宏观过程 电镀过程，是镀液中的金属离子在直流电作用下在阴极上还原成金属镀层的过程。电镀的过程是金属的搬运过程，它是将阳极溶解出来的金属通过镀液搬到阴极上变成金属镀层。 电沉积的微观过程 是镀液中的金属离子（或络离子）在阴极上还原的电结晶过程。,实现电镀过程具备的条件,直流电源 镀槽 电镀溶液 金属阳极 工件（阴极） 过滤机 加热（或冷冻）装置 空气或机械搅拌,电镀液的成分,主盐 是指要沉积出来的金属的盐。浓度高时整平、光亮度好，但较粗糙带出损失也大；浓度低时分散能力和覆盖能力好，但能使用电流密度低，沉积慢。 缓冲剂 因一般电镀液都要维持
4、一定的PH值范围，过高过低都有害，所以需要加入缓冲剂，如镀镍液中的硼酸、镀碱铜的碳酸钠。 阳极去极化剂 促进阳极溶解，防止钝化，如光亮镍中氯离子，酸铜中硫酸，碱铜中酒石酸钾钠。 络合剂 络合金属离子，稳定溶液，使其平稳放电，得到良好镀层，如碱铜中的氰化钠。一般由游离量来控制；含量高，电流效率低，分散能力好，过高则使镀件低区镀不上；若含量低，分散能力较差，过低时易产生不良镀层。 添加剂 起到提高镀层质量，改善镀层性能。一般有光亮剂、整平剂、润湿剂、应力消除剂等。,电镀主要工艺指标,阴、阳极电流密度 ： 用A/ dm2 表示。 温度 ：用表示 电流、电压 ： 电镀的电源有直流、脉冲、间歇、周期换向
5、电源。 搅拌 ： 一般采用空气或阴极移动和循环过滤 PH值：氢离子的负对数,电镀的阳极,电镀上用的阳极，多数是溶解性的，但对于某些特别的镀种，也使用不溶性的阳极。 可溶性阳极： 电解铜板，磷铜球，镍角，锡铅板，金，银, 锌板 不溶性阳极： 不锈钢板，钛篮 。,镀液和镀层的分类,镀液的分类 就镀液的酸、碱性来分，可分为酸性镀液（酸性镀铜）和碱性镀液（氰化镀铜）两种。就主盐的本性来划分，可分为金属离子型（如镀镍）和金属络离子型（如氰化镀铜、镀锌）镀液两类。 镀层的分类 就镀层的用途来分，可分为防护性镀层（如镀锌）和防护-装饰性镀层（如复合层镀镍-铬）两类，还有一类是功能性镀层（镀硬铬）。就镀层的性
6、质来分，可分为阴极性镀层和阳极性镀层两类。 阳极性镀层：镀层金属的活泼性比基体金属的大，在使用条件下，镀层遇有腐蚀介质时，镀层先腐蚀而基体不受腐蚀，具有牺牲性镀层保护基体的特点，这种镀层就是阳极性镀层，如钢铁上的镀锌。 阴极性镀层：金属基体的活泼性比金属镀层的大，在使用条件下，只有镀层完整的将基体包覆起来，才能起到保护基体的作用。如果镀层不完整或有孔隙破损，当发生腐蚀的时候，基体会受到腐蚀而破坏，镀层反而不发生腐蚀，并且因此而使基体腐蚀速度更快，这种镀层就是阴极性镀层，如钢铁上的镀铜，镀镍等。 由于阴极性镀层只有完整和具有一定的厚度才对基体有保护作用，因此从防护的角度考虑应该尽量采用阳极性镀层
7、，如果采用阴极性镀层，则要求电镀层厚度，孔隙率等都要符合用户的要求。,均镀能力与深镀能力,均镀能力（分散能力） 能使镀层金属在工件凹凸不平的表面上均匀沉积的能力叫镀液的分散能力换句话说，分散能力是指溶液所具有的使镀件表面镀层厚度均匀分布的能力也叫均镀能力 深镀能力 指电镀时，镀层在凹入部位（常称为低电流区）的镀着能力。 上述两种能力是不同的，不要混淆，因为镀层能均匀分布沉积在镀件上时，它的深镀能力不一定好，反之，深镀能力好的镀液，其均镀能力也不一定好，镀铬采用大电流冲镀可提高其深镀能力。,提高镀液的分散能力和覆盖能力,（1）合理装挂工件，使其处于最佳的电流分布状态下同时尽量避免折出的气体停留在
8、工件的言孔或低洼处； （2）采用短时间的冲击电流，改善基体金属的表面状况，提高氢在基体金属上的过电位； （3）尽可能改善电极和电镀槽的几何形状，合理的调节电极之间的距离； （4）给工件加辅助极来改善电流分布；,电镀层的基本要求,与基体金属结合牢固，附着力好 镀层完整结晶细致紧密，空隙率小 具有好的物理及化学性能 具有符合规定的镀层厚度而且镀层分布均匀,电镀层的检验,检验的项目主要有外观、结合力、厚度、脆性、耐蚀性、可焊性、孔隙率等。 外观 ： 有针孔（麻点）、起泡（起皮、瘤、脱皮）、阴阳面、斑点、烧焦、树枝状、光亮度、暗影、海绵状等等。 厚度 ： 主要通过专用仪器测定 脆性 ：一般通过破坏性试
9、验来检验 耐蚀性： 一般通过人工加速腐蚀试验来检验。常用的有NSS（中性）、ASS（酸性）、CASS（铜加速）等。,赫尔槽的使用,常用的多是267毫升的槽。观察试片时，可看出镀层由低电流密度区向高电流密度区变化的情况，从而判断出由镀液或是辅助设备出现故障时对镀层的影响。,近端 远端,镀铜,铜的标准电极电位比较正，在铁基或锌基体上镀铜层属阴极镀层，因此，只有当镀层致密无孔时才对基体有机械保护作用。 生产上常用的镀铜工艺有氰化镀铜、酸性镀铜、焦磷酸盐镀铜等。其它如HEDP镀铜、柠檬酸-酒石酸盐镀铜及氟硼酸盐镀铜等工艺但用于生 产的较少,氰化镀铜,氰化镀铜的镀层结晶细致，结合力好，镀液的均镀能力，稳
10、定性也非常好，工艺操作简单，容易控制，发展成熟，长期以来已经广泛应用于各种金属基体材料的打底镀层，但是氰化物毒性大，污染环境，危害操作者的身体健康，污水处理费用高，我国已经出台相关法令政策禁止使用氰化物电镀，为了保护环境，减少公害，近几年国内已经开发了无氰碱性镀铜替代氰化镀铜。,镀液配方及工艺条件,氰化镀铜的成分作用,氰化铜（CuCN）： 氰化铜是供给镀液铜离子的来源。 镀液中铜离子含量应在 37- 50 克/升。 氰化钠（NaCN）： 镀液中的游离氰化钠与铜含量的相互关系。当铜含量为37-50克/升，游离氰化钠应在15-20克/升之间。所以当游离氰化钠在10克/升以下，低电流密度区会起云雾，
11、当游离氰化钠在20克/升以上，阴极电流效率减低，同时阴极会有大量气体产生。所以游离氰化钠的最佳值随金属铜量而定。 氢氧化钠（NaOH）： 氢氧化钠可提高镀液的导电性。如工件为锌合金铸件时，氢氧化钠宜保持在1-3克/升，以免碱度太高而侵蚀锌合金。如工件全部是钢铁件时，氢氧化钠浓度可调升至10-30克/升。,无氰碱性镀铜SF638,性能特点： 1、镀液分散能力、覆盖能力良好，镀层结合力强； 2、镀层结晶细致、平滑、柔软，有一定的光亮度； 3、工艺操作简单，容易控制，符合清洁生产的要求。 用途 适合钢铁，锌合金压铸件，黄铜件等的预镀。,镀液配方及工艺条件,无氰碱性镀铜的成分功用,开缸剂 SF-638
12、Cu无氰碱铜开缸剂试镀液的浓缩液，主要由铜盐和络合剂组成，铜含量为19克/升。其加入量为300-500毫升/升，最佳值为400毫升/升。开缸剂加入量太小，则铜含量太低，溶液的导电性能差，扩散速度慢，高区容易烧焦；开缸剂加入量太大，则铜含量太高，溶液的分散能力下降，结合力差，溶液带出损失大。镀液中的铜含量可以通过化学分析进行控制，一般铜含量在7.5-10克/升，铁基预镀铜最佳值为9.5克/升，锌合金预镀铜的为7.5克/升。 促进剂 SF-638E无氰碱铜促进剂中包含络合剂，活化剂，金属杂质的掩蔽剂，PH缓冲剂和导电盐，需要日常添加补充，其添加量为：400-800ml/KAH。 pH值 该工艺pH
13、值控制在9-10范围内可以获得良好的镀层，最佳值为9.6。pH值太低，镀层溶液产生置换，导致其结合力下降；pH值太高，阳极溶解太快容易产生铜粉，造成溶液浑浊，且镀层粗糙，高区出现毛刺。pH值太高或太低可以通过采用w20的硫酸或w40的氢氧化钾溶液调节。 温度 该工艺中，镀液温度范围为50-60，最佳值为55。温度太低，溶液的扩散性能太差，高区容易烧焦；温度太高槽液的挥发量大，耗能大。 电流密度 本工艺的电流密度范围为0.3-3安培/平方分米。电流密度太低，镀层沉积速度太慢，镀层太薄；电流密度太大，高区结晶粗糙，容易出现烧焦。,酸性镀铜性能特点,SF-610特点: 出光快镀层清亮 各组分功能作用
14、明显 适用钢铁,锌铝的镀铜,SF-910特点: 整平和走位好 容易操作调整 适用塑料,钢铁锌铝等电镀厚铜,镀液配方及工艺条件,酸性镀铜成分的性能,硫酸铜：是铜离子的主要来源，含量高时出光快，光亮度好，整平性佳，但气温低时易在阳极结晶沉淀析出，使电阻增加，电流下降，低电位光亮度差，填平度下降。含量过低，高电位区易烧焦，光剂消耗量较平时多。 硫 酸： 能提高镀液导电率，含量高时分散能力佳，但浓度太高，会使硫酸铜溶液浓度下降，在阳极结晶析出，造成光剂损耗大，填平度下降，硫酸太少，低电位光亮度及填平度差，阳极溶解不良，电阻大。 氯离子：溶液中必须存在少量氯离子才能得到全光亮镀层，其含量一般控制在30-
15、120毫克/升。如含量过低，镀液整平性能和镀层光亮度均下降，且易产生光亮树枝状条纹，严重时镀层粗糙有针孔甚至烧焦；过高时，镀层光亮度下降和低电流区不亮 。 SF-910/610MU：镀液大处理，转光剂或加硫酸铜时使用，支持光亮剂A及B作出高填平光亮剂镀层，如镀层有针孔或高区烧焦，需加入1-2毫升/升，消耗量约40-60毫升/千安时。 SF-910/610A:能使镀件获得高填平光亮镀层；使低电流区电镀良好。A含量过多，会造成高中电流区高光亮，低电位区镀层薄、无光；超多，高电位区烧焦，甚至出现麻沙点、条纹，需补充B平衡；A含量不足明时，高中区光亮度一般，低位产生暗区、白雾。消耗量约60-80毫升/
16、千安时。 SF-910/610B： 能使高中低电流区获得高填平光亮的镀层；含量过多，低电位易产生暗区、白雾，高区出现白膜；太少，易出现树枝状条纹，且镀层边缘会产生毛刺，甚至烧焦，消耗量约50-60毫升/千安时。,现象一 :镀层烧焦,可能性成因 ： A 镀液温度低于20 B 铜含量过低（低于50 克/升,比重低于20波美度） C 氯离子含量过低 D A剂过量 E B剂不足 F 搅拌不良,解决方法 ： A 升高液温至24-28 B 添加硫酸铜（加入15克/升硫酸铜可提高1波美度或加入3.7克/升金属铜） C 分析后补充 D 电解消耗过量的A剂，或加入30%的双氧水（0.1-0.2毫升/升）,或放置
17、少量活性碳于滤泵中 E 添加适量B剂 F 检查阴极移动或空气搅拌,现象二 :高电位镀层山脉纹,可能性成因 ： A 缺少开缸剂 B 缺少氯离子,解决方法 ： A 添加适量开缸剂 B 经分析后调整氯离子至80毫克/升,现象三 :低电位光亮度差,可能性成因 ： A 镀液温度超过35 B B剂过量,解决方法 ： A 降温至24-28 B 电解消耗过多的B剂，或加入适量A剂,现象四:填平度差,可能性成因 ： A 缺少A剂与B剂 B 氯离子过量（高于 150毫克/升）,解决方法 ： A 添加适量的A剂或B剂 B 加入1克/升锌粉，或1%硫酸银溶液（4.4毫升/升的1%硫酸银溶液可沉淀10毫克/升氯离子）,
18、现象五 :光亮度不足,可能性成因 ： A 添加剂不够 B 氯离子含量过高或过低 C 阳极面积不足 D 导电不良 E 硫酸含量偏高,解决方法 ： A 补充A剂与B剂（用赫氏槽判断） B 分析后调整 C 增加阳极面积 D 检查导电面积 E 稀释镀液，并分析是否需要补充其它原料。,现象六 :加入光剂后,无相应果,可能性成因 ： 有机物污染,解决方法 ： 加入5-10克/升活性碳粉处理,然后补充2毫升/升开缸剂0.3毫升/升A剂及适量B剂,现象七:添加剂消耗量大,可能性成因 ： A 镀液温度大于30 B 是A剂与B剂之添加比例不恰当 C 助滤剂不合适或用量过多 D 阳极表面污垢多,解决方法 ： A 冷
19、却镀液至24-28 B 调整A剂与B剂之添加量比例 C 建议助滤剂的用量为300-500克/平方米过滤面积 D 清洗阳极和阳极袋,现象八 :光亮镍镀层在酸铜上 结合力差,可能性成因 ： A剂过量(超过1毫升/升),解决方法 ： 镀酸铜后在10-50克/升 之氢氧化钠溶液中电解 处理30秒(20),现象九:酸铜镀层在预镀镍上 结合力差,可能性成因 ： 预镀镍镀液含硫化物,解决方法 ： 应用不含硫之半光亮镍镀液,现象十:镀层有微细针孔,可能性成因 ： A 滤泵吸入空气 B 不适当之空气搅拌 C 缺少开缸剂,解决方法 ： A 滤泵入水口要远离空 气搅拌位置,防止吸入气泡 B 打气管之气孔不可过 小(
20、直径最好不小于3毫米) C 添加适量开缸剂,现象十一:镀层布满幼细的微粒,可能性成因 ： A 镀液内有悬浮的微细颗粒(例如活性碳粉) B 搅拌用之空气被污染 C 添加硫酸铜时没有充足过滤 D 使用不适当之阳极(例如阳极不含磷,引致表面有深红色之阳极泥)剂,解决方法 ： A 连续过滤镀液,建议用助滤剂 B 检查隔尘网、隔油网,最好用无油气泵来打气 C 彻底滤清硫酸铜镀 D 只能使用磷铜阳极,此种阳极表面会有一层黑色之阳极膜,现象十二:阳极钝化,可能性成因 ： A 主盐成份过高 B 阳极袋堵塞 C 镀液被大量铁杂质严 重污染,解决方法 ： A 稀释镀液 B 清洗阳极袋 C 稀释镀液,镀镍,根据产品
21、需要电镀什么样的镍层组合型式 多层镍体系 （镍光剂形成电位差，整平光亮和柔韧） 镀镍溶液 铜镍铬体系 （出光快，光亮度好） 直上镍体系 （和基材结合力好，光亮度好） 滚镀镍体系 （光亮和走位好）,性能特点,镀液配方及工艺条件,镀镍成分的性能,硫酸镍：硫酸镍为镍离子的主要来源，沉积在镀件上的金属镍就是由镍离子还原的。 氯化镍：氯化镍提供氯离子来帮助阳极溶解，减少阳极极化现象，增加镀液的导电性，并使阴极有较高之电流密度，同时也供应镍离子。 硼酸：硼酸有缓冲作用，可稳定阴极膜的PH值，硼酸过低，镀层会有针孔，容易变脆，硼酸过高。阳极袋会因硼酸结晶而阻塞，间接增大电阻。 主光剂：是控制镀层的光亮度和填
22、平度，其量由镀件外观加以控制。如含量过低，填平度差，低电流密度区光亮欠佳；含量过高，会使镀层变脆，低电流密度区漏镀。 辅光剂：其作用是减少镀层内应力，增加镀层的柔软性及低区覆盖能力，以维持最佳光泽效果。 润湿剂：润湿剂可降低镀液表面张力及减少针孔。太低镀层容易产生针孔，太高镀层容易产生桔皮。,常见故障和处理方法,常见故障和处理方法,装饰镀铬,传统的六价铬铬工艺有很多的优点：镀液稳定、管理维护简单、有良好的硬度、耐磨性和装饰外观等等，因此在电镀工业中占有极其重要的地位，它不仅用作装饰性镀层，还大量用作功能性镀层。但电镀过程中带出的铬酸和产生酸雾却给环境带来严重的污染，而且六价铬是一种易于人体内积
23、累的致癌物质，对工作人员和环境的危害极大。近年为了消除六价铬污染，尤其是欧盟车辆报废法规（ELVD）颁布后国内外开始重视三价铬镀铬工艺的研究和应用，现在国内已有众多品牌的三价铬镀铬可供选择。,高性能装饰镀铬SF868,性能特点 铬镀层光亮、致密、硬度高； 阴极电流效率高，可达18-22%，可在较高电流密度下操作，沉积速度快； 光亮范围较宽，具优良之覆盖能力及分散能力，且杂质容忍度高； 添加剂不含氟，对工件和中间镀层无腐蚀； 单一开缸及补充，使用极为方便 用途 适用于各种复杂工件的镀铬,镀液配方及工艺条件,装饰镀铬成分的功用,铬酐： 铬酐为主要成份，含量高则导电率会提高，但阴极电流下降，不足则高
24、电流区易烧焦。 三价铬： 、新配之镀液经电解后有三价铬产生，进行电解时阴极上产生三价铬，而阳极则将其氧化成六价铬，以达至平衡，三价铬含量一般为0.5-3克/升； 、三价铬过低时，沉积速度慢，镀层较软，镀液均镀能力差，可通过大阴极面积电解以提高其含量，三价铬过高则镀层光亮范围缩小，导电率下降，可用小阴极面积电解以降低其含量。 硫酸： 、镀铬液中必须有一定量的硫酸才可使六价铬还原成金属铬，其含量不在于其绝对值的多少，而在于合适之铬酐/硫酸比。一般控制铬酐/硫酸比在100-1501为宜； 、过高比例则会减少镀层沉积速度和光泽度，镀层边会出现黑色条纹及棕色铬渍。过低比例虽可提高镀层光泽度，但却使阴极电
25、流效率、沉积速度和深镀能力降低； 、硫酸过高可加碳酸钡沉淀以除去，一般为2克碳酸钡可沉淀1克硫酸。,环保装饰铬SF865,性能特点 SF-865环保装饰镀铬工艺是三价铬镀铬的第二代产品。在装饰性和效益方面超过早期其它的产品。主要好处是使用硫酸盐而无非常腐蚀设备的氯化物。其特点是： 1镀层外观呈光亮不锈钢色； 2镀层为不连续微裂纹铬，耐蚀性高于铬酸镀铬。镀层硬度不低于铬酸镀铬层； 3镀液分数能力、覆盖能力比铬酸镀液好，获得光亮铬的电流密度范围比较宽，适合于形状较为复杂的零件镀铬； 4电流效率高达25%； 5镀液污染少，电镀时不产生有害的铬酸雾，污水处理简单。 用途 适用于各类材质零件装饰性镀铬,
26、镀液配方及工艺条件,环保装饰铬,SF-865导电盐 提供溶液导电性能。浓度由分析硼酸或者检查溶液的比重来确定。 SF-865开缸剂 提供三价铬。依据分析值来调查。 SF-865辅加剂 是光亮剂的载体并且使镀层获得全光亮。可分析。 SF-865补给A 用来维护三价铬在规定范围内的添加剂。 SF-865补给B 是维持亮度的添加剂。 SF-865补给C 是一种络合剂，在正常使用情况下是不要求的。 SF-865湿润剂 是使表面张力降低至32达因/厘米的添加剂。 pH值 溶液的pH值必须维持在3.3-3.7之间（酸度计），最佳为3.4。必须调整时，用10%的氢氧化钠或10%的硫酸在强烈搅拌下缓慢地调整。
27、pH值在38以上，溶液将会降低功效，千万要注意不要让溶液的pH值大于38。 净化 在镀镍和镀铬之间，好的水洗是非常必要的。使用循环水洗是不好的，这样会把镀镍槽的金属带进三价铬镀槽中。为了避免有害 过滤泵和过滤管道在使用前都应清洗干净，避免污染物质带物积累，应采用加活性炭过滤，过滤泵应能每小时循环2次。入进环保铬镀槽。新的活性炭会吸收一些湿润剂，因此要检查溶液的表面张力。 双氧水 添加双氧水是为了维持镀液的最佳状态。当溶液无使用时，可以添加双氧水处理。如长时间闲置或过整夜不用通常要添加双氧水。双氧水的添加量一次不要超过1毫升/升。,镀锌溶液的种类,碱性镀液 氰化物镀锌 锌酸盐镀锌 镀锌溶液 酸性
28、镀液 氯化物镀锌 硫酸盐光亮镀锌 其中以氰化物镀锌、锌酸盐镀锌、氯化物镀锌和硫酸盐镀锌最 常用。,氰化物镀锌,由于氰化物镀锌工艺成熟、镀层结晶细致、镀层经除氢后不会发黑、镀液分散能力好、温度范围较宽及废水治理较简便，氰化物镀锌应用仍然比较广。 氰化物镀锌的缺点是：电流效率低（仅70-75%左右），不宜镀铸铁件，毒性大、易分解、氰化物镀锌根据含氰量多少分为高氰、中氰和低氰三种，目前，一般采用中氰、低氰光亮镀锌较多，对处理废水有利，镀层质量好。,介绍SF-527低氰光亮镀锌： 性能特点,SF-527其最大的特点是用于低氰镀锌光亮区宽、分散能力好、价格较低， 杂质容忍度高,镀液配方及工艺条件（详见表
29、1） 表1 氰化物镀锌镀液组成及工艺条件,镀液的维护,由于氰化钠与氢氧化钠在电解时要消耗，因此每班要根据化验结果作适当补充，使镀液成份始终在工艺范围内。若锌含量偏高，可在阳极上多挂铁板来降低，但不能用不锈钢板作不溶性阳极。 添加剂少加勤加。 过滤前先加入3-5 g/L硫化钠去除金属杂质，搅拌静置过夜再过滤。 本镀液虽有除油作用，但镀前处理仍需严格。 滚镀锌工艺也可采用表1资料，滚筒转速为6-12r/min,杂质的影响,铅、镉、锡：镀液含铅要小于0.05 g/L，镉小于0.1g/L，锡小于0.05g/L，超过会造成镀层粗糙，钝化后发灰。需要加入0.5 g/L硫化钠，生成硫化物沉淀除去。其来源主要
30、是阳极不纯。 铜：镀液含铜要小1g/L，若过多会使光泽变暗，钝化发黑。硫化钠不能除铜，除铜最好的方法是用锌粉，0.1g/L铜加锌粉1g/L处理，加入锌粉后2小时内要过滤，不然锌粉全部溶解掉就无法置换铜了。或用低电流密度0.1A/dm2电解去除铜。实践发现，锌粉在镀液溶解时还能将微量六价铬还原，因六价铬会降低电流效率，使镀层起泡以每隔一定时间用锌粉处理一次对镀层质量有好处。 铁：铁在槽内以铁氰化钠形式存在，允许量是60g/L，过多会造成镀层黑斑。除去的方法可用冷却法。据测定，经降温至7.8，除去结晶铁氰化钠，镀液中铁离子含量仅为4.3 g/L。 碳酸钠：镀液中碳酸钠是氰化钠、氢氧化钠与空气中的二
31、氧化碳反应生成。适量存在有稳定镀液的作用。积累到25g/L就开始影响电流效率，若超过50g/L，电流效率显著降低，镀液发粘，镀层发暗发花，这时就要除去多余碳酸钠。镀槽内碳酸盐含量不允许超过80g/L。,锌酸盐镀锌（碱性无氰镀锌）,锌酸盐镀锌是从七十年代初迅速发展起发来的，它与氯化物镀锌同属当前无氰镀锌的两大类。 锌酸盐镀锌主要成份是氧化锌与氢氧化钠，它的工艺特点类似氰化镀锌。镀层质量的关键是选用添加剂，没有良好的添加剂只能得到海绵状的镀层。 目前有两种高性能碱性无氰镀锌光亮剂，SF-525、 SF-529。 锌酸盐镀锌的镀液对钢铁设备无腐蚀作用，维护费用低，镀层结晶细致，对杂质敏感性低，废水处
32、理也方便。缺点是电流效率低（仅65-75%），电镀时的气体与镀液刺激性都较大，需装抽风设备。下面介绍公司SF-525、SF-529无氰镀锌。,性能特点,SF-525、是镀层光亮， SF-529其光亮电流密度范围都比较宽、镀层白亮、均镀性好，但SF-529最大的特点具有优良的低区覆盖能力和分散能力，且镀层无脆性，特别适合于大平面或复杂零件镀锌和加厚镀锌。可以调光亮和亚光的效果,从综合性能来说比SF-525要好一些，价格也相对高一点。,表3 碱性无氰镀锌镀液配方及工艺条件,镀液配制,在槽内加入总体四分之一的水，将计算量的氢氧化钠倒入，搅拌直至溶解。 把计算量氧化锌用少量水调成糊状，在不断搅拌下逐渐
33、加至氢氧化钠溶液中，使氧化锌全部溶解，稀释至总容积的8/10左右（最好采用溶锌方法添加或补充氧化锌）。 加1-5g/L锌粉，搅拌均匀，静置2-3小时，过滤。 稍作电解，加入计算量的添加剂，再加水至规定容积，即可试镀。,成分的作用,氧化锌：是供应锌离子的主盐。采用不同添加剂，其锌含量控制范围略有不同。锌含量偏高，可提高电流密度，但镀层粗糙，分散能力差；若锌量低，则沉积慢，电流效率降低。 氢氧化钠：它是锌的络合剂，并能促进阳极溶解，提高溶液导电性，所以保持一定含量很重要。实践指出Zn：NaOH=1：8-10为妥。在此比值内镀液稳定，分散能力与覆盖能力良好。若氢氧化钠含量偏高，锌阳极溶解快，使锌含量
34、升高，电流效率下降，刺激性气体也增多，若氢氧化钠偏低，则电流密度范围狭窄，镀层粗糙，阳极钝化。 添加剂：添加剂在镀液中能使镀层结晶细致光亮，又称光亮剂，能扩大电流密度范围，改善镀液的分散能力和覆盖能力。但过多会造成脆性、起泡等疵病。,工艺条件的影响,温度：镀液温度偏低时，使用的电流密度范围窄，电流效率低，沉积速度慢，而且易起泡；温度高时，镀层粗糙，分散能力与覆盖能力下降。 电流密度：此类镀液使用的电流密度较宽，在0.5-6 A/dm2都可。若阴极电流密度过高，电流效率下降。吊镀槽若有阴极移动，电流密度可大一些。,镀液的维护,镀液较稳定，平时只需加添加剂。氢氧化钠和氧化锌可根据化验作适当补充。要
35、控制锌与氢氧化钠比值在1：10左右。 锌的补充：在碱性无氰电镀溶液中，补充锌既可以象氰化镀锌一样以阳极溶解锌，也可以在独立盛有NaOH溶液的溶锌槽中溶解锌金属。然后，这种富含锌的溶液再被循环输送到电镀槽中，同时在电镀槽中用不溶性阳极，比单纯依靠锌阳极溶解更方便控制锌含量。 所有的碱性无氰镀锌槽都应该安装一个优质合适的过滤系统，它将有助保证和提高碱性无氰镀锌的质量，降低添加剂的消耗；减少和消除生产线由于过多的杂质而停产。 控制镀液温度比较重要，有条件要装降温装置，温度最好控制在35以下。使用SF-526添加剂温度可稍高一些。 要使镀液稳定，应注意定期分析、定期加料。 每隔半年至一年要清除一次碳酸
36、钠。 严格镀前处理，下槽前用1：1盐酸活化，防止起泡。,杂质的影响,铜：镀淮中含量应小于0.05g/L，过多使镀层粗糙无光，可用小电流电解处理或加锌粉置换处理。锌粉可加0.5-1g/L，搅拌、静置，在二小时内过滤。 铅：镀液中含量应小于0.001g/L，过多使镀层发黑。可加入0.5-1g/L硫化钠使之生成硫化铅沉淀除去，同时镀液中的其他金属也能一起除去。 铬酸根：其含量超过0.4g/L就使电流效率下降，高电流密度区发雾或起泡，低电流密度区镀不上，分散能力与覆盖能力明显下降。可加入锌粉、大电流电解或加入0.2-0.4g/L保险粉处理。镀液中含有硝酸根亦会造成与铬酸根相似故障。硝酸根可用电解法除去
37、。 有机杂质：使镀层起泡，光亮度不匀。可用双氧水1-5 ml/l处理后，再用活性炭吸附过滤。锌酸盐镀锌的杂质净化除上述方法外，SF-526净化剂能除去铜、铁、铅、锡和铬等重金属杂质，还能有效地吸附镀液中的机械杂质和有机添加剂的分解产物，净化后的镀液能恢复到原来状态。 碳酸钠：镀液中含量超过50g/L时，镀件边角烧焦，可用冷冻或石灰乳沉淀法除去。,表4 碱性无氰镀锌（SF-525、SF-529）常见故障和处理方法,氯化物镀锌,氯化铵镀锌从60年代起用于生产，由于镀层光亮细致，得到较大的发展，镀液占无氰镀锌近一半，但所排废水难于治理。自七十年代末开发了无铵氯化物镀锌工艺，废水处理较方便，已在生产上
38、大规模推广应用。 氯化物镀锌的镀液电流效率高（95%以上），镀层质量好，电镀过程渗氢少，因此可镀弹性零件，能在铸件或高碳钢上直接电镀，镀液对操作人员影响小，不需抽风装置，管理和维护也较方便。 氯化物镀锌的缺点是对钢材设备有较大腐蚀性，维护不当，钝化膜会发生“变色”现象；氯化铵镀锌废水难处理，采用无铵氯化物镀锌可得到改善。无铵氯化物镀锌，该镀液不含络合物，溶液组成简单，解决了氯化铵镀锌废水处理困难的问题，近年来发展较快。 下面介绍本公司二种无铵氯化物镀锌SF-522。,性能特点,SF-522氯化钾镀锌，最大特点：镀层全光亮，脆性小，适应于加厚镀锌和装饰性镀锌，镀液低泡，光剂消耗少，工作温度也比较
39、高,适应于挂镀和滚镀。：,表5 无铵氯化物镀锌液组成及工艺条件,镀液配制,先将计算量的氯化钾（或氯化钠）、硼酸用热水溶解后加入槽内。其中硼酸热水来溶解。 将计算量的氯化锌用少量水溶解后加入槽内。 加入计算量添加剂，加水至所需容量，搅拌均匀，测定pH（一般配好就在工艺范围内），通电试镀。,电镀反应原理,单盐镀液的电极反应比较简单。 阴极过程 氯化锌在水溶液中离解： ZnCl2Zn2+2CL- 电解时，锌离子在阴极上得到电子，沉积出锌： Zn2+2e Zn 同时，部分氢离子放电析出氢气： Zn2+2e H2 阳极过程 锌阳极在大最氯离子存在时很容易溶解： ZnZn2+2e 阳极电流效率尽管很高，但
40、在电解时仍有少量氢氧根失去电子析出氧： 4OH -4e2H2O+O2,成分的作用,氯化锌：锌离子的来源。采取较高的浓度能提高沉积速度，也能防止阴极浓差极化使镀层烧焦。锌离子的浓度允许在较大范围内变化。锌离子浓度低时，镀层易烧焦，一般以40-90 g/L为宜。 氯化钾或氯化钠：单用氯化锌导电性极差，加入氯化钾或氯化钠主要起导电盐的作用。钾盐导电性好，钠盐价格便宜。除导电作用处，还提高了阴极极化和镀液的分散能力。若氯化钾(钠)含量偏低，不但导电性差，同时镀层表面易产生黑色条纹，光亮范围也缩小。 硼酸：镀液在弱酸性范围内加入硼酸起稳定pH的作用。pH偏高会形成金属氢氧化物夹于镀层中，使镀层发暗；若p
41、H偏低，由于氢的析出增加，电流效率显著下降。 添加剂：当镀液未加添加剂时，只能得到无光灰色的粗糙镀层。加入添加剂后，镀液的分散能力和覆盖能力提高，镀层光亮细致，整平性好。,工艺条件的影响,温度：选择不同的添加剂，其镀液工作温度范围各不相同，在其工作温度范围内所得镀层光亮，覆盖能力较好。但不管选择何种添加剂，工作温度最好控制在15-30，若温度偏高，添加剂消耗加快，温度偏低，虽然结晶细致，但电流密度范围缩小。 pH值：镀液pH偏低，电流效率与覆盖能力都下降；pH偏高时，镀层质量显著降低。电镀时pH会缓慢上升，可在不断搅拌下用稀盐酸调整。若pH偏低可用稀碱液调整。 阴极电流密度：一般控制在0.8-
42、2 A/dm2。电流密度高，镀层光亮，分散能力与覆盖能力也有提高，因此只要镀层不烧焦，电流密度可适当提高。 阴极移动：能提高阴极电流密度。,镀液的维护,镀液比较稳定，氯化锌、氯化钾或氯化钠和硼酸的含量，每周只需分析一次，根据结果作必要的调整。锌离子含量可用增减锌阳极来调整，同时锌板在停镀时不用取出，也能保持锌离子浓度稳定。 镀槽最好安装循环过滤系统，镀液连续过滤不但有利提高镀层质量，而且可降低添加剂消耗量。 每班要测一次pH，pH上升可用盐酸调整。 添加剂的补充，可用霍尔槽试片观察，也可摸索消耗规律，一般每1KAh耗100-200 mL。 要重视前处理工序，如除油、浸酸等，不然会引起结合力不良
43、。 要防止铁镀件落入槽内，每天下班前应捞出槽底落物。每隔1-2个月要用活性炭吸附过滤大处理一次。,杂质的影响,铁：是氯化钾（钠）镀锌主要杂质，尤其是滚镀锌。当铁离子含量大于5g/L时，低电流密度区镀层发黄，用3%HNO3出光可见霍尔槽试片高中区有黑影，可加30%双氧水0.5-1m l/L处理，充分搅拌，将pH调至6，然后过滤除去。 铜：对镀液影响也很大。铜离子大于5mg/L时会引起镀层钝化后不亮、发花和发黑。处理以锌粉置换较好。即加入1-2g/L锌粉，搅拌，静置1小时后过滤。也可采用0.2 A/dm2小电流电解除去。 铅：含量不大于5mg/L，超过会造成镀层发灰。可采用除铜杂质的方法处理，即铜
44、、铅和镉，都可采用锌粉置换除去。 有机杂质：由添加剂的分解及油脂的带入积累的有机杂质，会使镀层发雾，钝化不光亮，覆盖能力降低，镀层粗糙，可加入1-5g/L活性炭吸附有机杂质，搅拌并静置过夜，过滤。镀层质量很差的镀液，可先用锌粉，后用活性炭处理再过滤。,常见故障和处理方法,硫酸盐镀锌,硫酸盐镀锌是最早用的镀锌方法。镀液简单，成本低廉，电流效率高（接近100%），沉积速度快，适合在线材、带材上高速电镀。与其他类型镀液相比，它的阴极极化小，镀层结晶也较粗.添加SF-520添加剂后，可提高光亮度，但分散能力与覆盖能力相对较差，只适用外形简单的零件。尽管如此，它在镀锌中仍占有一定地位。下面介绍公司SF-
45、520硫酸盐镀锌。,硫酸盐镀锌液组成及工艺条件硫酸盐镀锌液组成及工艺条件,除氢处理,镀件在电镀过程中挂在阴极。电镀时，阴极上除沉积出锌以外，同时还析出部分氢，其中有一部分氢会渗入镀件的晶格中，造成晶格歪扭，使镀件内应力增大，产生脆性。另外，镀件在酸洗、阴极电解除油时也会有这种渗氢现象，使零件产生脆性而断裂，称为“氢脆”。 零件对氢脆敏感性与材料的特性、抗拉强度的大小有关。抗拉强度越高，氢脆敏感性就大，容易渗氢而氢脆断裂。弹簧、弹簧片、高强度钢等等重要结构件经电镀后必需进行除氢。 除氢可在装有循环装置的空气炉或油槽中进行。这类除氢设备必须装有一套自动控制和一套报警装置，除氢时间应连续，不可中间断
46、开。除氢应在钝化前进行。 由于电镀零件的抗拉强度不同，一般抗拉强度值b1050MPa时无要求，b1050MPa时，电镀前必需消除应力，同时镀后应除氢，时间长短按b值而变化。电镀前消除应力的条件见表8，电镀后的除氢要求见表9。,由于电镀零件的抗拉强度不同，一般抗拉强度值b1050MPa时无要求，b1050MPa时，电镀前必需消除应力，同时镀后应除氢，时间长短按b值而变化。电镀前消除应力的条件见表8，电镀后的除氢要求见表9。,表8 电镀前消除应力的条件,表9 电镀后的除氢,注：1、用过热汽缸油或变压器油进行油槽除氢。 2、铜及铜合金零件，钎焊的钢和铜组合件不除氢（特殊要求例外）。 3、渗碳、氰化零
47、件除氢温度不应超过低温回火温度，但应适当延长 除氢时间。,钝化处理,将锌镀层浸入以铬酐（或三价铬化合物）为主组成的溶液中进行化学处理，使其表面生成一层铬酸盐（或三价铬）薄膜的工艺过程称为钝化。 镀锌层钝化处理传统工艺是采用铬酸或铬酸盐处理（所谓六价铬钝化），六价铬钝化可分为高铬钝化和低铬钝化，二十世纪八十年代以后，大多采用低铬钝化工艺，各种优良的低铬钝化剂（粉）都由供应商提供。近年为了消除六价铬污染，尤其是欧盟车辆报废法规（ELVD）颁布后国内外开始重视三价铬钝化工艺的研究和应用，现在国内已有众多品牌的三价铬钝化剂可供选择。,钝化处理剂（粉）的种类,钝化处理剂（粉）根据环保要求可分为六价铬钝化
48、、三价铬钝化和无铬钝化（无铬钝化工艺目前成熟工艺很少）。 根据钝化膜的外观和性能可分为白色钝化、蓝白色钝化、蓝色钝化、彩色钝化、黄色钝化、军绿色钝化和黑色钝化。 白色钝化、蓝白色钝化因为具有铬色的外观一般用于装饰，但其防腐性能比较差。 彩色钝化、黄色钝化、军绿色钝化膜耐蚀性好，以军绿色钝化膜防蚀性最好，黄色及彩色钝化膜次之，主要用于提高镀锌层耐蚀性能。 黑色钝化膜、蓝色钝化膜有美丽外观，主要用于装饰目的，黑色钝化膜本身耐蚀性也很好。 此外，锌层钝化膜还可以通过染色获得绚丽多彩的装饰外观。,六价铬钝化处理剂（粉）： SF-561镀锌层蓝钝粉、SF-562镀锌层低铬彩钝剂、SF-563镀锌层低铬蓝
49、白钝化剂、SF-564镀锌层高耐蚀蓝钝剂、SF-568镀锌层黑钝剂。 三价铬钝化处理剂：SF-565三价铬蓝白钝化剂、SF-566三价铬黄色（彩色）钝化剂、SF-571镀锌层三价铬黑钝剂、SF-572镀锌层三价铬蓝白钝化剂、SF-573镀锌层三价铬黑钝剂。 无铬钝化处理粉：SF-569锌合金压铸件发黑粉 镀锌层钝化膜保护剂：SF-570镀锌钝化膜保护剂,表10 SF系列镀锌层钝化溶液配方和工艺条件,钝化膜的作用,镀锌层经过钝化处理以后可以大大提高镀锌层的抗蚀性能，延长镀件 的贮存和使用寿命。例如：钢铁零件镀锌8，未钝化前抗中性盐雾试验， 泛白点的时间不到1个小时，生铁锈的时间56小时，彩色钝化后中性盐雾 试验泛白点时间96小时，生铁锈时间152小时。近年来由于汽车镀锌零件 对耐蚀有更高要求，因此高耐蚀钝化工艺和钝化膜封闭剂的研究取得很大 的进展，钝化膜的抗蚀性明显提高，尤其是镀锌钝化后采用钝化膜保护剂 （