镀液性能与镀层质量检验培训

1、第三节 镀液性能与 镀层质量检验1. 镀液性能测试镀液性能测试 1.1 Hull槽试验（掌握）槽试验（掌握） 1.2 电解液的阴极极化性能 1.3 电解液的分散能力 1.4 覆盖能力 1.5 整平能力 1.6 阴极电流效率 1.7 电导率什么是什么是Hull槽槽ABCDabcdABCDe-+267mL槽的几何尺寸：a = 48mm，b = 64mm，c = 102mm， d = 127mm，e = 65mm横截面Hull 槽槽是一种小型电镀试验装置，简便而又迅速地进行多种电镀试验。Hull 槽的横截面为梯形槽的横截面为梯形，故又称为梯形槽梯形槽。Hull 槽槽的容积有两种：267mL和和100

2、0mL，前者应用较广泛。国内应国内应 用时在用时在 267mL 容积中盛容积中盛 250mL电解液电解液。Hull 槽的特点槽的特点Hull 槽最大特点：槽最大特点：阴极上各部位到阴极上各部位到阳极的距离不相同阳极的距离不相同( (逐渐变化的逐渐变化的) )。造成阴极上各部位的电流密度不相造成阴极上各部位的电流密度不相等，同时是逐渐变化的等，同时是逐渐变化的。在阴极上离阳极最远的一端(远端远端，图中D)电流密度最小电流密度最小， 最近的一端(近端近端，图中B)电流密度最大。阴极上电流密度分布公式:ic = I(C1 - C2log10l)式中： l -阴极上某点到近端的距离阴极上某点到近端的距

3、离(单位：单位：cm)， ic-该点的电流密度该点的电流密度(单位：单位：A/dm2)。 I-通过通过Hull 槽的试验电流槽的试验电流 (单位：单位：A)， C1和和C2 -与电解液性质和与电解液性质和Hull槽尺寸有关的常数。槽尺寸有关的常数。阴极阴极ABD阳阳极极C 对267mL槽槽(250mL电解液电解液)，用 4 种常用电解液种常用电解液(酸性镀铜，酸性镀镍，氰化镀镉，氰化镀锌)实验并取平均结果平均结果，得出 C1 = 5.1019 C2 = 5.2401 应用上面公式时，还乘267/250因子，才能得出正确 ic。另外，l 适适用范围用范围0.6358.255 cm 。为使用方便，

4、可将计算值列成表。250mL Hull槽阴极上的电流密度分布槽阴极上的电流密度分布(A/dm2)文献中关于常数文献中关于常数C1、C2的测量值互有差异的测量值互有差异 用267mL Hull槽，对对11种镀液种镀液(4种镀锌、2种镀镍、3种镀铜、2种镀仿金) 测量。使用线性回归法，得平均值平均值 C1 = 4.63 C2 = 4.19 Hull 槽试验中阴极槽试验中阴极上的电流密度变化范上的电流密度变化范围很宽围很宽，近端和远端近端和远端的电流密度的电流密度相差相差5050多多倍。倍。 做一次试验就可做一次试验就可看出相当宽的电流密看出相当宽的电流密度范围内的镀层质量度范围内的镀层质量情况。情

5、况。 显示出显示出 Hull 槽试槽试验的优越性。验的优越性。Hull槽阴极上的电流密度分布槽阴极上的电流密度分布0246810121416180246810l(cm)ic(A/dm2)I=1AI=2AI=3A(1) 电极电极l 阳极阳极 长方形薄板长方形薄板。267mL槽槽, 6370mm, 厚厚35mm. 材料与生产相同l 阴极阴极( (试片试片) ) 长方形薄片长方形薄片。267mL槽, 10070mm, 厚0.251mm 用冷轧钢板，镀锌铁片等。试片表面应平整光洁(电镀预处理要求) 试验电流试验电流 阴极电流密度上限ic 较高时，试验电流大； ic较低时， 电流小。I 一般取一般取 1

6、A 或或2A，装饰性镀铬取装饰性镀铬取5A，镀硬铬更大镀硬铬更大(2) 试验条件试验条件l 溶液溶液 电镀槽中取试验液。用不溶性阳极，试验12次后应更换溶液；可溶性阳极，试验68次后应更换。添加剂影响时，使用次数更少。l 温度温度 应与生产条件相同。如需恒温如需恒温，使用改良型使用改良型Hull 槽槽（放在（放在电镀槽中）。在短侧壁上钻4 个孔，长侧壁上钻6个孔，孔径12.5mm。 l 搅拌搅拌 玻璃棒轻轻搅动； 或小的空气搅拌装置。l 试验时间试验时间 试验时间510 min改良型改良型Hull 槽槽试验方法试验方法Hull槽试验装置槽试验装置Hull槽槽电源电源阴极样板的绘图记录与保存阴极

7、样板的绘图记录与保存镀层外观是镀层外观是Hull槽试槽试验的验的主要评价指标主要评价指标。便于进行对比，统一规统一规定选取距底边定选取距底边 25mm,宽宽 10mm 的一条带为的一条带为记录区间记录区间(右图)。100251015阴极记录部位的选取阴极记录部位的选取便于将镀层外观绘图记便于将镀层外观绘图记录，可采用统一的符号录，可采用统一的符号如需如需保存阴极样板保存阴极样板，可用酒精干燥后涂以清可用酒精干燥后涂以清漆，存放于干燥器中。漆，存放于干燥器中。 光亮光亮半光亮半光亮条带状条带状树枝和树枝和粉末状粉末状针孔或针孔或麻点麻点露底露底暗暗烧黑和烧黑和粗糙粗糙点蚀或点蚀或鼓泡鼓泡脆性和脆

8、性和裂开裂开阴极试片镀层状况阴极试片镀层状况记录符号记录符号Hull槽试验的应用槽试验的应用 (1)(1) 选择适宜的电解液配方和工艺条件选择适宜的电解液配方和工艺条件 各组分含量、各工艺条件为影响因素，以阴极样板上光亮区范围作为评定指标，对配方和工艺进行优选。 (2) (2) 确定少量添加剂或杂质的含量确定少量添加剂或杂质的含量 微量杂质或添加剂，用经典化学分析方法或者很难测出。用Hull槽试验可以很快确定。 例如例如 测量光亮镀镍溶液中少量锌含量测量光亮镀镍溶液中少量锌含量，下列镀液进行Hull槽试验： 含未知数量锌杂质的镀液， 不含锌杂质的正常镀液， 正常镀液中加入不同含量的锌离子。 比

9、较阴极样板，根据镀层状况，可确定锌杂质的含量。 (3) (3) 分析镀液故障原因分析镀液故障原因 例如例如 发现镀层严重发现镀层严重发黑并有粗糙毛刺发黑并有粗糙毛刺，按下列步骤分析故障l 分析镀液分析镀液 镀液成分是否与工艺规范相差大。l 检查检查固体杂质固体杂质 对故障电解液进行处理：直接过滤除去无机物固体杂质除去无机物固体杂质，用活性碳处理再过滤以除去有机物杂质除去有机物杂质；再分别进行再分别进行Hull槽试验槽试验，比较试验阴极样板，确定是否由固体杂质引起。l 检查检查可溶性杂质离子可溶性杂质离子 在正常镀液中分别加入一定量的阴离子(如Cl-, CN-, NO3-, CrO42-等)，阳

10、离子(如Cu2+, Sn2+, Pb2+等)，进行Hull槽试验，与故障电解液试验阴极样板进行比较。 假定发现加入Pb2+的阴极样板与故障样板比较接近，再确定Pb2+杂质的含量（应用2）。 在确定故障的原因后，将故障电解液中的杂质除去，在确定故障的原因后，将故障电解液中的杂质除去，试验阴极试样的镀层是否恢复正常。试验阴极试样的镀层是否恢复正常。其它试验槽其它试验槽阳极阴极横型横型Hull槽槽阴极试片斜插入镀液，可以防止因析氢使镀层表面形成明显条纹阳极阴极Tena槽槽两个任意半径的同心圆筒组成。一次Tena槽试验可以得到相当于数次Hull槽试验的结果。它还可以作多个Haring槽使用，以测定分散

11、能力。第四章 镀液性能与镀层 质量检验1. 镀液性能测试 1.1 Hull槽试验 1.2 电解液的阴极极化性能电解液的阴极极化性能 1.3 电解液的分散能力 1.4 覆盖能力 1.5 整平能力 1.6 阴极电流效率 1.7 电导率 在选择络合剂，添加剂并确定最佳用量时，测量阴极极化在选择络合剂，添加剂并确定最佳用量时，测量阴极极化曲线曲线可以清楚地表现出它们对电解液阴极极化性能的影响。 测量阴极极化曲线可以用测量阴极极化曲线可以用恒电流法恒电流法，也可以用，也可以用恒电位法恒电位法。测出阴极极化电流密度和与之对应的阴极极化电位的数值，在Ei 坐标系或者Elg i 坐标系中将其关系表示出来，就得

12、到阴极极化曲线。 需要指出，测量的阴极电流是所有阴极反应产生的总电流，需要指出，测量的阴极电流是所有阴极反应产生的总电流，只有在副反应很小时。才能认为是反映了金属离子还原反应的阴极极化性能。在电镀合金时更是如此。测量阴极极化曲线测量阴极极化曲线直流稳压电源数字电 压表 AE（铂电极）WE RE（SCE）电解池盐桥虚线内为接线盒电位器组K1K2K3输出 恒电流法测量极化曲线的实验装置恒电流法测量极化曲线的实验装置 饱和KCl 溶液AmA以极化电流以极化电流 i 为主变数为主变数，测量与i 对应的极化电位E HDV7恒电位仪 辅 参 * 研DT830 数字 万用表RE（SCE）盐桥 恒恒电电位位法

13、法测测量量极极化化曲曲线线的的实实验验装装置置 AE（铂电极）WE以极化电位以极化电位 E 为主变数为主变数，测量与E 对应的极化电流 i第四章 镀液性能与镀层 质量检验1. 镀液性能测试 1.1 Hull槽试验 1.2 电解液的阴极极化性能 1.3 电解液的分散能力电解液的分散能力 1.4 覆盖能力 1.5 整平能力 1.6 阴极电流效率 1.7 电导率A2A1-+远阴极C2近阴极C1阳极AHaring槽槽 远近阴极法远近阴极法( Haring 槽试验槽试验)远阴极到阳极的距离远阴极到阳极的距离l2 和近阴和近阴极到阳极的距离极到阳极的距离l1之比为之比为K12llK 按工艺条件进行电镀，用

14、电用电流表测量通过近阴极和远阴流表测量通过近阴极和远阴极的电流极的电流 I1和和 I2 (当电流不是恒定时应测量电量)。镀后用镀后用天平测出近阴极和远阴极上天平测出近阴极和远阴极上镀层的重量镀层的重量 M1，M2， 由K 和M 按下式计算分散能力%1002.MKMKPT用此式计算的用此式计算的T.P，数值范围？数值范围？用远近阴极法测量用远近阴极法测量T.P，为什么要取相同的为什么要取相同的k，用相同的公式计算？用相同的公式计算？其它形式的试验槽其它形式的试验槽阳极阳极近阴极近阴极远阴极远阴极阳极阳极5个阴极到阳极距离个阴极到阳极距离比为比为1 2 3 4 5 弯曲阴弯曲阴极法极法A BDE-

15、+阳极2929弯曲阴极法测分散能力的装置及阴极试片弯曲阴极法测分散能力的装置及阴极试片阳极-材料与生产相同，150505 mm，浸没面积0.55dm2阴极阴极-分为六段分为六段，按照图上形状弯折。每段边长每段边长 29mm 的正的正方形方形。阴极浸没面积1dm2（两面）。分别测出阴极上分别测出阴极上A，B，D，E 四个部位中四个部位中间的镀层厚度间的镀层厚度，按右式计算分散能力 AEDBPT3.优点优点：弯曲阴极和生产中镀件的复杂形状比较接近弯曲阴极和生产中镀件的复杂形状比较接近。 Hull 槽法槽法 在固定阴极电流固定阴极电流下(一般取0.5 3A)电镀一定时间电镀一定时间(1020分)。将

16、阴极试片清洗烘干。 将右图中所划的宽将右图中所划的宽10mm的窄条分为的窄条分为10等分，形成等分，形成10个个 1010mm 的小正方的小正方形。除去两端的两个，从形。除去两端的两个，从近端开始编为近端开始编为 1 8号。号。1001012345678%100.1iPT 1和和 i为为1号方格和号方格和28号方格号方格 (一般一般i 取取5) 的镀层厚度的镀层厚度。测出测出 8 个个方格中心部位的镀层厚度方格中心部位的镀层厚度，用下式计算分散能力如何测量？如何测量？1 2 3 4 5 6 7 8201510 5 ( m)方格号方格号也可作出镀层厚度随方格号变化的曲线，更直观地表示镀层厚度分布

17、的均匀性。镀层厚度随方格号变化镀层厚度随方格号变化此曲线与此曲线与Hull槽阴极槽阴极上电流密度分布曲线上电流密度分布曲线是什么关系？是什么关系？如果此曲线比电流密如果此曲线比电流密度分布曲线变化较平度分布曲线变化较平缓，说明什么问题？缓，说明什么问题？第四章 镀液性能与镀层 质量检验1. 镀液性能测试 1.1 Hull槽试验 1.2 电解液的阴极极化性能 1.3 电解液的分散能力 1.4 覆盖能力覆盖能力 1.5 整平能力 1.6 阴极电流效率 1.7 电导率内孔法内孔法按选用的电镀工艺电镀电镀1015分钟分钟后，将管子纵向切开，测测量内孔中镀层长度量内孔中镀层长度 l，以以深径比深径比 (

18、镀入深度镀入深度 l 与与管内径管内径 d 之比之比) 表示电表示电解液的覆盖能力解液的覆盖能力。dlPC.用一根空心圆管作阴极，管内径管内径d=10毫米，长毫米，长50或或100毫米毫米。材质用低碳钢或铜，黄铜。管两端距阳极管两端距阳极 50 毫米毫米。 阳 极 阳 极 管子阴极镀 槽 电 源内孔法测覆盖能力内孔法测覆盖能力直角阴极法直角阴极法20%55%90%100%镀后试片镀后试片用覆盖有镀层的面积占受用覆盖有镀层的面积占受镀总面积的百分数表示覆镀总面积的百分数表示覆盖能力盖能力。 阴极阴极用7525mm 的铜片或软钢片，在距离一端25mm 处弯折成90。折角面对阳极，背面用漆绝缘，浸入

19、液面下25mm 。角阴极端距阳极不小于角阴极端距阳极不小于 50mm。 电镀一段时间，将阴极试片清洗，烘干，弄直。 用刻有方格的有机玻璃用刻有方格的有机玻璃矩形板矩形板量度镀层覆盖面积量度镀层覆盖面积。 +-阳阳 极极阴阴 极极电镀槽直角阴极法测量装置直角阴极法测量装置 阴极横截面为阴极横截面为 2525mm 的正方形，长的正方形，长200mm。一面上钻有一面上钻有10个个直径为直径为12.5mm 的凹穴。的凹穴。第一个凹穴深第一个凹穴深 1.25mm，为直径的为直径的10%。按按顺序次一个凹穴的深度比前一个凹穴增加顺序次一个凹穴的深度比前一个凹穴增加 1.25mm，最后一个凹穴深度为 12.

20、5mm，即直径的100%。 12.5252512.51.25凹穴法测量用试样凹穴法测量用试样电镀后检查各凹穴内表面镀层电镀后检查各凹穴内表面镀层。如果第六个凹穴内表面被全部覆盖，如果第六个凹穴内表面被全部覆盖，而第七个只部分覆盖，则电解液的覆盖能力可评定为而第七个只部分覆盖，则电解液的覆盖能力可评定为60%。余类推。余类推。凹穴法凹穴法第四章 镀液性能与镀层 质量检验1. 镀液性能测试 1.1 Hull槽试验 1.2 电解液的阴极极化性能 1.3 电解液的分散能力 1.4 覆盖能力 1.5 整平能力整平能力 1.6 阴极电流效率 1.7 电导率Hull 槽试片法槽试片法 用Hull槽试验测定电

21、解液整平能力有如下一些方法 用经过平滑研磨的Hull 槽试片，在其下半部用金刚砂纸横向砂出条纹。镀后用目视法判断整平能力用目视法判断整平能力。 对Hull槽试片进行喷砂处理，使表面产生深度和角度均匀的缺陷，用表面粗度计测定电镀前后试片表面粗糙度。如以Ra表示镀前试片中心线的平均粗糙度，Ra为镀后的中心线平均粗糙度，可用粗糙度减小的百分数计算整平能力。 在平滑基体表面制备一定角度和深度的V形沟槽，电镀后电镀后根据根据V V形沟被镀层填平情况计算整平能力形沟被镀层填平情况计算整平能力。 此法试样的制作和镀后测试难度都很大。V形沟法形沟法旋转圆盘电极法旋转圆盘电极法 当电解液组成和温度一定时，扩散系

22、数D 和动力粘度系数均为常数。 扩散层的有效厚度随电极旋转角速度的增加而减小。 提高旋转角速度，扩散层变薄，可用来模拟微观峰处的扩散层厚度； 降低旋转角速度，扩散层增厚，相当于微观谷处的扩散层厚度。扩散层变化，使电极表面电流密度变化。 在旋转圆盘电极表面，扩散层的有效厚度是均匀分布的，根据流体力学导出扩散层有效厚度与扩散系数D、动力粘度系数和电极旋转角速度的关系为21613161. 1D-+原理因此，在恒定电位下，改变圆盘电极的转速，测量电流密度随旋转角速度的变化关系，可用于判断电解液的整平能力。 右图中： 曲线曲线1 的 ic与无关，表明为几何整平， 曲线曲线2 的 ic随增大而增大，表明为

23、负整平，即整平能力不良。 曲线曲线3 的 ic随增加而下降，表明为真整平，电解液具有很好的整平能力(微观分散能力)。例例镀镍溶液中旋转圆盘电极镀镍溶液中旋转圆盘电极 上上ic与与1/2的关系的关系 1. 无添加剂 2. 添加糖精 3. 添加丁炔二醇1/2ic123螺旋铜丝电镀法螺旋铜丝电镀法( (假正弦波法假正弦波法) ) 在5mm 的铜棒上缠绕0.15mm 的铜丝，使铜丝排成为平整紧密的线圈，作为测量试样。5mm 铜棒0.15mm 铜丝a1a2假正弦波法试样电镀假正弦波法试样电镀 后的剖面图后的剖面图如果要测光亮镀镍电解液的整平能力，则将此试样在试验电解液中电镀20分钟，取出清洗干净；再镀3

24、 分钟铜，取出清洗；再镀20分钟镍。反复几次，得到几层被薄铜层隔开的光亮镍层。经镶嵌，砂磨，剖开，用放大40倍金相显微镜观察。 以a1, a2，记第一层，第二层镀层谷与峰之间的距离。 当当a 值减小愈快，则电解液整平值减小愈快，则电解液整平能力愈好能力愈好。第四章 镀液性能与镀层 质量检验1. 镀液性能测试 1.1 Hull槽试验 1.2 电解液的阴极极化性能 1.3 电解液的分散能力 1.4 覆盖能力 1.5 整平能力 1.6 阴极电流效率（掌握）阴极电流效率（掌握） 1.7 电导率l Q金金的测量的测量：在电镀前、后，用天平称取阴极试片重量， 得镀层金属重量，用Faraday定律计算Q金l

25、 Q总总的测量：的测量：由于电镀过程中阴极电流密度由于电镀过程中阴极电流密度ic是变化的，是变化的， 因此，应使用库伦计测量通过阴极的总电量因此，应使用库伦计测量通过阴极的总电量 测量阴极电流效率测量阴极电流效率 c的原理的原理阴极电流效率阴极电流效率%100总金理论实际QQMMc Q总总-通过阴极的总电量通过阴极的总电量， Q金金-消耗于镀层金属沉积的电量镀层金属沉积的电量 铜库仑计是一种特殊形式的电解槽铜库仑计是一种特殊形式的电解槽。 酸性镀铜电解液酸性镀铜电解液 硫酸铜 125 g/L 硫酸（d=1.84) 25 ml/L 乙醇 50 ml/L要求阴极电流效率为要求阴极电流效率为100%

26、。阳极阳极用纯铜片，用纯铜片，阴极阴极一般用铜片一般用铜片。操作条件操作条件： 1825， ic =0.22 A/dm2 ， 1030 min，电镀后称出阴极上沉积的铜层重量，用Faraday定律计算Q总，精确度达0.10.05%(1) 铜库仑计铜库仑计阴极阴极试片试片阳极阳极阳极阳极直流电源+-铜库伦计铜库伦计Q1: 为什么要求铜库伦计的阴极电流效率为为什么要求铜库伦计的阴极电流效率为100%？Q2:为什么酸性镀铜电解液的阴极电流效率可达为什么酸性镀铜电解液的阴极电流效率可达100%？ 将待测溶液镀槽与铜库伦计将待测溶液镀槽与铜库伦计串接串接。 按待测溶液的电镀工艺条件按待测溶液的电镀工艺条

27、件通入电流。通入电流。阳极阳极阴极阴极试片试片 B阳极阳极铜库伦计铜库伦计%)100(/铜铜金金总金kMkMQQc式中式中k金金 和和k铜铜 为被镀金属和铜的为被镀金属和铜的电化学当量电化学当量 (k铜铜 =1.186 g/Ahr)。电镀一段时间, 取出待测溶液中待测溶液中的阴极试片的阴极试片A A 和铜库仑计的阴铜库仑计的阴极试片极试片B B，洗净,烘干, 称重称重直流电源+-阴极阴极试片试片 A阳极阳极待测溶待测溶液镀槽液镀槽阳极阳极Q1: 镀合金如何计算镀合金如何计算k金金？串串 接接 保持电镀过程中阴极电流恒定(使用恒电流仪供电)，用高精度电流表用高精度电流表(不低于不低于0.5级级)

28、, 准确测量通过电镀槽的电流I，记录通电时间 t，则可得总电量可得总电量Q总总 = It 。 (2) 高精度电流表法高精度电流表法Q1: 还可以使用什么方法测量还可以使用什么方法测量Q总总或或I平均平均 ？第四章 镀液性能与镀层 质量检验2. 镀层质量检验镀层质量检验 2.1 外观检查 2.2 厚度测量 2.3 孔隙率 2.4 镀层结合力 2.5 镀层硬度 2.6 镀层脆性 2.7 镀层内应力 2.8 耐蚀性 51 GB 4955-85 金属覆盖层厚度测量 阳极溶解库伦法 51 GB 4956-85 磁性金属基体上非磁性覆盖层厚度测量 磁性方法 51 GB 4957-85 非磁性金属基体上非导

29、电覆盖层厚度测量 涡流方法 57 GB 5270-85 金属基体上的金属覆盖层(电沉积层和化学沉积层) 附着强度试验方法 65 GB 5926-86 轻工产品金属镀层和化学处理层的外观质量测试方法 65 GB 5927-86 轻工产品金属镀层的厚度测试方法 计时液流法 65 GB 5928-86 轻工产品金属镀层和铝氧化膜的厚度测试方法 测重法 65 GB 5929-86 轻工产品金属镀层和化学处理层的厚度测试方法 金相显微镜法 65 GB 5930-86 轻工产品金属镀层的厚度测试方法 点滴法 65 GB 5931-86 轻工产品金属镀层和化学处理层的厚度测试方法 射线反向散射法 65 GB

30、 5932-86 轻工产品金属镀层和化学处理层的耐磨试验方法 65 GB 5933-86 轻工产品金属镀层的结合强度测试方法 金属镀层质量检验的国家标准金属镀层质量检验的国家标准(部分)卷 标准号 标准题名 65 GB 5934-86 轻工产品金属镀层的硬度测试方法 显微硬度法 65 GB 5935-86 轻工产品金属镀层的孔隙率测试方法 65 GB 5938-86 轻工产品金属镀层和化学处理层的耐腐蚀试验方法 中性盐雾试验(NSS)法 65 GB 5939-86 轻工产品金属镀层和化学处理层的耐腐蚀试验方法 乙酸盐雾试验(ASS)法 65 GB 5940-86 轻工产品金属镀层和化学处理层的

31、耐腐蚀试验方法 铜盐加速盐雾试验(CASS)法 65 GB 5941-86 轻工产品金属镀层和化学处理层的耐腐蚀试验方法 腐蚀膏试验(CORR)法 65 GB 5942-86 轻工产品金属镀层和化学处理层的耐腐蚀试验方法 二氧化硫试验法 65 GB 5943-86 轻工产品金属镀层和化学处理层的抗变色 腐蚀试验方法 硫化氢试验法 65 GB 5944-86 轻工产品金属镀层腐蚀试验结果的评价 71 GB 6458-86 金属覆盖层 中性盐雾试验(NSS试验) 71 GB 6459-86 金属覆盖层 醋酸盐雾试验(ASS试验) 71 GB 6460-86 金属覆盖层 铜盐加速醋酸盐雾试验(CAS

32、S试验) 71 GB 6461-86 金属覆盖层 对底材为阴极的覆盖层腐蚀试验后 的电镀试样的评级 71 GB 6462-86 金属和氧化物覆盖层横断面厚度显微镜测量方法 71 GB 6463-86 金属和其他无机覆盖层厚度测量方法评述 71 GB 6464-86 金属和其他无机覆盖层静置户外曝晒 腐蚀试验一般规则 71 GB 6465-86 金属和其他无机覆盖层 腐蚀膏腐蚀试验(CORR试验) 71 GB 6466-86 电沉积铬层 电解腐蚀试验(EC试验) 140 GB 11378-89 金属覆盖层厚度 轮廓尺寸测量方法 153 GB 12334-90 金属和其他无机覆盖层 关于厚度测量的

33、 定义和一般规则 153 GB 12335-90 金属覆盖层 对底材呈阳极性的覆盖层腐蚀试验后 的试样评级 158 GB 12609-90 电沉积金属覆盖层和有关精饰计数抽样检查程序 174 GB/T 13744-92 磁性和非磁性基体上镍电镀层厚度的测量第四章 镀液性能与镀层 质量检验2. 镀层质量检验 2.1 外观检查外观检查（掌握）（掌握） 2.2 厚度测量 2.3 孔隙率 2.4 镀层结合力 2.5 镀层硬度 2.6 镀层脆性 2.7 镀层内应力 2.8 耐蚀性国家标准国家标准 GB 5926-86 轻工产品金属镀层和化学处理层的轻工产品金属镀层和化学处理层的 外观质量测试方法外观质量

34、测试方法镀层外观镀层外观质量要求质量要求 镀层应表面平滑，结晶均匀细致，色泽正常镀层应表面平滑，结晶均匀细致，色泽正常。光亮镀层外观类似镜面。镀层无无针孔，麻点，起瘤，起皮，针孔，麻点，起瘤，起皮，起泡，色泽不匀，斑点，烧焦，暗影，树枝状和海棉起泡，色泽不匀，斑点，烧焦，暗影，树枝状和海棉状沉积层状沉积层等缺陷，以及没有镀覆的部位。次要部位上的轻微挂具接触点痕迹可以不作为疵病。 局部有缺陷的产品处理方法局部有缺陷的产品处理方法: :l 退除不合格镀层退除不合格镀层重新电镀重新电镀，l 进行进行补充加工补充加工。l 如果工件过度腐蚀，造成机械损伤，又不允许返修，如果工件过度腐蚀，造成机械损伤，又

35、不允许返修， 就作就作废品废品处理处理。表面缺陷表面缺陷检查方法检查方法l 检查前用清洁的软布或纱布揩去试样表面的油污检查前用清洁的软布或纱布揩去试样表面的油污。l 检查时，将试样放置在无反射光的白色平台上检查时，将试样放置在无反射光的白色平台上（或无反射光的白色透射光下）（或无反射光的白色透射光下），用，用肉眼进行观察肉眼进行观察。 检查应在自然光下检查应在自然光下。或者光照度为300600Lx(勒克斯)的近似自然光(如40W 日光灯)下，相距750800mm的距离。 在有争议或双方同意的情况下，允许用放大镜进行参考检验。表面光亮度和表面光亮度和粗糙度检验粗糙度检验光亮度光亮度 可借助仪器测

36、定。但由于试样形状不同，往往难以获得正确结果。目前使用较多的方法是采用样板对照目前使用较多的方法是采用样板对照或封存比较。粗糙度粗糙度 在一般情况下，允许用双方同意的，在有效期限内在有效期限内的实物或标准样板，用肉眼作对比测定的实物或标准样板，用肉眼作对比测定。 仪器测量方法仪器测量方法：电动轮廓仪(粗糙度Ra 6.30.025m)，双管显微镜(粗糙度 Ra 0.2m以下)，干涉显微镜(粗糙度 Ra 0.20.012m)。第四章 镀液性能与镀层 质量检验2. 镀层质量检验 2.1 外观检查 2.2 厚度测量厚度测量（掌握）（掌握） 2.3 孔隙率 2.4 镀层结合力 2.5 镀层硬度 2.6

37、镀层脆性 2.7 镀层内应力 2.8 耐蚀性关于厚度测量的国家标准关于厚度测量的国家标准GB 6463-86 金属和其他无机覆盖层厚度测量方法评述GB 12334-90 金属和其他无机覆盖层 关于厚度测量的 定义和一般规则GB 4955-85 金属覆盖层厚度测量 阳极溶解库伦法阳极溶解库伦法 GB 4956-85 磁性金属基体上非磁性覆盖层厚度测量 磁性方法磁性方法 GB 4957-85 非磁性金属基体上非导电覆盖层厚度测量 涡流方法涡流方法GB 5927-86 轻工产品金属镀层的厚度测试方法 计时液流法GB 5928-86 轻工产品金属镀层和铝氧化膜的厚度测试方法 测重法测重法GB 5929

38、-86 轻工产品金属镀层和化学处理层的厚度测试方法 金相显微镜法GB 5930-86 轻工产品金属镀层的厚度测试方法 点滴法GB 5931-86 轻工产品金属镀层和化学处理层的厚度测试方法 射线反向散射法GB 6462-86 金属和氧化物覆盖层横断面厚度显微镜测量方法显微镜测量方法 GB 11378-89 金属覆盖层厚度 轮廓尺寸测量方法GB/T 13744-92 磁性和非磁性基体上镍电镀层厚度的测量镀层厚度测量方法概况镀层厚度测量方法概况平均厚度平均厚度局部厚度局部厚度破坏破坏法法无损无损法法镀层全镀层全部溶解部溶解称重法称重法分析法分析法镀层局部镀层局部化学溶解化学溶解计时液流法计时液流法

39、点滴法镀层局部镀层局部电化学溶电化学溶解解阳极溶解阳极溶解库伦法库伦法镀层断面镀层断面厚度厚度金相显微镜法金相显微镜法轮廓仪法干涉显微镜法磁性法磁性法涡流法涡流法射线反向散射法称重法称重法：将试样在适当溶液中溶解，只溶解镀层而对基体只溶解镀层而对基体不浸蚀，也可以只溶解基体对镀层不浸蚀不浸蚀，也可以只溶解基体对镀层不浸蚀。称量溶解前、后镀层的重量，再计算镀层的平均厚度(克/平方米)将镀层全部溶解求平均厚度将镀层全部溶解求平均厚度分析法分析法：当镀层溶解后，用化学分析法化学分析法测定溶解的镀层金属量即可确定镀层的重量。只要镀层与基体不是同一种金只要镀层与基体不是同一种金属属，基体是否溶解对结果并

40、无影响基体是否溶解对结果并无影响。镀层厚度测量方法概况镀层厚度测量方法概况平均厚度平均厚度局部厚度局部厚度破坏破坏法法无损无损法法镀层全镀层全部溶解部溶解称重法称重法分析法分析法镀层局部镀层局部化学溶解化学溶解计时液流法计时液流法点滴法点滴法镀层局部镀层局部电化学溶电化学溶解解阳极溶解阳极溶解库伦法库伦法镀层断面镀层断面厚度厚度金相显微镜法金相显微镜法轮廓仪法干涉显微镜法磁性法磁性法涡流法涡流法射线反向散射法计时液流法和点滴法计时液流法和点滴法计时液流法测量仪器计时液流法测量仪器(由通电指示终点)1. 温度计2. 玻璃管上的通气孔3. 橡皮塞4. 玻璃管5. 分液漏斗6. 活塞7. 橡皮管8.

41、 毛细管9. 试样10. 封有铂丝的玻璃管11. 铂丝12. 放大器1234567891112计时液流法计时液流法测厚的试验溶液测厚的试验溶液计时液流法计时液流法测量镀层厚测量镀层厚度的度的ht值值 ( m/s) 镀层温度 C 11121314150.5000.5150.5300.5450.5600.6530.6810.7100.7410.7730.2500.2700.2900.3150.34016171819200.5710.5890.6100.6300.6450.8060.8400.8760.9130.9520.3760.4240.4670.4930.52121222324250.6700

42、.6900.7150.7400.7520.9931.0361.1001.1631.2230.5460.5750.6060.6410.67126272829300.7750.7900.8080.8240.8331.2731.3331.3891.4291.4710.7090.7410.7690.8000.833 锌镀层铜镀层镍镀层例例：测量钢铁上的锌镀层厚度 计时液流法使用的溶液成分：硝酸铵 70 g/L，硫酸铜 7 g/L，1N盐酸 70ml/L。当呈现玫瑰红色斑点，表示溶解到达终点。在在20，锌镀层的，锌镀层的 ht =0.645 m/sec。如如 t = 10.5sec，则则 h = 0.6

43、45 10.5 = 6.77 m点滴法点滴法测厚的试验溶液测厚的试验溶液(适于厚度小于小于1.2 m)点滴法测量点滴法测量镀层厚度的镀层厚度的hk值值 ( m/s) 镀层温度 C 1011121314150.780.820.870.910.961.010.790.810.830.850.870.890.550.570.590.6116171819201.051.091.141.181.240.930.971.011.051.080.630.650.670.690.7021222324251.271.321.361.401.451.111.141.161.181.200.710.720.730.

44、740.75262728291.521.591.661.731.211.231.241.25 锌镀层铜镀层镍镀层说明说明：由于点滴法测量精度不高，实际生产中很少使生产中很少使用用。主要用于薄铬镀层(厚度小于1.2m)。点滴法测薄铬镀层厚度的方法点滴法测薄铬镀层厚度的方法温度Cht，m/s1011121314150.01610.01640.01680.01720.01760.018016171819200.01850.01880.01930.01980.020321222324250.02110.02180.02260.02390.024926272829300.02640.02790.0300

45、0.03250.0351 用熔化的石蜡或蜡笔在试样的待测表面上画内径为6mm的小圈，然后在小圈内滴第1滴试验溶液(0.030.05ml)。 待气泡析出时开始计时，直至裸露出中间镀层或基体金属为止。 如果到60秒气泡析出尚未停止，应停止计时，用滤纸或脱脂棉吸掉第1滴溶液，再滴上第2滴试液。 如此重复，直到裸露出中间镀层或基体金属为止。 记录累计的溶解时间t(秒)，计算镀层厚度 h = ht t (m)ht 数值见右表。镀层厚度测量方法概况镀层厚度测量方法概况平均厚度平均厚度局部厚度局部厚度破坏破坏法法无损无损法法镀层全镀层全部溶解部溶解称重法称重法分析法分析法镀层局部镀层局部化学溶解化学溶解计时

46、液流法计时液流法点滴法镀层局部镀层局部电化学溶电化学溶解解阳极溶解阳极溶解库伦法库伦法镀层断面镀层断面厚度厚度金相显微镜法金相显微镜法轮廓仪法干涉显微镜法磁性法磁性法涡流法涡流法射线反向散射法阳极溶解库仑法阳极溶解库仑法 将专用电解池压紧在镀层受检部位，注入规定的试验溶液规定的试验溶液。 对试样通入阳极电流，使镀对试样通入阳极电流，使镀层溶解层溶解。当裸露出基体金属或中当裸露出基体金属或中间镀层金属时，电解池槽压发生间镀层金属时，电解池槽压发生跃变，可指示终点跃变，可指示终点。 所用试验溶液应满足以下条件所用试验溶液应满足以下条件：l 不通电时对镀层无化学溶解l 阳极溶解电流效率为100%l

47、当镀层被溶透，且露出的基体面积增大时，阳极电位应发生明显变化以指示终点。356663.2 61512 915925金属杯橡皮垫阳极溶解库伦法阳极溶解库伦法测量用电解池测量用电解池 Q-所通阳极电量， a -阳极电流效率，k-镀层金属电化学当量，计算出溶解镀层的重量W，又已知被溶镀层的面积S和密度d，故可计算局部镀层厚度h。)(100mSdkQha式中各量的单位 Q：库伦(C) a：100% k：g/C S：mm2 d：g/cm3)(67. 16 . 0mdktinFdAtihcccc此式与第二章中计算镀层厚度的公式有何不同？GB4955-85 金属覆盖层厚度测量金属覆盖层厚度测量 阳极溶解库伦

48、方法阳极溶解库伦方法 规定的溶解电解液规定的溶解电解液 基体(或底层)金属钢铜或铜合金镍铝镉A1B1A1B1A1A1铬A2B2A3B3A2B4A2B4铜A4B5A4B6A4铅A9A9A9镍A5B9A5B10A5B9银A6A7B11A6锡A8B12A8B12A3A2B13锌A8B14A8B14A8A8覆 层序号 电 解 液 备 注A1碘化钾 100g/L带有微量碘A2硫酸钠 100g/LA3盐酸 73g/L或氢氧化钠 150g/L稀释盐酸 175ml(比重 d=1.18)到 1LA4酒石酸钾钠 80 g/L硝酸铵 100 g/LA5硝酸铵 30 g/L硫氰化钠 30 g/LA6硝酸钠 100 g

49、/L硝酸 5 g/LA7硫氰化钾 180 g/LA8氯化钠 100 g/LA9乙酸钠 200 g/L乙酸铵 200 g/L阳极溶解库伦法所用的阳极溶解库伦法所用的典型电解液典型电解液(一一)阳极溶解库伦法所用的阳极溶解库伦法所用的典型电解液典型电解液(二二)在电镀时取阴极电流为 Ic，电镀时间为tc；电镀后用库仑法将镀层溶解，取阳极电流为 Ia，设溶解时间为 ta。如果镀层金属在阴极沉积时的电化当量与阳极溶解时的电化当量相同，那么，阴极电流效率c与阳极电流效率a之比ccaaactItI如果取 Ia = Ic，计算更加简单acactt当阳极电流效率a = 1，则阴极电流效率c等于溶解时间 ta

50、与电镀时间 tc 的比值。此外，用库仑法测量阴极电流效率此外，用库仑法测量阴极电流效率阳极溶解库伦阳极溶解库伦法测镀层厚度法测镀层厚度阳极溶解库伦法测量的仪器阳极溶解库伦法测量的仪器镀层厚度测量方法概况镀层厚度测量方法概况平均厚度平均厚度局部厚度局部厚度破坏破坏法法无损无损法法镀层全镀层全部溶解部溶解称重法称重法分析法分析法镀层局部镀层局部化学溶解化学溶解计时液流法计时液流法点滴法镀层局部镀层局部电化学溶电化学溶解解阳极溶解阳极溶解库伦法库伦法镀层断面镀层断面厚度厚度金相显微镜法金相显微镜法轮廓仪法干涉显微镜法磁性法磁性法涡流法涡流法射线反向散射法金相显金相显微镜法微镜法使用制备金相试样的方法

51、得使用制备金相试样的方法得到镀层的横断面，到镀层的横断面，在金相显在金相显微镜下测量镀层的厚度微镜下测量镀层的厚度基体基体 镀层镀层 镶嵌镶嵌金相显金相显微镜微镜轮廓仪轮廓仪法法采用镀前屏蔽或镀后溶解的方法在基体与镀层之间制作一个台阶用轮廓仪测量台阶高度基体镀层轮廓仪触针干涉显干涉显微镜法微镜法用干涉显微镜测量台阶高度基体镀层干涉显微镜镀层厚度测量方法概况镀层厚度测量方法概况平均厚度平均厚度局部厚度局部厚度破坏破坏法法无损无损法法镀层全镀层全部溶解部溶解称重法称重法分析法分析法镀层局部镀层局部化学溶解化学溶解计时液流法计时液流法点滴法镀层局部镀层局部电化学溶电化学溶解解阳极溶解阳极溶解库伦法库

52、伦法镀层断面镀层断面厚度厚度金相显微镜法金相显微镜法轮廓仪法干涉显微镜法磁性法磁性法涡流法涡流法射线反向散射法 磁性法、涡流法、磁性法、涡流法、 射线反向散射法射线反向散射法，属于属于无损测量方法无损测量方法，不会造成镀层破坏不会造成镀层破坏磁性法磁性法测量原理测量原理：当磁性基体上的非磁性镀层厚度变化时，磁引力或磁感应亦变化。因此磁体脱离被检工件表面的断开力，或者通过镀层与磁体的磁路磁阻值，与镀层厚度有一定的函数关系。用仪器测量这个断开力或磁阻值，就可得出镀层厚度。磁性测厚仪适宜于测量磁性基体上磁性测厚仪适宜于测量磁性基体上( (如钢铁如钢铁) )的非磁性镀层的非磁性镀层( (如如锌锌) )

53、。 在测量前要用已知厚度的标准样片在测量前要用已知厚度的标准样片校准仪器校准仪器。为减小误差，。为减小误差，基体金属厚度应符合仪器要求。测量时探头不能置于弯曲面或靠近边缘，探头应与工件表面垂直。磁性测厚仪磁性测厚仪涡流法涡流法原理：原理：仪器的测头装置产生了一个高频磁场高频磁场，使置于测头下的导体产生涡流，涡流的振幅涡流的振幅是测头和导体之间的非导电覆盖层厚度的函数。本方法主要用于测量非磁性金属上非导电覆盖层的厚度，以本方法主要用于测量非磁性金属上非导电覆盖层的厚度，以及非导体基体上单层金属覆盖层的厚度。及非导体基体上单层金属覆盖层的厚度。涡流法测镀层涡流法测镀层( (涂层涂层) )厚度厚度

54、射线反向散射法射线反向散射法（ 适于镀层适于镀层2.5m以下） 原理原理：用放射性同位素释放出射线，在射向被测试样后，一部分进入金属的射线被反射至探测器。被反射的粒子的强度是被测镀层种类和厚度的函数。因此，由探测器测量被测镀层反射的射线强度，就可以得到镀层的厚度。本方法主要用于测量薄的(2.5m以下)贵金属镀层。第四章 镀液性能与镀层 质量检验2. 镀层质量检验 2.1 外观检查 2.2 厚度测量 2.3 孔隙率孔隙率（掌握）（掌握） 2.4 镀层结合力 2.5 镀层硬度 2.6 镀层脆性 2.7 镀层内应力 2.8 耐蚀性 孔隙是指贯通镀层的孔道。单位面积上的孔隙数称为孔隙率单位面积上的孔隙

55、数称为孔隙率。孔隙率对阴极性镀层的防护性能，防渗碳镀层和防氮化镀层的功能有很大的影响。因此孔隙率是镀层质量的一个重要指标孔隙率是镀层质量的一个重要指标。孔隙率孔隙率GB 5935-86 轻工产品金属镀层的孔隙率测试方法轻工产品金属镀层的孔隙率测试方法测量方法测量方法 (1) (1) 贴滤纸法贴滤纸法 将将 “ “检测试剂检测试剂” ” 浸在滤纸上，将滤纸紧贴在被检镀层表面。有浸在滤纸上，将滤纸紧贴在被检镀层表面。有色反应产物渗到滤纸上形成有色斑点色反应产物渗到滤纸上形成有色斑点。 其原理：其原理：使使 “ “检测试剂检测试剂” ” 穿过孔隙和基底金属或下层镀层穿过孔隙和基底金属或下层镀层金属反

56、应，生成有颜色的化合物，从而可以被发现金属反应，生成有颜色的化合物，从而可以被发现。 (2) (2) 浇浸法浇浸法 将试剂浇在镀层受检表面，或将工件浸入试剂中，取出干燥后镀层表面形成白色涂膜。有色反应产物在涂膜上形成有色斑点。斑点特征和判断与贴滤纸法相同。贴滤纸法贴滤纸法浇浸法浇浸法溶 液序号 基体或下层 镀层金属溶液成分, 含量(g/L)斑 点特征 1CuNiCu-Ni,Ni-Cu-Ni-CrNi-CrCu-Ni-Cr钢铁钢铁,铜及其合金钢铁钢铁,铜及其合金钢铁铁氰化钾 10氯化钠 15白明胶 20同 贴滤 纸法 2阴极性镀层铝及其合金铝试剂 3.5氯化钠 150白明胶 10镀 层测量原理与

57、贴滤纸法相同测量原理与贴滤纸法相同浇浸法使用的溶液浇浸法使用的溶液第四章 镀液性能与镀层 质量检验2. 镀层质量检验 2.1 外观检查 2.2 厚度测量 2.3 孔隙率 2.4 镀层结合力镀层结合力（掌握）（掌握） 2.5 镀层硬度 2.6 镀层脆性 2.7 镀层内应力 2.8 耐蚀性 结合力是镀层一个重要的质量指标结合力是镀层一个重要的质量指标。 由于定量测量结合力比较困难，故通常只作通常只作定性测量定性测量。结合力结合力 (结合强度)把单位面积上的电镀层从基体或中间镀层上分离开所需要的力。定性测量就以剥离镀层的难易程度来评定镀层结合力。定性测量就以剥离镀层的难易程度来评定镀层结合力。 GB

58、593386“轻工产品金属镀层的结合强度测试方法轻工产品金属镀层的结合强度测试方法”包括：包括：弯曲法弯曲法锉刀法锉刀法划痕法划痕法划格法划格法加热法加热法 热循环法热循环法刷光法杯突法杯突法阴极处理法摩擦法弯曲法弯曲法 将试样弯曲，由于镀层和基体金属伸长程度不同，镀层受到从基体剥离的力。此方法适用于有各种镀层的薄型工件，线材，弹簧等电镀零件。l 将试样沿一直径等于试样厚度的轴将试样沿一直径等于试样厚度的轴，弯曲弯曲180，然后把弯曲部分放大四倍观察。镀层不允许起皮，脱落镀层不允许起皮，脱落。l 将试样夹在台虎钳中，反复弯曲，直至基体断裂将试样夹在台虎钳中，反复弯曲，直至基体断裂。镀层不应起皮

59、，镀层不应起皮，脱落脱落。或在放大四倍后检查，镀层与基体之间不允许分离。l 直径直径1mm 或以下的线材或以下的线材，应绕在直径为应绕在直径为 1mm的金属线材的轴上的金属线材的轴上，直径 1mm以上的线材，绕在直径与线材相同的金属轴上，绕成1015个紧密靠近的线圈，镀层不应有起皮或脱落现象镀层不应有起皮或脱落现象。锉刀法锉刀法 将试样夹在台虎钳中，用粗锉刀锉镀层的边缘，锉刀与镀层表面约成锉刀与镀层表面约成45角角，由基体金属向镀层方向锉，镀镀层不得揭起或脱落层不得揭起或脱落。基体 镀层镀层台钳台钳锉刀锉刀划痕法划痕法和和划网法划网法 采用已磨到30锐角的硬质钢划刀硬质钢划刀，在零件表面上相距

60、约相距约 2 mm 划两条平行线划两条平行线，划线时应当以足够的压力使单行程通过金属镀层，切割到基体金属，用肉眼或45倍放大镜观察镀层，不应起皮，脱落不应起皮，脱落。 用钢划刀在镀件表面上划一个或几个边长1mm 的方格的方格，观察在此区域内的金属镀层不应有起皮，脱落镀层不应有起皮，脱落。2mm边长边长1mm划格法测结合强度划格法测结合强度摩擦法摩擦法摩擦抛光摩擦抛光在面积4mm)(b)(c)(d)基材镀层(1.5mm)支板环形剪切法试样环形剪切法试样基材镀层(5mm)60锥形法试样锥形法试样第四章 镀液性能与镀层 质量检验2. 镀层质量检验 2.1 外观检查 2.2 厚度测量 2.3 孔隙率