电镀及设备培训课件

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质项目提供帮助

2、。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 42 2、 电镀原理及基础。电镀原理及基础。 8 83 3、 连续电镀设备分析。连续电镀设备分析。16164 4、 特殊结构解析。特殊结构解析。20205 5、 电控系统。电控系统。4040目录目录1 1、行业简介、行业简介1 1、 电镀简

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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 + 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

8、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) )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=m=KItKIt=KQ=KQm-m-析出物质量析出物质量(g)(g)K-K-比例常

9、数比例常数( (电化当量电化当量)()(g/Ahg/Ah) )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( (AhAh) ) 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* *26.8Ah26.8Ah1 1电量为电量为96500C,96500C,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

10、 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1515A/dA/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

11、得解：查得镍的镍的K K为为1.0951.095,为为8.8.9 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：2.3、镀层的分类：、镀层的分类：1 1、电镀原理及基础、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

12、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-(Ni-FeCoFeCo-Ni)-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( (CuSnCuSn) )修复损坏部位修复损坏部位( (FeCuCrFeCuCr) )改善焊接性能改善焊接性能( (SnSn) )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-(Pt-rhr

13、h) )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( (ZnCrZnCr) )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 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-(Ni-SiCSiC Cu-Al 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

14、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

15、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

16、.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, ,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

17、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

18、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

19、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

20、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。TiTi: :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350

21、350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/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

22、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，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

23、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

24、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，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=CbH3/23/2(m(m3 3/min)/min)C=107.1+0.177/H+14.2H/D+2.04(B/D)C=107.

25、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/DB1/21/2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

26、NiNi、SnSn储槽容积储槽容积250-400L250-400L，AuAu、PdPd在在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PV

27、CPVC及及PPPP管。管。3.4、机台骨架结构：、机台骨架结构：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

28、，操作位置，其受力位置，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4.44.4 RC 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、行业简介、行业简介刷刷鍍鍍设备在设备在現現今的电镀厂也很普及，从简单的平台接今的电镀厂也很普及