电镀基本原理

1、电镀部教育训练之电镀部教育训练之电镀基本原理电镀基本原理目的目的: : 通过对电镀原理以及相关知通过对电镀原理以及相关知识的介绍识的介绍, ,使从事生产的操作员对使从事生产的操作员对电镀有一定的了解电镀有一定的了解. . Presentation title - Date - References3 教学大纲教学大纲 电镀原理电镀原理 脱脂工序脱脂工序 酸洗工序酸洗工序 镀镍工序镀镍工序 镀锡工序镀锡工序 镀铜及铜合金工序镀铜及铜合金工序 镀金、银工序镀金、银工序 带料电镀工序带料电镀工序 后处理后处理 镀层测试镀层测试 Presentation title - Date - Referenc

2、es4 1. 1. 电解池电解池 浸在电解质溶液中的两个电极浸在电解质溶液中的两个电极, ,与外加直流电源接通与外加直流电源接通后后, ,强制电流在体系中通过强制电流在体系中通过, ,从而在电极上发生化学反应从而在电极上发生化学反应, ,这种装置就叫做电解池这种装置就叫做电解池. . 电解液电解液阴阴极极阳阳极极阳极阳极: : 金属原子失去电子金属原子失去电子,进进 行氧化反应行氧化反应;阴极阴极: 金属阳离子得到电子金属阳离子得到电子, 进行还原反应进行还原反应; Presentation title - Date - References51 1、1 1：电镀的含义：电镀的含义电镀：指在直

3、流电的作用下，金属从该金电镀：指在直流电的作用下，金属从该金属盐的水溶液中沉积出来，使一种金属属盐的水溶液中沉积出来，使一种金属表面覆盖上另一种金属。电镀是一种电表面覆盖上另一种金属。电镀是一种电化学过程，也是一种氧化还原过程。化学过程，也是一种氧化还原过程。 Presentation title - Date - References6 比如比如，镀镍，把零件放入金属镍盐的溶，镀镍，把零件放入金属镍盐的溶液中作为阴极，以金属镍板作为阳极。液中作为阴极，以金属镍板作为阳极。在直流电的作用下，作为阴极的零件表在直流电的作用下，作为阴极的零件表面就会镀上一层金属镍，而阳极镍板就面就会镀上一层金属镍

4、，而阳极镍板就逐步溶解成镍离子补充到镀液中。在阴逐步溶解成镍离子补充到镀液中。在阴极上（零件上）发生镍离子得到电子还极上（零件上）发生镍离子得到电子还原出金属镍，同时还有氢气析出；在阳原出金属镍，同时还有氢气析出；在阳极上（镍板上）金属失去电子变成镍离极上（镍板上）金属失去电子变成镍离子，补充到镀液中。子，补充到镀液中。 Presentation title - Date - References7 2. 2. 电镀镀层的基本要求电镀镀层的基本要求 与基体金属结合牢固与基体金属结合牢固, ,附着力好附着力好; ;镀层完整镀层完整, ,结晶细致紧密结晶细致紧密, ,孔隙率小孔隙率小; ;具有良好

5、的物理具有良好的物理, ,化学及机械性能化学及机械性能; ;具有符合标准规定的镀层厚度具有符合标准规定的镀层厚度, ,且分布均匀且分布均匀. . Presentation title - Date - References82.12.1、电镀层的物理性分类、电镀层的物理性分类 按镀层的作用分，可分为按镀层的作用分，可分为 防护性镀层，是指应用于大气或其它环境下防护性镀层，是指应用于大气或其它环境下防止基体金属腐蚀的镀层，如铁件镀锌等。防止基体金属腐蚀的镀层，如铁件镀锌等。 防护装饰性镀层，是指应用于大气条件下，防护装饰性镀层，是指应用于大气条件下，使基体金属既防腐又美观的镀层，如铜件镀镍、镀铬

6、；使基体金属既防腐又美观的镀层，如铜件镀镍、镀铬；铁件镀铜、镍、铬。铁件镀铜、镍、铬。 修复性镀层，是指应用于已经被磨损的零件（如轴等）修复性镀层，是指应用于已经被磨损的零件（如轴等）局部和整体加厚的修复性电镀，如镀铜、镀铬。局部和整体加厚的修复性电镀，如镀铜、镀铬。 特殊要求的镀层，指应用于某些有特殊要求特殊要求的镀层，指应用于某些有特殊要求的镀层。如：耐磨铬、减磨锡、反光银、导电的金或银的镀层。如：耐磨铬、减磨锡、反光银、导电的金或银、防反光的黑镍、铬等等。、防反光的黑镍、铬等等。 Presentation title - Date - References92.22.2镀层的化学性分类镀

7、层的化学性分类 如果按镀层金属的电极电位与基体金属如果按镀层金属的电极电位与基体金属的电极电位来分，可分为二种：的电极电位来分，可分为二种：u阳极镀层阳极镀层u阴极镀层阴极镀层 Presentation title - Date - References10 阳极镀层是指在一定条件下，镀阳极镀层是指在一定条件下，镀层金属的电极电位负于基体金属的电极电层金属的电极电位负于基体金属的电极电位，如铁上镀锌。这类镀层覆盖在金属零位，如铁上镀锌。这类镀层覆盖在金属零件表面，既有隔离介质起机械保护作用（件表面，既有隔离介质起机械保护作用（物理保护），当镀层受到损坏时又能起电物理保护），当镀层受到损坏时又能

8、起电化学保护作用，使基体不受腐蚀。化学保护作用，使基体不受腐蚀。 阴极镀层，是指在一定条件下阴极镀层，是指在一定条件下，镀层金属的电极电位正于基体金属的电，镀层金属的电极电位正于基体金属的电极电位，如铁上镀铜、镀镍等。这类镀层极电位，如铁上镀铜、镀镍等。这类镀层只有隔离介质起机械保护作用，防护作用只有隔离介质起机械保护作用，防护作用较差，必须镀有一定的厚度，使镀层的孔较差，必须镀有一定的厚度，使镀层的孔隙率尽量减少时才能有较好的防护作用。隙率尽量减少时才能有较好的防护作用。 Presentation title - Date - References11 3. 3. 电镀的结晶过程电镀的结晶过

9、程液相传质步骤液相传质步骤: : 沉积金属离子自溶液本体运动到沉积金属离子自溶液本体运动到 电极表面附近电极表面附近; ;前置转化步骤前置转化步骤: : 还原反应前还原反应前, , 沉积金属离子在阴沉积金属离子在阴 极表面附近或表面上发生转化极表面附近或表面上发生转化; ;电荷传递电荷传递: : 在电极和离子之间进行电荷转移在电极和离子之间进行电荷转移; ;表面扩散或形核表面扩散或形核: : 到达电极表面的粒子沿表面横到达电极表面的粒子沿表面横 向移动到金属点阵的适当位置向移动到金属点阵的适当位置, ,或与其它粒或与其它粒 子相遇形成晶核子相遇形成晶核; ;形成结晶形成结晶: : 金属原子最后

10、到达点阵中的固定位置金属原子最后到达点阵中的固定位置, , 晶体逐渐长大晶体逐渐长大. . Presentation title - Date - References12nMNnMn2+nNn2+nMn2+nMn2+nMn2+沉积过程示意图沉积过程示意图 Presentation title - Date - References134. 4. 电镀溶液中主要成分的作用电镀溶液中主要成分的作用 主盐主盐: : 提供在阴极沉积出所要求的镀层金属的盐提供在阴极沉积出所要求的镀层金属的盐. .导电盐导电盐: : 提高溶液的电导率提高溶液的电导率. .缓冲剂缓冲剂: : 当溶液遇到酸或碱时当溶液遇到

11、酸或碱时, ,可以使可以使PHPH值变化幅度缩小值变化幅度缩小. .阳极去极化剂阳极去极化剂: : 在电解时在电解时, ,能使阳极电位变负能使阳极电位变负, ,促进阳极活化促进阳极活化. .络合剂络合剂: : 增大阴极极化增大阴极极化, ,促进阳极溶解促进阳极溶解. .添加剂添加剂: : 改善溶液性能和镀层质量改善溶液性能和镀层质量. . Presentation title - Date - References14 脱脂的作用脱脂的作用 进入机台的料带上会粘附一层油进入机台的料带上会粘附一层油 污污, ,主要为矿物油主要为矿物油, ,动物油和植物油动物油和植物油. . 而油污的存在会严重影

12、响镀层与基体而油污的存在会严重影响镀层与基体 的结合力的结合力. . 利用脱脂的方法可以有效地除去料利用脱脂的方法可以有效地除去料 带上粘附的油污带上粘附的油污, ,保证结合力保证结合力. . Presentation title - Date - References15 除油方法除油方法 有机溶剂除油有机溶剂除油 超音波除油超音波除油 化学除油化学除油 电解除油电解除油 Presentation title - Date - References16 1. 1. 化学脱脂化学脱脂 利用热碱溶液对油脂的皂化和乳化作用利用热碱溶液对油脂的皂化和乳化作用, ,以除去皂以除去皂化性油脂化性油脂;

13、;利用表面活性剂的乳化作用利用表面活性剂的乳化作用, ,以除去非皂化以除去非皂化性油脂性油脂. .主要成分主要成分: NaOH : NaOH 碱液除油特点碱液除油特点: : 除油液无毒除油液无毒 价格便宜价格便宜 除油效果好除油效果好 设备简单设备简单 容易管理容易管理 Presentation title - Date - References17皂化皂化: : 料带表面的油脂与除油液中的碱起反应生成肥料带表面的油脂与除油液中的碱起反应生成肥 皂的过程皂的过程. .乳化乳化: : 使料带表面的油膜破裂使料带表面的油膜破裂, ,生成小油珠生成小油珠, ,分散在碱分散在碱 液中液中, ,形成混合

14、的乳浊液形成混合的乳浊液. .亲水基亲水基亲油基亲油基油滴油滴 Presentation title - Date - References18 2. 2. 电解脱脂电解脱脂 利用电解时电极的极化作用降低油利用电解时电极的极化作用降低油-液界面的表液界面的表面张力面张力, ,同时产生的大量气体将对油膜具有强烈的撕裂同时产生的大量气体将对油膜具有强烈的撕裂作用作用, ,并对溶液产生搅拌作用并对溶液产生搅拌作用, ,从而使油膜脱离料带从而使油膜脱离料带, ,转转化为细小的油珠化为细小的油珠. . 同时同时, ,溶液自身的皂化溶液自身的皂化, ,湿润湿润, ,渗透渗透, ,分散等作用得分散等作用得以

15、进一步发挥以进一步发挥. . 电解脱脂是脱脂的最终工序电解脱脂是脱脂的最终工序. . Presentation title - Date - References19方式方式优点优点缺点缺点析出的氢气量大析出的氢气量大易产生氢脆易产生氢脆效率高效率高基体不易受腐蚀基体不易受腐蚀无氢脆无氢脆效率低效率低能有效除去基体表能有效除去基体表面浸渍残渣和金属面浸渍残渣和金属薄膜薄膜对有色基体腐蚀大对有色基体腐蚀大阴极脱脂阴极脱脂阳极脱脂阳极脱脂 脱脂方式脱脂方式 Presentation title - Date - References20 酸洗活化酸洗活化主要成分主要成分: : 硫酸硫酸主要作用主要

16、作用: : 除去料带表面的氧化层除去料带表面的氧化层; ; 中和料带上残留的碱性脱脂剂中和料带上残留的碱性脱脂剂. . 当溶液颜色变蓝色时当溶液颜色变蓝色时, ,必须更换必须更换. . Presentation title - Date - References21 1. 1. 化学浸蚀化学浸蚀 利用酸溶液与料带表面上氧化皮或锈蚀产物等的利用酸溶液与料带表面上氧化皮或锈蚀产物等的化学溶解作用化学溶解作用, ,以达到除去料带表面氧化皮以达到除去料带表面氧化皮, ,锈蚀物锈蚀物, ,钝态薄膜等目的钝态薄膜等目的. . 酸溶液成分酸溶液成分: : 硫酸硫酸 Presentation title -

17、Date - References22 2. 2. 电化学浸蚀电化学浸蚀 对酸溶液加以电流进行浸蚀对酸溶液加以电流进行浸蚀. .采用电化学浸蚀采用电化学浸蚀, ,速速度快度快, ,溶液消耗小溶液消耗小, ,使用寿命长使用寿命长. . 现采用方法现采用方法: : 阴极浸蚀阴极浸蚀. . 阴极浸蚀优点阴极浸蚀优点: : 基体几乎不受腐蚀基体几乎不受腐蚀. .不会改变基体的尺寸不会改变基体的尺寸. . Presentation title - Date - References23 为什么要镀镍？为什么要镀镍？ 镀镍层的结晶细小，可以提高镀镍层的结晶细小，可以提高 镀层的硬度，便于实现自动化生产。镀

18、层的硬度，便于实现自动化生产。 Presentation title - Date - References24 镀镍，可分为单层镀镍和多层镀镍。多数用于镀镍，可分为单层镀镍和多层镀镍。多数用于继电器的轭铁和衔铁类，它属于阴极涂覆，只继电器的轭铁和衔铁类，它属于阴极涂覆，只能起机械保护作用。我们选用硫酸镍为主盐的能起机械保护作用。我们选用硫酸镍为主盐的镀液。主要成份有硫酸镍、氯化镍、硼酸和适镀液。主要成份有硫酸镍、氯化镍、硼酸和适量的添加剂。在此溶液中，硫酸镍为主盐，起量的添加剂。在此溶液中，硫酸镍为主盐，起着供给镀液中镍离子的作用，氯化镍是一种阳着供给镀液中镍离子的作用，氯化镍是一种阳极活化

19、剂，它的作用是促进阳极的溶解，保证极活化剂，它的作用是促进阳极的溶解，保证镍离子的正常补充，并能提高溶液的导电性和镍离子的正常补充，并能提高溶液的导电性和改善镀液的分散能力。硼酸在镀液中是一种缓改善镀液的分散能力。硼酸在镀液中是一种缓冲剂，起着稳定镀液的冲剂，起着稳定镀液的PHPH值的作用。值的作用。 Presentation title - Date - References25 常见问题处理常见问题处理 问题点问题点可能原因可能原因改善行动改善行动温度过低温度过低检查温度检查温度PH过低PH过低调节至最佳调节至最佳添加剂浓度过低添加剂浓度过低调节至标准调节至标准镍或硼酸浓度过高镍或硼酸浓度

20、过高调节至标准调节至标准电流密度过高电流密度过高调节至标准调节至标准PH过高PH过高调节至最佳调节至最佳电压过高电压过高检查阳极和导线接触点检查阳极和导线接触点温度过低温度过低检查温度检查温度除油/活化不彻底除油/活化不彻底检查前处理检查前处理镀液污染镀液污染活性炭过滤活性炭过滤针孔针孔烧焦烧焦脱皮脱皮 Presentation title - Date - References26 为什么要镀锡？为什么要镀锡？ 镀锡层的可焊性好！镀锡层的可焊性好！ Presentation title - Date - References27 镀锡，主要用静簧、焊片的可焊性涂覆镀锡，主要用静簧、焊片的可焊

21、性涂覆。目前车间采用硫酸盐体系的镀液。其。目前车间采用硫酸盐体系的镀液。其主要成份为硫酸亚锡、硫酸、少量的硫主要成份为硫酸亚锡、硫酸、少量的硫酸高铈以及添加剂。其中硫酸亚锡为该酸高铈以及添加剂。其中硫酸亚锡为该镀液的主盐。加入的硫酸其主要作用是镀液的主盐。加入的硫酸其主要作用是：增加溶液的导电性。增加溶液的导电性。降低亚锡离降低亚锡离子的有效浓度，提高它的阴极极化作用子的有效浓度，提高它的阴极极化作用，促使形成较细的镀层。，促使形成较细的镀层。防止锡的水防止锡的水解。在硫酸镀锡中，由于二价锡易氧化解。在硫酸镀锡中，由于二价锡易氧化成四价锡，所产生的水解使镀液混浊，成四价锡，所产生的水解使镀液混

22、浊，故足够量的硫酸可防止锡的水解。故足够量的硫酸可防止锡的水解。 Presentation title - Date - References28常见问题常见问题 Presentation title - Date - References29 为什么要镀铜？为什么要镀铜？ 良好的导电性良好的导电性 可以改变磁路性能可以改变磁路性能 Presentation title - Date - References30u由于铜具有良好的导电性，且柔软，通由于铜具有良好的导电性，且柔软，通常是用在钢铁零件与其它金属镀层的中常是用在钢铁零件与其它金属镀层的中间称为中间镀层，同时也可用在钢铁零间称为中间镀

23、层，同时也可用在钢铁零件的外表代替铜件使用。目前公司产品件的外表代替铜件使用。目前公司产品主要的镀铜是用在汽车继电器的衔铁和主要的镀铜是用在汽车继电器的衔铁和轭铁上，如轭铁上，如16F16F左右轭铁、左右轭铁、85668566的衔铁和的衔铁和铁芯以及铁芯以及118F118F的铁芯和衔铁等。的铁芯和衔铁等。 Presentation title - Date - References31u镀铜配方主要是氰化镀铜。它的主要成份是镀铜配方主要是氰化镀铜。它的主要成份是氰化亚铜，氰化钠、氢氧化钾。其中氰化亚氰化亚铜，氰化钠、氢氧化钾。其中氰化亚铜为主盐，但必须与铜为主盐，但必须与1.21.2倍以上的氰

24、化物发生倍以上的氰化物发生络合反应，生成铜氰化钠络合反应，生成铜氰化钠NaNa2 2CuCu（CNCN）3 3 也叫也叫氰化铜钠的络盐，这才是电镀的主盐。而氰氰化铜钠的络盐，这才是电镀的主盐。而氰化物则是一种络合剂，主要是促使氰化亚铜化物则是一种络合剂，主要是促使氰化亚铜生成氰化铜钠。生成氰化铜钠。KOHKOH则可以加速镀层的沉积速则可以加速镀层的沉积速度度 Presentation title - Date - References32镀金镀银镀金镀银 目前我们采用的镀金、镀银分别是以氰目前我们采用的镀金、镀银分别是以氰化金钾和氰化银钾作为主盐，适量的氰化金钾和氰化银钾作为主盐，适量的氰化物作为络合剂的镀液，其原理与镀铜化物作为络合剂的镀液，其原理与镀铜相似相似 Presentation title - Date - References33 常见问题处理常见问题处理 问题点问题点可能原因可能原因改善行动改善行动电流密度过高电流密度过高调节至标准调节至标准PH过高PH过高调节至最佳调节至最佳电压过高电压过高检查阳极和导线接触点检查阳极和导线接触点温度