电镀基础培训资料

1、电镀及设备培训资料电镀及设备培训资料 工务部工务部 前言前言 前言前言 本资料主要从电镀基本原理和设备构造着手，通过对电镀本资料主要从电镀基本原理和设备构造着手，通过对电镀 原理和设备构造的简单讲解，使大家对电镀相关知识有初步的原理和设备构造的简单讲解，使大家对电镀相关知识有初步的 了解。对设备结构及流程进行说明，同时将各部品的结构、及了解。对设备结构及流程进行说明，同时将各部品的结构、及 工作原理进行讲解，并指出可能影响产品质量的重要结构及动工作原理进行讲解，并指出可能影响产品质量的重要结构及动 作部分。为现场生产中更好地理解并控制重要品质项目提供帮作部分。为现场生产中更好地理解并控制重要品

2、质项目提供帮 助。助。 由于时间紧迫及水平有限，资料中的内容可能有错漏之处，由于时间紧迫及水平有限，资料中的内容可能有错漏之处， 欢迎大家指正。同时欢迎大家以各自所在的领域为出发点，对欢迎大家指正。同时欢迎大家以各自所在的领域为出发点，对 本资料提出改善建议。本资料提出改善建议。 工务部工务部 20092009年年2 2月月2 2日日 目录目录 1 1、 电镀简介。电镀简介。 。4 4 2 2、 电镀原理及基础。电镀原理及基础。 8 8 3 3、 连续电镀设备分析。连续电镀设备分析。1616 4 4、 特殊结构解析。特殊结构解析。2020 5 5、 电控系统。电控系统。4040 目录目录 1

3、1、行业简介、行业简介 1 1、 电镀简介电镀简介 2 2、 电镀原理及基础电镀原理及基础 3 3、 连续电镀设备分析连续电镀设备分析 4 4、 特殊结构解析特殊结构解析 5 5、 电控系统电控系统 返返 回回 1 1、 电镀简介电镀简介 1.1 1.1 电镀的现状和发展趋势电镀的现状和发展趋势 1.2 1.2 电镀分类电镀分类 1 1、行业简介、行业简介 1.1、电镀的现状和发展趋势：、电镀的现状和发展趋势： 1 1、行业简介、行业简介 电镀隶属于表面处理技术领域，在金属精饰中按吨位计占加工的首位。电镀隶属于表面处理技术领域，在金属精饰中按吨位计占加工的首位。 电镀的发展分三个时期：第一个时

4、期是为了改善光泽或耐蚀性。第二电镀的发展分三个时期：第一个时期是为了改善光泽或耐蚀性。第二 个时期是因为劳力不足而迈向省力化、自动化。第三个时期为减轻公个时期是因为劳力不足而迈向省力化、自动化。第三个时期为减轻公 害时期，以拓展自身的生存空间害时期，以拓展自身的生存空间 我国近代电镀行业发展较快，从业人员增多。但现有的电镀技术、设我国近代电镀行业发展较快，从业人员增多。但现有的电镀技术、设 备及相关技术多是从欧洲、台湾引进；自主研发能力较弱。备及相关技术多是从欧洲、台湾引进；自主研发能力较弱。 总之总之, ,电镀工业在全世界已经发展了电镀工业在全世界已经发展了160160多年，是一门既成熟又年

5、轻的多年，是一门既成熟又年轻的 科学，我们电镀及科技工作者仍大有可为！科学，我们电镀及科技工作者仍大有可为！ 未来电镀的发展方向未来电镀的发展方向: :合金和复合镀层等功能性电镀的研究合金和复合镀层等功能性电镀的研究, ,更加节能更加节能 的电镀工艺的电镀工艺, ,低污染化低污染化, ,以及新型电镀的研究以及新型电镀的研究, ,以适应科技和生产的需以适应科技和生产的需 要要, ,拓展行业的生存空间拓展行业的生存空间 1.2、电镀分类：、电镀分类： 1 1、行业简介、行业简介 挂挂 具具滚桶滚桶 电电 镀镀 方方 式式 常规电镀常规电镀 脉冲电镀脉冲电镀 电刷镀电刷镀 电电 铸铸 滚滚 镀镀 连

6、续电镀连续电镀 挂挂 镀镀 自动挂镀线自动挂镀线滚滚 镀镀连续电镀连续电镀 2 2、电镀原理及基础、电镀原理及基础 1 1、 电镀简介电镀简介 2 2、 电镀原理及基础电镀原理及基础 3 3、 连续电镀设备及流程分析连续电镀设备及流程分析 4 4、 特殊结构解析特殊结构解析 5 5、 电控系统电控系统 返返 回回 2 2、 电镀原理及基础电镀原理及基础 2.1 2.1 电镀原理电镀原理 2.2 2.2 法拉第定律法拉第定律 2.3 2.3 镀层分析镀层分析 2.4 2.4 电镀流程分析电镀流程分析 2 2、电镀原理及基础、电镀原理及基础 2.1、电镀原理、电镀原理 1 1、电镀原理及基础、电镀

7、原理及基础 借助外界直流电的作用，在溶液中借助外界直流电的作用，在溶液中進進行电解反应，使导电体的表面沉行电解反应，使导电体的表面沉 积一金属或合金层的方法，称为电镀。积一金属或合金层的方法，称为电镀。 图例：图例： 阴极主要反应阴极主要反应 : : CuCu2+ 2+ + 2e + 2e- - Cu Cu 阳极主要反应阳极主要反应 : : Cu CuCu Cu2+ 2+ + 2e + 2e- - 阴极副反应阴极副反应 : : 2H2H3 3O O+ + + 2e + 2e- - H H2 2 + 2H + 2H2 2O O 阳极副反应阳极副反应 : : 6H6H2 2O OO O2 2 +

8、4H + 4H3 3O O+ + + 4e + 4e- - 2.2、法拉第定理、法拉第定理 1 1、电镀原理及基础、电镀原理及基础 法拉第定律是描述电极上通过的电量与电极反应物重量之间的关系法拉第定律是描述电极上通过的电量与电极反应物重量之间的关系, ,又称为电解定律又称为电解定律. . 电解定律是自然界中最严格的定律之一电解定律是自然界中最严格的定律之一. .它不受温度、压力、电解质溶液浓度、溶剂它不受温度、压力、电解质溶液浓度、溶剂 的性质、电解质材料和形状等因素的影响。的性质、电解质材料和形状等因素的影响。 第一定律：第一定律： 电解时电解时, ,电极上析出电极上析出( (或溶解或溶解)

9、 )物质的质量与电解液中所通过的电量成正比物质的质量与电解液中所通过的电量成正比. . m=KIt=KQm=KIt=KQ m-m-析出物质量析出物质量(g)(g) K-K-比例常数比例常数( (电化当量电化当量)(g/A)(g/Ah)h) I-I-电流强度电流强度(A)(A) t-t-通电时间通电时间(h)(h) Q-Q-通过电量通过电量(A(Ah)h) 第二定律：第二定律： 电极上每析出电极上每析出( (或溶解或溶解)1mol)1mol的任何物质所需的电量为的任何物质所需的电量为n n* *96500C96500C或或n n* *26.8A26.8Ah h 1 1电量为电量为96500C,9

10、6500C,它是一个常数，一般称为法拉第常数它是一个常数，一般称为法拉第常数 镀层厚度镀层厚度d d的计算公式的计算公式(d(d：um ) um ) d=(Kd=(KD Dk kt tk k100)/(60100)/(60) ) 电镀时间电镀时间t t计算公式（计算公式（t t：minmin） t=(60t=(60d)/(Kd)/(KD Dk kk k100) 100) -电镀层金属密度电镀层金属密度(g/cm(g/cm3 3) ) D DK K - -阴极电流密度 阴极电流密度(A/dm(A/dm2 2) ) k k- -阴极电流效率阴极电流效率( () ) 1 1、电镀原理及基础、电镀原理

11、及基础 举例：举例： 已知镀镍液电流效率已知镀镍液电流效率k k为为95%95%，D DK K为为15A/d15A/d，电镀，电镀1 1分钟后所得镀层厚度是多少分钟后所得镀层厚度是多少? ? 解：查得镍的解：查得镍的K K为为1.095,1.095,为为8.98.9 根据公式根据公式d=(Kd=(KD Dk kt tk k100)/(60100)/(60) =(1.095 =(1.09515151 10.950.95100)/(60100)/(608.9)8.9) =2.922(um) =2.922(um) 常用数据：常用数据： 序号金属密度g/cm2熔点沸点比热容20J/g线膨胀系数2010

12、-6/热传导20时W/cm 电阻系数/cm 1铜8.96108325950.384316.423.86441.63 3锡7.323222700.2261230.657311.3 4金19.31062.729490.129014.42.96092.21 5银10.996020000.233618.94.07791.58 6钯12.0155539800.245811.60.674110.8 8镍8.9145229000.468913.70.586220 序号金属符号原子价比重原子量当量 电化学当量 mg/库仑克/安培小时 1金Au119.3197.2197.22.04367.357 2金Au319

13、.365.765.70.6812.452 3银Ag110.5107.88107.881.1184.025 4铜Cu18.9363.5463.540.6582.372 5铜Cu28.9363.5463.540.3291.186 7锡Sn27.33118.70118.700.6152.214 8锡Sn47.33118.70118.700.3071.107 序号金属镀层名称金属镀层重量 mg/cm2g/dm2 1铜镀层0.890.089 2金镀层1.940.194 3镍镀层0.890.089 4镍镀层0.730.073 5钯镀层1.200.120 2.3、镀层的分类：、镀层的分类： 1 1、电镀原理

14、及基础、电镀原理及基础 使使 用用 目目 的的功功 能能 性性 镀镀 层层 耐磨和减磨性镀层耐磨和减磨性镀层 抗高温氧化镀层抗高温氧化镀层 修复性镀层修复性镀层 热处理用镀层热处理用镀层 磁性镀层磁性镀层 导电性镀层导电性镀层 其他其他 可焊性镀层可焊性镀层 防护防护-装饰性镀层装饰性镀层保护基体金属保护基体金属, ,赋予美丽外观赋予美丽外观. . 提高制品表面硬度提高制品表面硬度, ,增加其抗磨能力增加其抗磨能力( (Sn-PbSn-Pb) ) 磁环磁环 磁盘磁盘 磁膜磁膜(Ni-FeCo-Ni)(Ni-FeCo-Ni) 保护制品在热处理时不改变性能保护制品在热处理时不改变性能(CuSn)(

15、CuSn) 修复损坏部位修复损坏部位(FeCuCr)(FeCuCr) 改善焊接性能改善焊接性能(Sn)(Sn) 改善光学性能镀层等改善光学性能镀层等(Cr,(Cr,黑铬黑铬) ) 防止制品在高温下被氧化腐蚀防止制品在高温下被氧化腐蚀(Pt-rh)(Pt-rh) 提高表面导电性能提高表面导电性能(Au-Co)(Au-Co) 镀镀 层层 结结 构构 简单镀层简单镀层 复合镀层复合镀层 组合镀层组合镀层 单一金属镀层单一金属镀层(ZnCr)(ZnCr) 几层相同或不同金属叠加而成的镀层几层相同或不同金属叠加而成的镀层 ( (暗暗Ni-Ni-半光半光Ni-Ni-光光Ni Ni-Au Ni-Cu)Ni

16、Ni-Au Ni-Cu) 固体微粒均匀地分散在金属中而形成的镀层固体微粒均匀地分散在金属中而形成的镀层 (Ni-SiC Cu-Al(Ni-SiC Cu-Al3 3O O2 2) ) 1 1、电镀原理及基础、电镀原理及基础 对镀层的主要要求：对镀层的主要要求： 1、镀层与基体的结合必须牢固,附着力好 2、镀层完整,结晶细致紧密,孔隙率小 3、具有良好的物理、化学及机械性能 4、具有符合标准规定的镀层厚度,且镀层分布要均匀 影响电镀质量的因素：影响电镀质量的因素： 因因 素素 电电 源源 基基 件件 溶溶 液液 电流密度电流密度 添加剂、导电盐、金属离子浓度等直接影响镀层的好坏添加剂、导电盐、金属

17、离子浓度等直接影响镀层的好坏 电流密度影响镀层的结晶效果电流密度影响镀层的结晶效果 电流波形电流波形 电电 极极 电流波形对镀层的结晶组织、光亮、镀液的分散能力和电流波形对镀层的结晶组织、光亮、镀液的分散能力和 覆盖能力等都有影响覆盖能力等都有影响. .现在多使用脉冲电流现在多使用脉冲电流 电极的形状、尺寸、位置影响镀层的分布效果电极的形状、尺寸、位置影响镀层的分布效果 成成 分分 温温 度度 搅搅 拌拌 适当的温度可以提高溶液的导电性，促进阳极溶解，适当的温度可以提高溶液的导电性，促进阳极溶解， 提高阴极电流效率，减少针孔，降低镀层内应力等提高阴极电流效率，减少针孔，降低镀层内应力等 加速溶

18、液对流，降低阴极的浓差极化作用加速溶液对流，降低阴极的浓差极化作用 表面状态表面状态 形形 状状 清洁、平整的基件表面镀层效果越好清洁、平整的基件表面镀层效果越好 影响电流分布，位置定位等影响电流分布，位置定位等 上料上料脱脂脱脂酸洗酸洗活化活化预镀预镀电镀电镀水洗水洗 钝化钝化封孔封孔干燥干燥下料下料 前处理前处理电电 镀镀 后处理后处理 2.4、电镀流程分析：、电镀流程分析： 1 1、电镀原理及基础、电镀原理及基础 前处理前处理: :电镀前的所有工序统称为前处理电镀前的所有工序统称为前处理, ,目的是修整工件表面目的是修整工件表面, ,去除工件表面去除工件表面 的油脂的油脂, ,锈皮锈皮,

19、 ,氧化膜等氧化膜等, ,为后面镀层沉积提供所需的电镀表面为后面镀层沉积提供所需的电镀表面. .前处理主要影前处理主要影 响到外观结合力响到外观结合力, ,据统计据统计,60%,60%的电镀不良品由于前处理不良所造成的电镀不良品由于前处理不良所造成. . 前处理的方式有前处理的方式有: :喷砂、磨光、抛光、热浸脱脂、超音波脱脂、电脱脂、酸洗喷砂、磨光、抛光、热浸脱脂、超音波脱脂、电脱脂、酸洗 活化等。活化等。 电镀电镀: :在工件表面得到所需镀层。整个流程的核心程序。在工件表面得到所需镀层。整个流程的核心程序。 后处理：电镀后对镀层进行各种处理以增强镀层的各种性能。如耐腐蚀性、后处理：电镀后对

20、镀层进行各种处理以增强镀层的各种性能。如耐腐蚀性、 抗变色能力、可焊性等。抗变色能力、可焊性等。 后处理的方式有：钝化、中和、着色、防变色、封孔等后处理的方式有：钝化、中和、着色、防变色、封孔等 2 2、电镀原理及基础、电镀原理及基础 1 1、 行业简介行业简介 2 2、 电镀原理及基础电镀原理及基础 3 3、 连续电镀设备分析连续电镀设备分析 4 4、 特殊结构解析特殊结构解析 5 5、 电控系统电控系统 返返 回回 3 3、 连续电镀设备分析连续电镀设备分析 3.1 3.1 用材分析用材分析 3.2 3.2 槽体结构槽体结构 3.3 3.3 管路循环系统管路循环系统 3.4 3.4 机台骨

21、架结构机台骨架结构 3.5 3.5 其他配件其他配件 2 2、电镀原理及基础、电镀原理及基础 3.1、用材分析：、用材分析： 1 1、行业简介、行业简介 不锈钢不锈钢: :密度密度7.9g/cm7.9g/cm3 3. .常用的有常用的有JISJIS标准标准SUS 304 316SUS 304 316等等 GBGB的的1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti钢钢 由于钢中含有由于钢中含有Ti,Ti,能促使碳化物稳定而具有较高的抗晶间腐蚀性能促使碳化物稳定而具有较高的抗晶间腐蚀性. .对硝酸、醋对硝酸、醋 酸、磷酸、盐及碱的溶液、有机酸、水蒸气及湿空气的耐腐蚀性高。对浓硫酸、磷酸、盐及碱的溶液、有

22、机酸、水蒸气及湿空气的耐腐蚀性高。对浓硫 酸、盐酸、氢氟酸、氯气等耐腐蚀性差。在电镀设备中。主要用于骨架结构、酸、盐酸、氢氟酸、氯气等耐腐蚀性差。在电镀设备中。主要用于骨架结构、 高温槽体、脱脂阳极、及治具零件上都有使用。材料常见，价格便宜。高温槽体、脱脂阳极、及治具零件上都有使用。材料常见，价格便宜。 铜铜: :紫铜密度紫铜密度8.9g/cm8.9g/cm3 3. .常用的铜材有紫铜和黄铜也有特殊结构用磷青铜。铜具常用的铜材有紫铜和黄铜也有特殊结构用磷青铜。铜具 有良好的导电性能和导热性能。电镀设备中。主要用于制作导电柱、汇流铜有良好的导电性能和导热性能。电镀设备中。主要用于制作导电柱、汇流

23、铜 排。还有个别用来制作导热管或冷却管的。材料常见，价格贵。排。还有个别用来制作导热管或冷却管的。材料常见，价格贵。 Ti:Ti:银白色金属，密度银白色金属，密度4.5g/cm4.5g/cm3 3 . .其力学性能与化学性能与不锈钢接近。塑性其力学性能与化学性能与不锈钢接近。塑性 好，可焊接，可切削加工，耐腐蚀性好，抗氧化性优于不锈钢。主要用于好，可焊接，可切削加工，耐腐蚀性好，抗氧化性优于不锈钢。主要用于350350 度以下，受力不大，要求高塑性，耐腐蚀性场合。其抗拉强度为度以下，受力不大，要求高塑性，耐腐蚀性场合。其抗拉强度为420MPA420MPA，冲，冲 击强度为击强度为80-100J

24、/cm80-100J/cm2 2 , ,弹性模量为弹性模量为105GPA105GPA。主要用于治具制作、泵浦轴心、。主要用于治具制作、泵浦轴心、 加热器等。材料常见，价格贵。加热器等。材料常见，价格贵。 PP:PP:化学名聚丙烯。又名百折胶。密度化学名聚丙烯。又名百折胶。密度0.91g/cm0.91g/cm3 3. .是最轻的塑料之一。物料稍是最轻的塑料之一。物料稍 软，不易折断，比重轻，可浮于水面。极易燃烧，离开火源可自熄，火焰蓝软，不易折断，比重轻，可浮于水面。极易燃烧，离开火源可自熄，火焰蓝 色，黄顶，少许白烟，会发涨有熔液下滴，石油味，似煤。色，黄顶，少许白烟，会发涨有熔液下滴，石油味

25、，似煤。PPPP产品质量轻、产品质量轻、 韧性好、耐化学性好，缺点是尺寸精度低、刚性差。多用于槽体制作、管道韧性好、耐化学性好，缺点是尺寸精度低、刚性差。多用于槽体制作、管道 以及一些治具制作。材料常见，价格便宜。以及一些治具制作。材料常见，价格便宜。 3.1、用材分析：、用材分析： 1 1、行业简介、行业简介 PVC:PVC:化学名聚氯乙烯。密度化学名聚氯乙烯。密度1.1-1.3g/cm1.1-1.3g/cm3 3。PVCPVC中类很多，分软质、半硬质和中类很多，分软质、半硬质和 硬质硬质PVCPVC。离开火源会自动熄灭，燃烧时火焰黄色，绿边。离开火源会自动熄灭，燃烧时火焰黄色，绿边, ,黄

26、绿白烟，有氯气黄绿白烟，有氯气 味。多用于槽体制作、管道以及一些治具制作。材料常见，价格便宜。味。多用于槽体制作、管道以及一些治具制作。材料常见，价格便宜。 附图：附图： POM:POM:化学名聚甲醛。密度化学名聚甲醛。密度1.41-1.43g/cm1.41-1.43g/cm3 3。俗名赛钢俗名赛钢 。较脆，易折断，可以较脆，易折断，可以 燃烧，离开火源可自燃，火焰呈清晰之蓝色，无烟，有熔液下滴，气味有毒燃烧，离开火源可自燃，火焰呈清晰之蓝色，无烟，有熔液下滴，气味有毒 特别刺鼻，会令人流泪特别刺鼻，会令人流泪。具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性，耐高温。具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性

27、，耐高温。 适合做齿轮、轴承及管道零件等，材料常见，价格中等。适合做齿轮、轴承及管道零件等，材料常见，价格中等。 PPPP、PVCPVC 黄铜黄铜 TiTi 不锈钢不锈钢 3.2、槽体结构：、槽体结构： 1 1、行业简介、行业简介 上槽上槽 子槽子槽 子槽堰口子槽堰口 1 1、行业简介、行业简介 堰口流量计算：堰口流量计算： Q=CbHQ=CbH3/2 3/2(m (m3 3/min)/min) C=107.1+0.177/H+14.2H/D+2.04(B/D)C=107.1+0.177/H+14.2H/D+2.04(B/D)1/2 1/2 -25.7(B-b)H/DB -25.7(B-b)H

28、/DB1/2 1/2 子母槽容积比：子母槽容积比：1 1：5-65-6倍倍 进水进水 流量计算：流量计算： 1 1、行业简介、行业简介 各种槽体结构图：各种槽体结构图： 3.2、槽体结构：、槽体结构： 1 1、行业简介、行业简介 视窗视窗 溢流溢流 排水排水 储槽：储槽： 储存药水，搅拌、加热、过滤、弱电储存药水，搅拌、加热、过滤、弱电 解等一般在储槽内进行。容积根据交解等一般在储槽内进行。容积根据交 换速度，以及使用的时间，子槽容积换速度，以及使用的时间，子槽容积 等因素来决定，一般等因素来决定，一般NiNi、SnSn储槽容积储槽容积 250-400L250-400L，AuAu、PdPd在在

29、150L150L左右，水洗左右，水洗 80-120L80-120L。 3.3、管路循环系统：、管路循环系统： 1 1、行业简介、行业简介 泵浦管路泵浦管路 排水管路排水管路 回流管路回流管路 进水管路进水管路 管路是流体流动的通道，铺设时应管路是流体流动的通道，铺设时应 避免过多的弯道，以防造成过大的避免过多的弯道，以防造成过大的 管损。距离较远时应在一定位置做管损。距离较远时应在一定位置做 支撑补强。回流管路的大小一般为支撑补强。回流管路的大小一般为 进水管径的进水管径的4-64-6倍。管道材质一般倍。管道材质一般 采用采用PVCPVC及及PPPP管。管。 3.4、机台骨架结构：、机台骨架结

30、构： 1 1、行业简介、行业简介 进风主管 排水 贮槽 给风管 给水管 排水管2 立式泵 个控开关 集線槽 排風管 导料槽 骨架为整个机械的最大骨架为整个机械的最大 承力部分，骨架多采用承力部分，骨架多采用 耐腐蚀的耐腐蚀的SUS304SUS304材质型材质型 钢，如钢，如5050* *5050* *2 2方管，方管， 角材。考虑长久使用及角材。考虑长久使用及 成本控制，多在骨架外成本控制，多在骨架外 喷双层防腐漆。骨架结喷双层防腐漆。骨架结 构多为焊接结构，有些构多为焊接结构，有些 为方便拆装采用螺丝连为方便拆装采用螺丝连 接。制作骨架时应考虑接。制作骨架时应考虑 其受力位置，操作位置，其受

31、力位置，操作位置， 维修空间，各个功能区维修空间，各个功能区 的定位的定位 3.5、其他配件：、其他配件： 1 1、行业简介、行业简介 2 2、电镀原理及基础、电镀原理及基础 1 1、 行业简介行业简介 2 2、 电镀原理及基础电镀原理及基础 3 3、 连续电镀设备分析连续电镀设备分析 4 4、 特殊结构解析特殊结构解析 5 5、 电控系统电控系统 返返 回回 4 4、 特殊结构解析特殊结构解析 4.1 4.1 导电治具导电治具 4.2 4.2 刷镀治具刷镀治具 4.3 4.3 点镀治具点镀治具 4.4 RC4.4 RC罩头罩头 2 2、电镀原理及基础、电镀原理及基础 4.1、导电治具：、导电治具： 1 1、行业简介、行业简介 4.2、刷镀治具：、刷镀治具： 1 1、行业