第五章电镀设备(2学时)

1、第五章 电镀设备1. 镀槽和挂具镀槽和挂具 1.1 镀槽镀槽 1.2 挂具2. 电气设备 2.1 直流电源 2.2 输电线路 2.3 电热设备3. 其它设备镀槽 按功能按功能：电镀槽，除油槽，酸浸槽，中和槽，出光电镀槽，除油槽，酸浸槽，中和槽，出光 槽，钝化槽，水洗槽槽，钝化槽，水洗槽等。 化学转化膜工艺中的磷化槽磷化槽、阳极氧化槽阳极氧化槽、 化学氧化槽化学氧化槽、铬酸盐处理槽铬酸盐处理槽等。镀槽的种类镀槽的种类 按溶液性质按溶液性质： 有机溶剂槽有机溶剂槽， 碱液槽碱液槽(如化学除油，电解除油，中和，碱性电镀液的槽 子，碱性化学氧化槽)， 酸液槽酸液槽(如强浸蚀，弱浸蚀，酸性电镀液，特别是

2、镀铬液 的槽子，以及阳极氧化槽、铬酸盐处理槽、磷化 处理槽)， 热水槽热水槽 冷水槽冷水槽镀槽的材质镀槽的材质 根据溶液性质和温度确定，同时还要考虑到加工性能，成本和材料供应情况。用碳钢板焊接的槽体较为普遍用碳钢板焊接的槽体较为普遍，因为其强度高，坚固耐用，成本低，制作方便。一般来说， l 碱液除油槽，热水清洗碱液除油槽，热水清洗槽用碳钢槽用碳钢l 其他镀槽可用碳钢板内衬塑其他镀槽可用碳钢板内衬塑料、玻璃钢、瓷板，料、玻璃钢、瓷板，( (镀铬槽镀铬槽) )内衬铅内衬铅l 温度低的槽子用塑料温度低的槽子用塑料l 当镀槽体积较大时应在当镀槽体积较大时应在外壁设置水平或垂直加强外壁设置水平或垂直加强

3、肋肋外壁加强的镀槽外壁加强的镀槽镀槽的尺寸镀槽的尺寸 尺寸根据镀件尺寸和数量决定尺寸根据镀件尺寸和数量决定。现在槽体尺寸已逐渐趋向规范化。在大中型电镀厂和电镀车间，按工序由镀槽组成自动或半自动流水线。 镀槽体积不宜太大，镀槽体积不宜太大，太大则槽液难维护，工艺条件难控制，太大则槽液难维护，工艺条件难控制，操作不方便。操作不方便。但也不宜太小但也不宜太小，太小则通过单位体积的电流太大而使温度升高太快。一般每升槽液的平均电流不超过一般每升槽液的平均电流不超过1A为好为好。 槽的宽度应保证阴极和阳极之间有一定距离。槽子不宜太深，否则不便操作和处理。设计镀槽时应考虑的其它问题设计镀槽时应考虑的其它问题

4、导电杆的放置导电杆的放置加热或冷却排风搅拌阴极移动镀液过滤和镀槽清洗镀槽 导电杆用于悬挂工件和极板导电杆用于悬挂工件和极板，并起输送电流作用。常用，并起输送电流作用。常用黄铜棒、黄铜管或紫铜管黄铜棒、黄铜管或紫铜管制作制作。导电杆放置在镀槽边的绝。导电杆放置在镀槽边的绝缘座上，缘座上，阴极和阳极导电杆彼此要绝缘，并与镀槽绝缘。阴极和阳极导电杆彼此要绝缘，并与镀槽绝缘。导电杆导电杆( (极杠极杠) )导电杆导电杆绝缘座绝缘座 黄铜黄铜（H62）棒的许用电流棒的许用电流直径(mm) 10 12 16 20 25 28 30 32 35 40 50电流(A) 120 150 240 350 470

5、620 750 9001000 1100 1350黄铜导电杆的直径与允许通过电流的关系黄铜导电杆的直径与允许通过电流的关系设计镀槽时应考虑的其它问题设计镀槽时应考虑的其它问题导电杆的放置加热或冷却加热或冷却排风搅拌阴极移动镀液过滤和镀槽清洗镀槽 有的镀槽需加热以满足工艺条件的要求。加热可用电加热加热可用电加热管，蒸汽加热管。水夹套加热管，蒸汽加热管。水夹套加热结构复杂，热效率低，一般用于衬铅的钢镀槽。 有的镀槽需冷却降温，冷却方式有：槽内冷却管冷却，槽外换热器冷却，临时性措施冷却，各有优点。加热或加热或冷却冷却蛇形加热管蛇形加热管加热排管加热排管35溢流口衬里水套蒸汽喷管排水口水套蒸汽喷管加热

6、水套蒸汽喷管加热热水清洗槽热水清洗槽加热管设计镀槽时应考虑的其它问题设计镀槽时应考虑的其它问题导电杆的放置加热或冷却排风排风搅拌阴极移动镀液过滤和镀槽清洗镀槽排风排风 有的镀槽中散发出有害气体，需要敷设通风装置。 在镀槽槽边安装抽风罩镀槽槽边安装抽风罩，再与通风管相连。哪些镀槽有有害气体逸出？哪些镀槽有有害气体逸出？设计镀槽时应考虑的其它问题设计镀槽时应考虑的其它问题导电杆的放置加热或冷却排风搅拌搅拌阴极移动镀液过滤和镀槽清洗镀槽搅拌搅拌 空气搅拌空气搅拌：镀槽中设置压缩空气管道，槽底安装空气分散管。 压缩空气喷气镀槽。压缩空气搅拌压缩空气搅拌 溶液循环搅拌溶液循环搅拌：安装溶液循环泵安装溶液

7、循环泵，电加热器和冷却水套。溶液循环泵溶液循环泵冷却水套冷却水套溶液循环搅拌示意溶液循环搅拌示意设计镀槽时应考虑的其它问题设计镀槽时应考虑的其它问题导电杆的放置加热或冷却排风搅拌阴极移动阴极移动镀液过滤和镀槽清洗镀槽阴极水平移动阴极水平移动装置装置( (顶视顶视) )导电杆滚轮电动机电动机偏心盘连杆减速器 有的电镀工艺要求“阴极移动”。水平移动水平移动：阴极杆沿轴向来回运动，垂直移动垂直移动：阴极杆上下升降运动。 水平移动效果较好，垂直移动机构较简单。 阴极移动机构一般安装在镀槽边缘。阴极移动电动机减速器偏心轮 连杆阴极杆滚轮阴极水平移动阴极水平移动装置装置( (侧视侧视) )设计镀槽时应考虑

8、的其它问题设计镀槽时应考虑的其它问题导电杆的放置加热或冷却排风搅拌阴极移动镀液过滤和镀液过滤和镀槽清洗镀槽清洗镀槽 循环过滤能净化镀液净化镀液，减少镀层毛刺，减少镀层毛刺。 吸出镀液的管口吸出镀液的管口一般设在阳极板下离槽底约离槽底约5050毫米毫米处； 过滤后过滤后的清洁镀液清洁镀液在近液面处喷向镀件旁边喷向镀件旁边。镀液过滤镀液过滤 过滤机过滤机有各种类型。l 以滤布为过滤介质的过滤机以滤布为过滤介质的过滤机适应性强，阻力较小适应性强，阻力较小，但滤 布机械强度低，易损坏，过滤精度低易损坏，过滤精度低，劳动强度大。l 以多孔塑料为过滤介质的过滤机以多孔塑料为过滤介质的过滤机过滤精度高过滤精

9、度高，化学性能稳定，耐腐蚀耐腐蚀；但成本较高但成本较高，再生性差。l 缠绕型过滤机缠绕型过滤机精度高，效果好，使用寿命长，成本低精度高，效果好，使用寿命长，成本低，适用范围广，国外已普遍使用国外已普遍使用，国内亦已生产。槽液加热槽液加热( (冷却冷却) )循环过滤设备循环过滤设备过滤器加热器镀槽滤网泵槽液电加热循环过滤设备槽液电加热循环过滤设备过滤器电加热器泵滤网挂镀生产线挂镀生产线挂镀生产线挂镀生产线挂镀生产线挂镀生产线挂镀生产线挂镀生产线挂镀生产线挂镀生产线挂镀生产线挂镀生产线水平卧式水平卧式-滚镀槽滚镀槽( (顶视顶视) )阳极杆阳极杆滚镀槽滚镀槽水平卧式水平卧式-滚镀槽滚镀槽( (侧视

10、侧视) )1. 1. 电动机电动机 2. 减速器 3. 拨爪式离合器 4. 滚筒吊架 5. 小齿轮6. 大齿轮 7. 7. 阴极导电装置阴极导电装置 8. 8. 滚筒体滚筒体 9. 9. 槽体槽体3 45678 9A滚镀槽滚镀槽塑料滚筒塑料滚筒倾斜式倾斜式-滚镀槽滚镀槽滚镀槽滚镀槽翻斗式翻斗式-滚镀槽滚镀槽滚镀槽滚镀槽第五章 电镀设备1. 镀槽和挂具 1.1 镀槽 1.2 挂具挂具2. 电气设备 2.1 直流电源 2.2 输电线路 2.3 电热设备3. 其它设备挂具挂具 支承镀件， 将电流由导电杆均匀地传到镀件。功能功能 导电良好，足够的机械强度，坚固耐用； 体积小，重量轻；装卸方便，装载量适

11、当。要求要求 挂具形式多种多样。电镀厂一般都备有能适用几种常见零件的通用挂具通用挂具，以及为大批量零件专用的挂具专用的挂具。 对于几何形状复杂的镀件所使用的挂具则要特别设计。有的还要配备辅助阳极、防护阴极或屏蔽板等。 挂具的结构一般可分为挂具的结构一般可分为: : 吊钩、提杆、主杆、吊钩、提杆、主杆、支杆、挂钩五个部分支杆、挂钩五个部分。结构结构吊钩吊钩提杆提杆主杆主杆支杆支杆挂钩挂钩挂具的结构挂具的结构 将主杆与导电杆相连接将主杆与导电杆相连接。保证导电良好保证导电良好( (铜材料铜材料) )，吊钩与导电杆应有较大的接触面，接触状态良好。 吊钩尺寸根据阴极导电杆直径设计，要保证悬挂和保证悬挂

12、和取下方便取下方便。 吊钩要承受挂具和镀件的全部重量，故选择材料和尺寸时要保证有足够的机械强度保证有足够的机械强度。吊钩吊钩吊钩提杆提杆主杆主杆支杆挂钩挂具的结构挂具的结构 用于提取挂具用于提取挂具，其位置应保证电镀时高于液面不高于液面不小于小于5050厘米厘米。提杆提杆主杆是挂具的主体，截面积的选取应保证足够机械保证足够机械强度和导电能力强度和导电能力。主杆常用黄铜制作主杆常用黄铜制作。吊钩和主杆通常使用相同材料吊钩和主杆通常使用相同材料, ,两者可以做成一体两者可以做成一体,也可以分开，或者通过钎焊连接在一起。主杆主杆吊钩提杆主杆支杆支杆挂钩挂钩挂具的结构挂具的结构其作用是和挂钩一起支承镀

13、件其作用是和挂钩一起支承镀件，并将电流由并将电流由主杆分配到工件主杆分配到工件。支杆亦用黄铜制作支杆亦用黄铜制作，保证良好导电性和强度。支杆支杆挂钩是挂具直接和镀件接触的部分。镀件支承在挂钩上既要接触良好，不脱落，又要便于镀件支承在挂钩上既要接触良好，不脱落，又要便于装卸。装卸。镀件支承方式有两种：悬挂式和夹紧式。镀件支承方式有两种：悬挂式和夹紧式。挂钩挂钩 将挂钩挂在工件的孔内或适当位置。镀件与挂钩的将挂钩挂在工件的孔内或适当位置。镀件与挂钩的连接为重力方式连接为重力方式。悬挂式悬挂式悬挂式悬挂式-挂钩挂钩装卸方便装卸方便，零件能活动但不会脱落，抖动时还能改变接触点，挂具印挂具印迹不明显迹不

14、明显。适用于重量能适用于重量能经受振动和搅经受振动和搅拌的镀件拌的镀件，电电镀时阴极电镀时阴极电流密度较小流密度较小的情况的情况。利用挂钩的弹性夹住工件某一部位，以保持紧密接触利用挂钩的弹性夹住工件某一部位，以保持紧密接触，弹性的大小取决于挂钩材质、板宽、板厚等因素。这这种挂钩适用于阴极电流密度较大的情况种挂钩适用于阴极电流密度较大的情况。夹紧式夹紧式夹紧式夹紧式 - 挂钩挂钩 挂钩分布要适当，使镀件绝大部分表面或重要表面朝向阳挂钩分布要适当，使镀件绝大部分表面或重要表面朝向阳极，避免重迭遮盖，并保证产生的气体能顺利排出，不形成极，避免重迭遮盖，并保证产生的气体能顺利排出，不形成“气袋气袋”而

15、影响镀层质量。而影响镀层质量。 中小型平板镀件之间间隔中小型平板镀件之间间隔 151530mm30mm，环状镀件间隔为直，环状镀件间隔为直径的径的1.51.5倍倍。 挂钩焊在支杆上，或者直接焊在主杆上。材料常使用磷青铜丝、片或钢丝。 对小零件可使用筐对小零件可使用筐。零件装在筐内，靠相互接触和与筐接触构成阴极电流通路。筐壁的孔使筐和零件浸在镀槽的电解液中。挂钩与分散能力挂钩与分散能力挂具尺寸参考数据挂具尺寸参考数据 挂具底部离槽底 150200 mm 挂具底部超出阳极长度 100250 mm 溶液面距离槽口 100150 mm 溶液面距离镀件 40 50 mm 挂具与挂具之间 20 40 mm

16、 挂具两侧零件与阳极距离 150 mm 挂具装载重量 1 3 kg阳极阳极挂具挂具液面槽口阴极极杠阳极极杠阳极极杠挂具材料挂具材料钢：钢：资源丰富，成本低，机械强度高。但导电性差资源丰富，成本低，机械强度高。但导电性差( (电流密度不宜电流密度不宜超过超过 1A/mm2），易受腐蚀。用于钢件氧化、磷化、除油、酸洗等挂具），易受腐蚀。用于钢件氧化、磷化、除油、酸洗等挂具； 电镀用钢挂具时要用铜或黄铜吊钩。铜：铜：导电性能好，成本较高，易变形导电性能好，成本较高，易变形。用于有较大电流密度通过的部 位， 如吊钩吊钩。黄铜：黄铜：导电性好导电性好 (电流密度不宜超过电流密度不宜超过22.5A/mm2

17、)，机械强度较高，且机械强度较高，且 有一定弹性；成本较高有一定弹性；成本较高。用作一般电镀挂具的主杆、支杆和吊钩主杆、支杆和吊钩。磷青铜：磷青铜：导电性能好，机械强度高导电性能好，机械强度高，弹性好。但资源较缺，成本较高成本较高。 用于一般的挂钩挂钩。铝及其合金：铝及其合金：导电性好(电流密度一般为1.6A/mm2)，重量轻；铝合金有 弹性，资源丰富。但对酸碱的化学稳定性差。不锈钢：不锈钢：耐蚀性好，镀层易退除，有时可不绝缘。但导电性差，成本高。钛：钛：耐蚀性和机械性能好，但成本高耐蚀性和机械性能好，但成本高。 后三种一般用于有色金属工件后三种一般用于有色金属工件和特殊场合的电镀。绝缘处理绝

18、缘处理 浸入溶液中的挂具，除去和工件接触的部位外，浸入溶液中的挂具，除去和工件接触的部位外，要用非金属材料绝缘，使电流集中在镀件上要用非金属材料绝缘，使电流集中在镀件上，以减以减少被镀金属的损失和电能无益消耗。少被镀金属的损失和电能无益消耗。 在退镀和酸洗时避免挂具腐蚀，延长使用寿命在退镀和酸洗时避免挂具腐蚀，延长使用寿命。 目的 有良好的化学稳定性，在接触的各种溶液中有足够的耐蚀性、耐热性、耐磨性和耐水性能。 坚韧致密，不能起泡、开裂、脱落， 绝缘性良好、强度高、与挂具结合牢固，以保证较长的使用寿命。 在适当条件下易去除。绝缘材料的要求 沸腾硫化沸腾硫化 挂具表面清洁干燥后，加热到250左右

19、，立即放入专用硫化桶中，利用余热使塑料粉(如聚乙烯)粘附并塑化，形成塑料薄膜。 性能好，但操作繁，需要专用设备。处理方法 塑料带包扎塑料带包扎 一般使用聚氯乙烯塑料带，包扎在非导电部位。一般使用聚氯乙烯塑料带，包扎在非导电部位。简单、方便、成本低。缺点是缝隙中易滞留溶液，会严重影响产品质量。 涂料涂覆涂料涂覆 如过氯乙烯漆、聚乙烯漆、聚氯乙烯清漆等。过氯乙烯漆耐酸碱性能好，但耐热性差(低于80C)。聚氯乙烯漆不仅耐酸碱性能好，且耐热耐磨，可用于温度较高或易受碰撞的场合。 市场上已有电镀挂具绝缘漆，如218-X绿勾胶和227P底胶。第五章 电镀设备1. 镀槽和挂具 1.1 镀槽 1.2 挂具2.

20、 电气设备 2.1 直流电源 2.2 输电线路 2.3 电热设备3. 其它设备现在一般使用整流器，如硅整流器，现在一般使用整流器，如硅整流器，可控硅可控硅整流器整流器。电源输出电流输出电流：按镀件表面积和采用的阴极电流密度计算按镀件表面积和采用的阴极电流密度计算。输出电压输出电压：电镀槽槽压电镀槽槽压 + + 线路电压降线路电压降。 电镀用整流器都是低电压大电流电镀用整流器都是低电压大电流。如如： KGDS-1000 / 024 是输出电流 1000A，输出电压 024V 可调的可控硅整流器。整流器的容量整流器的容量 型号规格 型号规格GDA -500/024KGDS-3000/312 -20

21、0/036 -5000/312 -300/036 -10000/312GDF - 750/012 -3000/618 - 1500/012 -1000/624 - 1000/018 -6000/624 - 2000/018KGDF-3000/1218 - 1000/024KGDA 70/28 - 1000/036 250/28GDS - 3000/018 300/28 - 6000/018KGDS 3000/28KGDS-1000/312 KGDJ 2000/312 -2000/312KGD、GD系列硅整流器系列硅整流器 ( (1) ) 单机单槽单机单槽：调节电压电流方便，槽之间无影响槽之间无

22、影响，工作稳定，故采用较多采用较多。 ( (2) ) 一机二槽和一机多槽一机二槽和一机多槽：设备利用率较高设备利用率较高，但镀槽相互影响大。 ( (3) ) 二机单槽二机单槽：整流器容量较小整流器容量较小时才使用。 后两种供电方式可以串联，也可以并联。后两种供电方式可以串联，也可以并联。镀槽供电方式镀槽供电方式电流类型 整流器的输出电流波形按交流电相数和整流方式可以分为四种：单相半波，单相全波，三相半波，三相全波单相半波，单相全波，三相半波，三相全波。 单相半波的脉动率很大，三相全波最为平稳单相半波的脉动率很大，三相全波最为平稳。 有的电镀工艺受电流波形影响很大。有的电镀工艺受电流波形影响很大

23、。 如：如：镀铬镀铬使用单相半波和单相全波电源，产生的镀层呈黑灰色、无光亮、硬度低、覆盖能力差。因此应采用脉动率低的直应采用脉动率低的直流电源流电源，如三相全波或恒稳直流。 又如：又如：焦磷酸盐镀铜及铜锡合金，用单相半波或单焦磷酸盐镀铜及铜锡合金，用单相半波或单相全波电源相全波电源，可以提高阴极电流密度，且镀层光亮细致。直流电流波形直流电流波形 实践证明，在电镀铜、银等金在电镀铜、银等金属时，采用周期换向电流可使镀层属时，采用周期换向电流可使镀层结晶细致，表面光滑，且可加大电结晶细致，表面光滑，且可加大电流密度，提高镀层沉积速度。还有流密度，提高镀层沉积速度。还有利于防止阳极钝化，促进阳极正常利于防止阳极钝化，促进阳极正常溶解。溶解。 周期换向电流的周期，一般为周期换向电流的周期，一般为每分钟改变电流方向每分钟改变电流方向 26次次，每个周期中工件作为阳极时间极短，一般为 0.