电镀工艺课件-电镀单金属

1、电镀单金属6.1 镀锌6.2 镀铜6.3 镀镍6.4 镀铬6.5 镀银6.6 镀金电镀单金属6.1 镀锌6.1 镀锌6.1.1 概述6.1.2 氰化物镀锌6.1.3 碱性锌酸盐镀锌6.1.4 氯化钾镀锌6.1.5 镀锌层的铬酸盐钝化处理6.1.6 不合格镀锌层的退除6.1 镀锌6.1.1 概述6.1.1 概述颜色：银白色原子量：65.38密度：7.14g/cm3熔点：419.4两性金属化合价：1、2晶型结构：六密堆积型机械强度不高，脆性6.1.1 概述颜色：银白色耐蚀性锌在干燥的空气中几乎不发生反应锌在潮湿的空气中或含有二氧化碳和氧的水中，生成碱式碳酸锌膜，这层膜可降低金属锌的腐蚀速度。因此常

2、温下，镀锌层具有较高的化学稳定性锌在酸、碱和盐的水溶液中、在含氯离子的介质中，在含二氧化硫、硫化氢的大气以及海洋潮湿性空气中，在海水中耐蚀性较差锌在高温高湿空气中及含有机酸的气氛中，耐蚀性更差镀锌层经钝化后，其防护性能可提高5-8倍耐蚀性锌镀层一般作为钢铁制品的防护性镀层作为防护性镀层，镀锌的生产量最大，约占电镀总产量的50%左右锌镀层一般作为钢铁制品的防护性镀层电化学性能标准电极电位：0.76V对钢铁基体，阳极性镀层 良好环境：710微米 中等环境：1525微米 恶劣环境：25微米以上保护半径几毫米电化学性能注意在电镀系列中，锌比铁活泼得多，一旦同时处于腐蚀环境中时，锌会成为锈蚀循环中的阳极

3、。当锌发生锈蚀后，锌的锈蚀产物基本是不溶的，可以密封涂层中的裂缝及任何孔隙，从而进一步阻止锈蚀的发生 注意在电镀系列中，锌比铁活泼得多，一旦同时处于腐蚀环境中时，电镀工艺课件-电镀单金属电镀工艺课件-电镀单金属电镀工艺课件-电镀单金属锌层厚度与耐蚀性的关系镀层厚度与盐雾实验中出现红锈的时间锌层厚度与耐蚀性的关系镀层厚度与盐雾实验中出现红锈的时间锌的E-pH图锌的E-pH图钝化染色涂护光剂锌镀层后处理钝化染色涂护光剂锌镀层后处理镀锌层经钝化处理后，因钝化液的不同得到日用五金建筑五金不同颜色的钝化膜白色的钝化膜透明的钝化膜镀锌层经钝化处理后，因钝化液的不同得到日用五金不同颜色的钝化彩虹色钝化常见的

4、钝化军绿色钝化蓝白色钝化黑色钝化彩虹色钝化常见的钝化军绿色钝化蓝白色钝化黑色钝化彩虹色钝化膜的抗蚀性能比白色钝化膜提高5倍以上彩虹色钝化膜比白色钝化膜厚，表面被划伤时，在潮湿空气中，划伤部位附近钝化膜中六价铬可对擦伤部位进行“自修复作用”，也就是“再钝化作用”，修补损伤彩虹色钝化膜的抗蚀性能比白色钝化膜提高5倍以上镀锌层应用广成本低抗蚀性能好美观耐储存镀锌层应用广镀锌溶液分类分类氰化物镀液无氰镀液微氰低氰中氰高氰碱性锌酸盐镀液焦磷酸盐镀液硫酸盐镀液氯化铵镀液氯化钾镀液硫酸盐光亮镀液碱性酸性中性、弱酸镀锌溶液分类分类氰化物镀液无氰镀液微氰低氰中氰高氰碱性锌酸盐电镀工艺课件-电镀单金属电镀工艺课件

5、-电镀单金属电镀工艺课件-电镀单金属电镀工艺课件-电镀单金属6.1.2 氰化物镀锌工艺特点工艺规范溶液配制金属离子在镀液中的存在形式电极反应杂质的去除方法注意事项6.1.2 氰化物镀锌工艺特点一、工艺特点 优点： 镀层结晶细致，光泽性好，耐腐蚀性能强，均镀、深镀能力强； 镀液稳定，对杂质的敏感性小； 允许使用的电流密度和溶液的温度范围较宽，对设备腐蚀性小； 适用于电镀形状复杂、小的模压件和镀层厚度在20微米以上的零件一、工艺特点 优点： 缺点： 电流效率较低，且随电流密度的升高，电流效率迅速降低。 氰化物剧毒，采用良好的通风设备和必要的安全措施。 缺点：氰化物镀锌液的组成及操作条件二、工艺规范

6、：P89氰化物镀锌液的组成及操作条件二、工艺规范：P89氧化锌（氢氧化锌）主盐氰化钠氢氧化钠硫化钠络合剂抑制杂质甘油、骨胶提高阴极极化氧化锌主盐氰化钠氢氧化钠硫化钠络合剂抑制杂质甘油、骨胶提高阴电镀工艺课件-电镀单金属三、溶液配制NaOHNaCN12ZnO3甘油Na2S三、溶液配制NaOHNaCN12ZnO3甘油四、金属离子在镀液中的存在形式 配位剂：氰化钠、氢氧化钠 不添加氰化钠镀层粗糙发暗，甚至海绵状 不添加氢氧化钠电流效率很低，20左右，甚至得不到镀层四、金属离子在镀液中的存在形式 配位剂：氰化钠、氢氧在碱性氰化物电解液中，锌主要以两种配合物存在Na2Zn(CN)4Na2Zn(OH)4在

7、碱性氰化物电解液中，锌主要以两种配合物存在Na2ZnC(NaCN)C(Zn)2.03.1 (2.7)C(NaOH)C(Zn)2.02.5 C(NaOH)C(NaCN)0.91.1 各成分摩尔比C(NaCN)C(Zn)2.03.1 (2.7)C(N五、电极反应配位剂过量， Zn(CN)42- 、Zn(OH)42-Zn(OH)2Zn(OH)2在电极上得电子还原为锌这两种配离子在电极表面形成表面配合物五、电极反应配位剂过量， 阴极Zn(OH)2+2e- Zn+2OH-2H2O+2e- H2 +2OH-主反应副反应阳极Zn+4CN-2e- Zn(CN)42-主反应副反应4OH-4e- O2 + 2H2

8、O阴极Zn(OH)2+2e- Zn+2OH-2H2O铁、铅、镉、锡 硫化钠铜、铅等锌粉重金属杂质 0.10.2A/dm2小电流密度电解有机杂质1-2g/L活性碳市场化的净化剂、洁锌剂。六、杂质的去除方法过滤六、杂质的去除方法过滤七、注意事项1、严格控制镀液中各成分的浓度范围2、氰化钠剧毒，遵守安全操作3、阳极用压延锌，采用阳极套七、注意事项1、严格控制镀液中各成分的浓度范围压延：加热过的混炼胶，通过相对旋转、水平设置的两辊筒之间的辊隙，制成胶片等半成品的工艺谓之压延。压延：加热过的混炼胶，通过相对旋转、水平设置的两辊筒之间的辊电镀工艺课件-电镀单金属电镀工艺课件-电镀单金属压延锌块压延锌块压延

9、锌板压延锌板压延锌板（3mm)压延锌板（3mm)2CN-+O2+4H2O 2NH4+2CO32- 2NaCN+CO2+H2O Na2CO3+2HCN2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O2CN-+O2+4H2O 2NH4+2CO32碳酸盐2030g/L允许碳酸盐50100g/L仍没有明显害处碳酸盐过高，镀液的电导率降低，电流效率降低，阳极钝化；镀层粗糙，形成毛刺碳酸盐2030g/L允许碳酸盐去除方法冷冻法：0-5左右，8小时以上沉淀法：加入氢氧化钙，氢氧化钡 先将镀液加温至70-80，在不断搅拌下加入氢氧化钙，氢氧化钡，不断搅拌1-2h，然后过滤碳酸盐去除方法冷冻法：0-5左右，8小时以上沉

10、淀法：加入氢举例HT碱性低氰镀锌溶液氰锌比=1.4-1.7:1碱锌比=10:1举例HT碱性低氰镀锌溶液氰锌比=1.4-1.7:1碱锌比=130%7.51522.53030%7.51522.530电镀工艺课件-电镀单金属工艺特点碱性锌酸盐镀锌组成电极反应碱性锌酸盐镀液添加剂溶液配制碱性锌酸盐电解液中的杂质去除6.1.3 碱性锌酸盐镀锌工艺特点6.1.3 碱性锌酸盐镀锌碱性锌酸盐镀锌分类DE型DPE型碱性锌酸盐镀锌分类DE型DPE型一、工艺特点碱性锌酸盐镀锌溶液成分简单，使用方便，加入添加剂后镀层细致光亮，钝化膜不易变色。镀液对设备腐蚀性小，可以使用氰化镀锌原有设备进行电镀，废水处理简单。优点一、

11、工艺特点优点碱性锌酸盐镀锌与氰化物镀锌相比，光亮范围狭窄、容易产生粗糙的沉积层，外观较差，均镀能力和深镀能力也稍差。电流效率低(70-80%)，镀层超过一定厚度时脆性增加。缺点碱性锌酸盐镀锌与氰化物镀锌相比，光亮范围狭窄、容易产生粗糙的二、碱性锌酸盐镀锌组成：P92二、碱性锌酸盐镀锌组成：P92氢氧化钠氧化锌主盐络合剂过量比10-13:1氢氧化钠氧化锌主盐络合剂过量比10-13:1DE/DPE香草醛香豆素EDTA添加剂晶粒细化剂光亮剂提高香草醛的增光效果，减少其分解三乙醇胺提高镀层的光泽性，消除挂镀时产生的镀层条纹DE/DPE香草醛香豆素EDTA添加剂晶粒细化剂光亮剂提高香香草醛先溶解于酒精光

12、亮剂含量适量光亮剂少加勤加补充光亮剂效果不显著时，应先除去金属杂质有机添加剂，光亮剂等的分解产物长期在镀液中不断积累，对镀层会产生不良影响，用活性碳处理注意：香草醛先溶解于酒精注意：镀液中不加添加剂黑色海绵状镀液中不加添加剂黑色海绵状三、电极反应三、电极反应阴极阴极阳极NaOH含量不足形成Zn(OH)2沉淀，阳极钝化阳极NaOH含量不足形成Zn(OH)2沉淀，阳极钝化NaOH1ZnO调成糊状NaOH缓慢加热，至ZnO完全溶解，过滤入槽香草醛用少量乙醇溶解，再用水溶解，过滤入槽EDTA、DE用水溶解，过滤入槽五、溶液配制NaOH1ZnO调成糊状NaOH缓慢加热，至ZnO完全溶解，注意氧化锌难溶于

13、水，因此不能用水溶解，即使用氢氧化钠溶液溶解，如果操作过快或不当也会造成氧化锌的水解，此水解反应很难逆向进行，最终镀液不能澄清。电解液中锌含量增加时，可用铁阳极替换部分锌阳极，但不能使用不锈钢阳极。注意氧化锌难溶于水，因此不能用水溶解，即使用氢氧化钠溶液溶解NaOH:Zn=10:1夏季可稍高些，冬季低些浓度增加，电流效率提高，但镀层光亮区变窄，镀层易起泡，和产生其它缺陷。NaOH:Zn=10:1夏季可稍高些，冬季低些浓度增加，电流30%无镀层，原因有气体聚集30%无镀层，原因有气体聚集电镀工艺课件-电镀单金属六、碱性锌酸盐电解液中的杂质去除Fe2+、Cu2+、Pb2+等加0.5-1.0g/L锌

14、粉，边加锌粉边搅拌，1h后过滤Cl-、NO3-采用小电流密度电解CrO42-采用保险粉（连二亚硫酸钠）法六、碱性锌酸盐电解液中的杂质去除保险粉（连二亚硫酸钠）法先将镀液的pH调到3，加入0.2-0.4g/L的保险粉，搅拌镀液使六价铬还原为三价铬，再用碱将pH调到6.2，升温到60-70，搅拌，静置后过滤，然后加入0.2-0.4mL/L的30%的H2O2，搅拌，以除去过量的保险粉，最后将镀液pH调至正常范围。保险粉（连二亚硫酸钠）法先将镀液的pH调到3，加入0.2-0有机杂质采用活性炭吸附法或双氧水氧化法高锰酸钾法处理法选用CK-77 净化剂有机杂质采用活性炭吸附法或双氧水氧化法高锰酸钾法处理法

15、 1、镀液用硫酸调pH值至3以下，加热50-60，加入过量高锰酸钾，出现有大量黑色二氧化锰沉淀生成（不断搅拌） ，用硫酸维持pH值在3以下；2、加入1-3mL/L双氧水与过量的高锰酸钾反应；3、加入1mol/L氢氧化钠，调节pH值至5-6以下，使溶液中的重金属离子转化为沉淀；4、加入锌粉；5、加入活性炭；6、小电流电解；7、多余的双氧水在50-60保温0.5h可除去高锰酸钾与有机物发生还原反应，会生成二氧化锰高锰酸钾法处理法 1、镀液用硫酸调pH值至3以下，加热50-工艺特点6.1.4 氯化钾镀锌成分简单，稳定性高，容易管理和维护；除少量氢气和氧气逸出外，无其他气体产生，可不用通风设备；废水处

16、理简单，可低铬钝化；阴极电流密度范围宽，阴极电流效率高达95-100%，沉积速度快；工艺特点6.1.4 氯化钾镀锌成分简单，稳定性高，容易管镀液工作温度范围宽；分散能力、覆盖能力好；镀层的光亮性和整平性优于其他镀液体系；由于含氯离子，且呈弱酸性，对金属有一定的腐蚀性，因此不适于镀覆深孔和管状工件。镀液工作温度范围宽；目前，在我国氯化钾镀锌溶液的体积已超过镀锌溶液总体积的50%。目前，在我国氯化钾镀锌溶液的体积已超过镀锌溶液总体积的50%氯化钾镀锌液的组成及操作条件：P95氯化钾镀锌液的组成及操作条件：P95氯化锌主盐氯化钾硼酸添加剂导电盐弱配位剂光亮剂ZnCl42-ZnCl64-缓冲剂氯化锌主

17、盐氯化钾硼酸添加剂导电盐光亮剂ZnCl42-Z主光亮剂光亮剂载体光亮剂辅助光亮剂主光亮剂光亮剂载体光亮剂辅助光亮剂主光亮剂种类：芳香酮类、氮杂环化合物、芳香醛类作用：不溶于水，吸附在阴极表面，增大阴 极极化，使镀层结晶细致、光亮主光亮剂载体光亮剂种类：OP-乳化剂，聚氧乙烯脂肪醇醚等非离 子型表面活性剂作用：助剂，使主光亮剂更均匀分散在镀液中 起乳化、增溶、润湿、增大高电流密度 区的阴极极化的作用载体光亮剂辅助光亮剂种类：芳香族羟酸盐，芳香族羟酸，芳香族磺 酸盐，含氮杂环化合物作用：提高阴极极化及极化度，扩大电流密度 范围，特别是对低电流密度区的影响 更大，在低电流密度区能得到光亮镀 层， 提

18、高镀液分散能力辅助光亮剂光亮剂过低镀层不光亮光亮剂过高易夹杂在镀层中，造成镀层内应力增大而发脆或者粘附于镀层表面，造成钝化困难或钝化膜不牢光亮剂过低镀层不光亮光亮剂过高易夹杂在镀层中，造成镀层内应力镀锌层后处理去氢钝化高强钢弹性钢出光30-50mL/L硝酸室温3-10s镀锌层后处理去氢钝化高强钢出光30-50mL/L硝酸注意：1 、去氢前，彻底清洗干净2 、 200250，2小时，可埋在石英砂中3 、去氢后钝化困难，可在钝化前在10硫酸 中活化一下 去氢：为消除氢脆，一般采用镀后加热处理，使氢逸出。注意： 去氢：为消除氢脆，一般采用镀后加热处理，使氢逸出按生产上习惯分阳极氧化膜化学氧化膜磷化膜

19、钝化膜着色膜狭义的化学转化膜广义的化学转化膜按生产上习惯分阳极氧化膜狭义的广义的6.1.5 镀锌层的铬酸盐钝化处理钝化的概念、用途、分类典型配方及钝化液各组分的作用钝化反应历程三彩钝化成膜的成色机理钝化液的配制老化彩色钝化注意事项其他钝化处理工艺6.1.5 镀锌层的铬酸盐钝化处理钝化的概念、用途、分类钝化溶液中进行钝化处理气相成膜/液相成膜老化步骤钝化溶液中进行钝化处理气相成膜/液相成膜老化步骤1、钝化的概念、用途、分类 就是将镀锌件在一定的溶液中进行化学处理，使锌层表面形成一层致密的稳定性较高的薄膜，形成的薄膜叫钝化膜。 钝化处理后，还可以用燃料染成各种颜色钝化：1、钝化的概念、用途、分类

20、就是将用途抗蚀装饰、抗污钝化膜亲油，做油漆的底层，提高与漆层或染料的结合力用途抗蚀装饰、抗污钝化膜亲油，做油漆的底层，分类颜色铬酐浓度钝化方式高铬中铬低铬无铬浸渍涂覆电解金黄色军绿色彩虹色蓝白色黑色分类颜色铬酐钝化高铬浸渍金黄色军绿色彩虹色蓝白色黑色耐蚀性由高到低依次为：绿色钝化黑色钝化彩虹色钝化金黄色钝化淡蓝色钝化白色钝化耐蚀性由高到低依次为：0.5-1%0.5-1%彩虹色钝化(三酸钝化)无抛光能力2、典型配方及钝化液各组分的作用：P99彩虹色钝化(三酸钝化)无抛光能力2、典型配方及钝化液各组分的铬酐成膜的必须成分，有加速成膜的作用活化剂，成膜促进剂成膜的主要成分硫酸硝酸化学抛光三价铬钝化膜

21、的骨架，由六价铬还原而来为了使新配制的钝化液中含有足够量的三价铬，可加入一定量的锌粉或硫酸亚铁铬酐成膜的必须成分，成膜的主要成分硫酸硝酸化学抛光三价铬钝化高锰酸钾或醋酸钠提高膜的结合力和耐磨性高锰酸钾或醋酸钠提高膜的结合力和耐磨性3、钝化反应历程镀锌层钝化液固液界面多相的氧化还原反应3、钝化反应历程镀锌层钝化液固液界面多相的氧化还原钝化过程锌的溶解与六价铬的还原过程(2) pH值升高，膜的形成过程(3) 钝化膜的溶解过程钝化过程成膜厚度与时间的关系成膜厚度与时间的关系碱式铬酸铬碱式铬酸锌铬酸锌钝化膜的组成三氧化铬铬酸铬Cr(OH)CrO4.Cr2(CrO4)3.ZnCrO4. Zn2(OH)2

22、CrO4. Zn(CrO2) 2.Cr2O3.xH2O.亚铬酸锌碱式铬酸铬碱式铬酸锌铬酸锌钝化膜的组成三氧化铬铬酸铬Cr钝化膜的网状结构三价铬：骨架、不溶于水、稳定性高、强度高 化合物淡绿色、绿色，膜中蓝白色六价铬：膜内部、溶于水、自动修复 化合物黄色，橙红色，红色钝化膜的网状结构三价铬：骨架、不溶于水、稳定性高、强度高六价高铬钝化膜成膜的方法气相成膜二次钝化先浓后低高铬钝化膜成膜的方法气相成膜二次钝化先浓后低低铬钝化膜成膜的方法液相成膜低铬钝化膜成膜的方法液相成膜 为了增加钝化膜的厚度及膜中的含氧量，在工件浸入钝化液一定时间后，将其提出液面，使其在空气中停留一段时间，这种方法就叫气相成膜。

23、气相成膜： 镀锌层水洗后，在钝化液中抖动10s，然后取出在空气中暴露5-10s，然后缓慢清洗 为了增加钝化膜的 在较低浓度的钝化液中pH较高，虽然也有氢离子向界面层扩散，但不会造成界面层中的pH急剧下降。此时膜的成长速度大于膜的溶解速度，钝化膜不断增厚，这是在液相中进行的，也叫液相成膜。 液相成膜： 在较低浓度的钝化注意高浓度铬酸盐钝化，溶液是强酸性，只能提出零件在空气中停留数十秒钟才能成膜，叫“气相成膜”。而低铬钝化，酸度低，可在pH值高的溶液中一次成膜，叫做“液相成膜”。两种钝化工艺的主要区别注意高浓度铬酸盐钝化，溶液是强酸性，只能提出零件在空气中停留铬酸盐钝化膜铬酸盐钝化膜4、三彩钝化成

24、膜的成色机理化学成色说物理成色说4、三彩钝化成膜的成色机理化学成色说物理成色说5、钝化液的配制CrO3H2SO4HNO3搅拌，调节pH2-3g/L锌粉或4-5g/L硫酸亚铁5、钝化液的配制CrO3H2SO4HNO3搅拌，调节pH2-注意钝化液有毒，注意防护钝化膜刚形成时，不易用强水流冲洗注意钝化液有毒，注意防护6、老化老化处理：钝化膜的烘干处理叫老化处理。老化温度： 6070，老化时间：15min左右新钝化的钝化膜式柔软的，容易磨掉和擦伤，加热使钝化膜变硬，成为耐腐蚀性膜。6、老化老化处理：钝化膜的烘干处理叫老化处理。老化温度： 6当温度75时，钝化膜失水，产生网状龟裂纹，同时可溶性的六价铬转

25、化为不溶性，使膜失去自修复和保护作用，从而使膜的耐蚀性下降注意：注意：零件清洗零件甩干零件压缩空气吹干钝化老化零件清洗零件甩干零件压缩空气吹干钝化老化注意电镀锌层经彩色钝化处理并经冷、热水清洗后若让其自然干燥，钝化膜通常呈黄红绿色，绿色所占体积比较大；若钝化后的电镀锌工件经冷、热水清洗后立即进入烘道或烘箱（6080）快速烘干，则钝化膜转呈黄红绿色或以黄红绿色为主色调。因此，用户可根据其所喜爱的钝化膜色调来选择工艺流程。 注意电镀锌层经彩色钝化处理并经冷、热水清洗后若让其自然干燥，新配的钝化液需加锌粉或硫酸亚铁钝化时成膜慢，膜较薄，可补加铬酐或少量硫酸钝化膜光亮度差，补硝酸溶液加高锰酸钾或冰醋酸，可提高膜的结合力和耐磨性严格控制pH充分搅拌钝化液，膜层色泽均匀一致掌握钝化时间，掌握膜层厚度7、彩色钝化注意事项成膜速度介质条件新配的钝化液需加锌粉或硫酸亚铁7、彩色钝化注意事项成膜速度介8、其他钝化处理工艺白钝化处理军绿色钝化黑色钝化金黄色钝化有铬钝化8、其他钝