电镀基本原理

电镀部教育训练之

电镀基本原理

目的:

通过对电镀原理以及相关知识的介绍,使从事生产的操作员对电镀有一定的了解.

教学大纲

电镀原理

脱脂工序

酸洗工序

镀镍工序

镀锡工序

镀铜及铜合金工序

镀金、银工序

带料电镀工序

后处理

镀层测试

1.电解池

浸在电解质溶液中的两个电极,与外加直流电源接通

后,强制电流在体系中通过,从而在电极上发生化学反应,

这种装置就叫做电解池.

电解液

阴极

阳极

阳极:

金属原子失去电子,进

行氧化反应;

阴极:

金属阳离子得到电子,

进行还原反应;

1、1：电镀的含义电镀：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。

比如，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。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子，补充到镀液中。2.电镀镀层的基本要求

与基体金属结合牢固,附着力好;

镀层完整,结晶细致紧密,孔隙率小;

具有良好的物理,化学及机械性能;

具有符合标准规定的镀层厚度,且分布均匀.

2.1、电镀层的物理性分类

按镀层的作用分，可分为①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。②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；铁件镀铜、镍、铬。

③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。④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、防反光的黑镍、铬等等。2.2镀层的化学性分类

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：阳极镀层阴极镀层

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（物理保护），当镀层受到损坏时又能起电化学保护作用，使基体不受腐蚀。阴极镀层，是指在一定条件下，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，使镀层的孔隙率尽量减少时才能有较好的防护作用。3.电镀的结晶过程

液相传质步骤:沉积金属离子自溶液本体运动到

电极表面附近;

前置转化步骤:还原反应前,沉积金属离子在阴

极表面附近或表面上发生转化;

电荷传递:在电极和离子之间进行电荷转移;

表面扩散或形核: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,或与其它粒

子相遇形成晶核;

形成结晶:金属原子最后到达点阵中的固定位置,

晶体逐渐长大.MNM2+N2+M2+M2+M2+沉积过程示意图

4.电镀溶液中主要成分的作用

主盐:

提供在阴极沉积出所要求的镀层金属的盐.

导电盐:

提高溶液的电导率.

缓冲剂:

当溶液遇到酸或碱时,可以使PH值变化幅度缩小.

阳极去极化剂:

在电解时,能使阳极电位变负,促进阳极活化.

络合剂:

增大阴极极化,促进阳极溶解.

添加剂:

改善溶液性能和镀层质量.

脱脂的作用

进入机台的料带上会粘附一层油

污,主要为矿物油,动物油和植物油.

而油污的存在会严重影响镀层与基体

的结合力.

利用脱脂的方法可以有效地除去料

带上粘附的油污,保证结合力.除油方法

有机溶剂除油

超音波除油

化学除油

电解除油

1.化学脱脂

利用热碱溶液对油脂的皂化和乳化作用,以除去皂

化性油脂;利用表面活性剂的乳化作用,以除去非皂化性油脂.

主要成分:NaOH

碱液除油特点:

除油液无毒

价格便宜

除油效果好

设备简单

容易管理

皂化:

料带表面的油脂与除油液中的碱起反应生成肥

皂的过程.

乳化:

使料带表面的油膜破裂,生成小油珠,分散在碱

液中,形成混合的乳浊液.

亲水基

亲油基

油滴2.电解脱脂

利用电解时电极的极化作用降低油--液界面的表面张力,同时产生的大量气体将对油膜具有强烈的撕裂

作用,并对溶液产生搅拌作用,从而使油膜脱离料带,转

化为细小的油珠.

同时,溶液自身的皂化,湿润,渗透,分散等作用得

以进一步发挥.

电解脱脂是脱脂的最终工序.

脱脂方式

酸洗活化

主要成分:硫酸

主要作用:除去料带表面的氧化层;

中和料带上残留的碱性脱脂剂.

当溶液颜色变蓝色时,必须更换.1.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

化学溶解作用,以达到除去料带表面氧化皮,锈蚀物,

钝态薄膜等目的.

酸溶液成分:硫酸

2.电化学浸蚀

对酸溶液加以电流进行浸蚀.采用电化学浸蚀,速度快,溶液消耗小,使用寿命长.

现采用方法:阴极浸蚀.

阴极浸蚀优点:

基体几乎不受腐蚀.不会改变基体的尺寸.

为什么要镀镍？

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PH值的作用。常见问题处理

为什么要镀锡？

镀锡层的可焊性好！

镀锡，主要用静簧、焊片的可焊性涂覆。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：①增加溶液的导电性。②降低亚锡离子的有效浓度，提高它的阴极极化作用，促使形成较细的镀层。③防止锡的水解。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，故足够量的硫酸可防止锡的水解。常见问题

为什么要镀铜？

良好的导电性

可以改变磁路性能

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间称为中间镀层，同时也可用在钢铁零件的外表代替铜件使用。目前公司产品主要的镀铜是用在汽车继电器的衔铁和轭铁上，如16F左右轭铁、8566的衔铁和铁芯以及118F的铁芯和衔铁等。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。其中氰化亚铜为主盐，但必须与1.2倍以上的氰化物发生络合反应，生成铜氰化钠Na2[Cu（CN）3]也叫氰化铜钠的络盐，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生成氰化铜钠。KOH则可以加速镀层的沉积速度镀金镀银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，适量的氰化物作为络合剂的镀液，其原理与镀铜相似常见问题处理

镀层测厚仪介绍一、镀层厚度检测方法的分类（分成两大类）1、破坏性检测法2、非破坏性检测法破坏性检测法中最典型、最常用、最权威的方法是“金相显微法”，除此之外还包括点滴法、液流法、溶解法、电量法。金相显微法的定义：是