电镀工艺技术培训课件

安全专业知识培训电镀工艺安全技术讲座目录1.电镀的概念1.1电镀的定义1.2电镀的发展1.3电镀的功能1.4电镀的类别2.电镀工艺的基本过程2.1电化学知识2.2金属沉积3电镀生产工艺3.1电镀生产工艺框图及工艺流程说明3.2电镀使用危化品的危险有害性质3.3电镀生产过程安全控制措施1.电镀的概念1.1电镀的定义利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合力良好的金属或合金沉积层的过程1.2电镀的发展（1）电镀的品种：从单单一金属、二元金属、三元合金发展至复合材料。（2）基体材料：由钢铁、铜及其合金发展至轻金属、锌基合金压铸件至塑料、陶瓷等非金属材料。（3）电镀方法：从水溶液电镀发展至化学镀。（4）生产工艺设备：从手工发展至半自动至全自动。1.3电镀的功能（1）提高基体的耐腐蚀性能钢铁上镀锌，可以在一般的大气环境中有效保护基体金属；镀镉制品能有效保护制品在海洋环境中不受到腐蚀；镀锡制品有良好的耐腐蚀性能，而且其腐蚀产物对人体无害，可用于有机酸接触的钢铁制作的食品容器。（2）防护装饰修复基体。修复曲轴、转轴、齿轮等磨损件。其他：耐磨性（镀硬铬）、减摩性（镀锡、镀铅-锡合金）、导电性（镀铜、银、金）、导磁性（镀镍-钴、镀镍-铁合金）、焊接性（镀锡、镀铜、银、铅锡合金）、反光性（镀银、铑）、防扩散（为防局部渗碳而镀铜、为防局部渗氮采用镀锡）1.4电镀的类别（1）按镀层所含金属类别分：单金属镀层、合金镀层。（2）根据金属镀层的电位不同分：阳极性镀层、阴极性镀层。2.电镀工艺的基本过程（1）电镀前处理：镀前，对表面状况和表面处理的要求进行预处理，包括除油、除锈、抛光、打磨等。（2）电镀：获得符合要求的镀层。（3）电镀后处理：清洗、除氢、钝化、封闭等2.1电化学知识2.1.1电的知识电流：导体中自由电子在电场力的作用下定向移动，形成电流。电解液中的正负离子在电场力的作用下各自向相反的方向移动，也可以形成电流。我们将正电荷（正离子）移动的方向定为电流方向；把电子（负离子）移动的方向称为电流的反方向。电路：由电源、负载、开关、导线等组成。电镀采用直流电路。2.1.2电解质溶液、电极2.1.2.1电解质溶液（1）电解质定义：在溶解或熔融状态下能导电的化合物称为电解质。（2）电离：电解质能离解成自由移动离子的过程称为电离。电离形成的溶液，称为

电解质溶液。强电解质：在水中几乎全部发生电离，如盐酸、硝酸、硫酸、氯化钠等。弱电解质：在水中部分电离，如醋酸、氨水、硼酸等。电离度和电离平衡常数：同离子效应：加入与弱电解质同离子的强电解质，使弱电解质的电离度下降。在弱酸中加入它的盐后，不仅降低了弱酸的电离度和溶液中H＋的浓度同时这种混合溶液还具有抵抗改变H＋浓度的能力，使溶液的PH基本保持不变。这种溶液成为了缓冲溶液。（3）络合物K4【Fe（CN）6】中，Fe2+与CN-极少电离出来，它们基本以K4【Fe（CN）64-的

形式存在。这种由简单正离子和几个其他离子或中性分子结合而成的复杂离子称为络离子，

络离子组成的化合物，称为络合物。电镀中常用的络离子有：络合物非常稳定，基本不离解出简单的金属正离子。（4）氧化-还原反应

在化学反应中有电子得失的反应为氧化还原反应。失去电子的变化叫氧化，得到

电子的变化叫还原。

氧化剂的当量=氧化剂的相对分子质量/氧化剂在反应中得到的电子数。

还原剂的当量=还原剂的相对分子质量/还原剂在反应中得到的电子数。利用当量可以计算反应过程中氧化剂的用量，或还原剂的消耗量。（5）电解质溶液的导电性①导体的类别第一导体：以自由电子来传导电流，如金属传导。第二导体：以带电离子的移动来传导电流，如电解质传导。电解质溶液的导电性取决于导电的离子数目、离子的运动速度、离子带电荷的数目。对流：自然对流和人工对流；扩散：由于浓度差，导致离子从高浓度区迁至低浓度区；电迁移：在电场作用下，离子的迁移。水化离子半径、带电荷数目（价数）均影响电迁移。

②电解质溶液的导电性导电性与浓度的关系：随浓度增加而增加，但到一定时候就下降。导电性与温度的关系：升高温度，水化程度降低，溶液粘度的降低有助于提高导电率。提高导电率，有助于：a.降低槽端电压；b.采用较大的阴极电流密度；c.提高电镀液的深镀能力和均镀能力。d.克服和减少溶液温升。

③摩尔导电率：相距1m的两个平行电极之间含有浓度为1m的溶液所具有的电导。电解第一定律：电解时，对同一物质来说，阴极和阳极溶解和析出的物质质量与通过电解质溶液的导量成正比。电解第二定律：当以相同的电量通过不同的电解质溶液时，在阳极和阴极上析出物质的量相等。（6）原电池和电解池①原电池：浸在电解质溶液中的两个

电极，当与外电路中的负载接通后，

能够自发地将电流输送到外电路中

而成功。②电解池：浸在电解质溶液中的两个

电极，当与外电路中的负载接通后，强制电流在体系中通过，从而在电

极上发生化学反应。③标准电池：高可逆电池，可以配合

电位计，测定另一个原电池的电动

势。标准电池的温度系数较小，受

外界影响小。④电极反应电极：指与电解质相接触的第一类

导体，如铜电极、锌电极等。电极

是电化学反应发生的地方，也负责

导电，与溶液借口处有得失电子的

反应。在原电池和电解池中，反应物于其上获得电子的电极，称为阴极。在原电池和电解池中，第一类导体和第二类导体构成了一个串联体系。在两类导体的接口上必然会有得电子或失电子的化学反应，称为电极反应。

⑤电极的极化：可逆电池无电流通过时，其电极电位为平衡电位。但在电极上有电流通过时，其电极电位就发生变化，偏离其平衡电位值，这种现象称为电极的极化。有电流通过时，阴极电极电位向负的方向偏移的现象叫阴极极化，而阳极电位向正的方向偏离的现象叫做阳极极化。电化学极化是指电极上的电化学速度小于电子运动速度而造成的的极化。在电镀中，使阴极发生较大的电化学极化作用，对于获得高品质的细晶镀层是十分重要的。在一些电镀溶液中加入络合剂和添加剂，以及在一定范围内提高它们的浓度，都可以增加阴极的电化学极化作用。升高温度，会降低电化学极化作用。⑥浓差极化以两个银电极插入硝酸银溶液中进行电解为例，银（正离子）在电极附近不断被消耗，而银（正离子）在溶液中的扩散速度小于消耗速度使电极附近银（正离子）大大低于本体溶液浓度，这就是浓差极化。若扩散速度很慢，则扩散到电极表面附近反应粒子浓度为零，此时的浓度极化称为完全浓度极化，这时电极上的电流密度出现最大值，叫做极限电流。电镀中，若使用的电流密度超过了这个极限电流密度，则会在电极上发生其他的化学反应，从而使阴极效率大降低，还会形成不合格的树枝状镀层。因此，一般通过加强搅拌方式，加强溶液的对流。提高阴极极限电流密度，扩大允

许使用的电流密度范围。⑦析出电位

金属和其他物质（如氢气）在阴极上开始析出的电位称为析出电位。析出电位是开始析出的电位。析出电位较正的金属都能有优先在阴极上被镀出来。在镀锌时，溶液中的铜、铅等金属离子杂质变黑变粗。也可以利用金属的这个特点，优先作为杂质去除。⑧极化曲线极化曲线是表示电极电位随着电流密度而改变的曲线。极化曲线中，横坐标表示电流密度，纵坐标表示电极电流。2.2金属沉积

在直流电作用下，电解液中的金属离子被还原，并沉积到零件表面形成具有一定性能的金属镀层的过程，就是金属的电沉积。并非所有金属离子都能在水溶液中进行电沉积，只有当阴极达到平衡电位并获得一定过电位，即达到析出电位时，金属离子才能沉积。2.2.1金属沉积的基本过程离子液相传质、前置转移、电荷转移、形成晶体。2.2.2单盐镀液中金属电沉积过程特点：金属离子以水化离子形式存在，在阴极上水化数下降或水化层重排，然后部分失水的金属离子得电子而放电，并吸附在电极表面。接着吸附原子失去水化层进入金属晶格。

络盐镀液中电沉积过程特点：络合物金属离子放电一般比简单金属离子放电要困难，沉积过程表现较大的电化学极化。金属的阳极过程：阳极分成可溶性阳极和不可溶性阳极。阳极极化曲线与钝化现象。影响阳极极化的主要因素：金属本性、溶液成分、酸碱性、工作条件。3电镀生产工艺3.1电镀生产工艺框图

及工艺流程说明（1）电镀溶液的配置和控制温度①镀铜溶液：溶液的主要成分：氰化亚铜40g／L，氰化钠8g／L。溶液的配置：先向镀槽中加入2/3左右清水，

加入定量的氰化钠和氰化亚铜和添加剂配制成溶液，控制温度50℃左右。②焦磷酸盐镀铜溶液：溶液的主要成分：焦磷酸铜65g／L，焦磷酸钾300g／L。溶液的配置：先向镀槽中加入

2/3左右清水，加入定量的焦磷酸铜和焦磷酸钾和添加剂配制成溶液，控制温度55℃左右。③硫酸盐镀镍溶液：溶液的主要成分：硫酸镍280g／L，氯化镍60g／L，硼酸50g／L，氯离子60ppm。溶液的

配置：先向镀槽中加入2/3左右清水，加入定量的氯化镍和硼酸和添加剂配制成溶液，控制温度50℃左右。④镀铬溶液：溶液的主要成分：铬酸酐230g／L，硫酸2.3g／L，三价铬3g／L。溶液的配置：先向镀槽中加入

2/3左右清水，加入定量的铬酸酐、三价铬，再往溶液中慢慢倒入浓硫酸溶液和添加剂配制成溶液，控制温

度45℃左右。⑤铬还原溶液：溶液的主要成分：亚硫酸氢钠30%。溶液的配置：先向镀槽中加入2/3左右清水，加入定量的亚

硫酸氢钠和添加剂配制成溶液，控制温度室温。⑥硫酸活化和酸中和溶液：溶液的主要成分：硫酸5%。溶液的配置：先向槽内加水再往水中慢慢倒入浓硫酸

溶液，配成含硫酸5%的溶液，控制温度室温。⑦电解除油溶液：溶液的主要成分：氢氧化钠50g／L，磷酸三钠30g／L，碳酸钠30g／L。溶液的配置：先向镀

槽中加入2/3左右清水，加入定量的氢氧化钠、磷酸三钠、碳酸钠和添加剂配制成溶液，控制温度80℃左右。⑧阴极电解除油、酸电解溶液：溶液的主要成分：硫酸200g／L，JA-2：10mI／L。溶液的配置：先向槽内加水

再水中慢慢倒入浓硫酸溶液、ja-2溶液和添加剂配制成溶液，控制温度室温。⑨超声波洗净溶液：溶液的主要成分：LSC：30g／L。溶液的配置：先向槽内加水再加入LSC和添加剂配制成溶

液，控制温度50℃左右。⑩镀锌溶液：溶液的主要成分：氯化钾280g／L，氯化锌70g／L，硼酸30g／L。溶液的配置：先向槽内加水，再

加入定量的氯化钾、氯化锌配成溶液，再在溶液中慢慢倒入硼酸溶液和添加剂配制成溶液，控制温度20～

40℃左右。

⑪钝化溶液：溶液的主要成分：兰白钝化液30mI／L。溶液的配置：先向槽内加水，再加入定量兰白钝化液配

成溶液，控制温度室温。⑫在电镀溶液中加入添加剂。比如：20-30%的双氧水、光亮剂，还有保险粉等。需要量很少，需多少进多少，

一次用完，配成的溶液浓度低于2-5g／L以下，构不成危化品。（2）生产工艺流程及工艺条件说明①需要电镀的零件由操作人员用手挂在电镀悬挂杆上的挂钩上，有的小件放在吊篮

内，再挂在挂钩上。悬挂线浸入槽内，到规定时间，电镀悬挂杆提起，由操作人

员用手取下工件；有的随电镀悬挂链，从一个操槽进入另一个槽。②工件的流经路线，按工艺框图的路线执行。③工件再每一个槽的停留时间，由工艺定。④烘干在车间中部平台上的烘干室进行，工件挂在悬挂链上，控制温度80℃左右。3.2事故案例（1）酸洗电镀设备中毒死亡2009年2月11日，市区双桥电镀厂两名工人在清洗设备时，不小心吸入了氰化钠而

中毒，随后两人被送往医院医院，其中一人死亡，另一名工人经抢救无效死亡。

事故情况：其中一名工人在抢时询问他时说，当时发现槽槽遍有点脏，就用盐酸混合其他物品

清洗，清理完毕就准备下去清理残夜，我桶还没有拿到，他人已经倒下去了。我们

来想拉他一把，结果自己才走到门边也倒下去了。

事故原因：缺少对物料的了解，随意处理含有剧毒氰化物和含酸化合物的电镀液。（2）烫伤、烧伤事故

使用浓碱液进行表面处理的方法，补加冷水时，溶液飞溅，造成终身眼疾。用铝罐倒浓硝酸，结果导致腹部大面积烧伤而住院。

事故原因：缺少对化学品物料的了解，随意处理3.3电镀生产过程危化品的危险辨识分析3.3.1电镀使用危化品的危险有害质3.3.2生产工艺过程、设备及电气危险有害因素辨识分析（1）中毒①搬运过程：运输氰化钠、氰化钾、氰化亚铜、氰化锌等剧毒物料，包装物损坏、泄

漏，如果人体无防护接触，均引起中毒。②溶液配制过程：如果人体无防护接触剧毒物，引起中毒。③溶液：电镀溶液中的剧毒物品和高毒铬酸酐的溶液，如果人体无防护接触，引起中

毒。④电镀溶液中的剧毒物品和低毒铬酸酐溶液挥发的蒸气，没有排风装置，如果人体无

防护吸入（鼻、口）和皮肤吸收，引起中毒。（2）化学灼伤（腐蚀）①除油溶液（碱性）、电镀溶液中使用的氢氧化钠是碱性腐蚀品，人体无防护接触这

些

溶液，以及溶液配置中，如果人体无防护吸入（鼻、口）和皮肤吸收，均对身

体造成伤害。②硫酸活化、酸中和、阴极电解除油和酸电解等溶液使用硫酸，硫酸为酸性腐蚀品，

这些溶液蒸发的蒸气，以及溶液配置中，如果人体无防护，人体会受到伤害。③除油溶液（碱性）、硫酸活化、酸中和、阴极电解除油和酸电解等溶液的储槽，如

不用防腐材料制成，受腐蚀泄漏。④电极棒和电气线路及电节点受腐蚀，如不采取防腐措施，容易发生受腐蚀发生电阻

增大线路过热、断路和短路打火，引起电气着火，进而引起其他可燃物着火。（3）火灾①如果电流不稳定，造成电流密度不均，或镀件基体前处理不好，表面不平整

或有

杂质，会有少量氢气析出，如果长时间通风不良，氢气在某些部位积

聚，电极打火可能会造成起火。②由于酸性腐蚀，电极棒和电热点受腐蚀，如不采取防腐措施，容易使电线电阻

增大，过热，引起火灾（3）机械伤害转动的皮带轮如果无防护罩，皮带断裂飞出，打伤人员；操作人员不注意，衣

服被皮带轮卷入，发生事故。（4）噪声风机的噪声较大，操作人员长在此环境工作，如果无防护，耳朵会受到伤害。（6）高处坠落烘干在高处平台上，如果护栏损坏，人员不注意有掉下摔伤的危险。电镀平台无护栏部位，虽然够不上高出坠落，走路不注意，有掉下摔伤的危险。（7）物体打击烘干大件时，吊挂不牢，掉下，又砸伤人的危险。

小结：电镀生产工艺过程的危险危害有：中毒、化学灼伤（腐蚀）、触电（及电伤）、

机械伤害、噪声、高处坠落、物体打击、火灾等。3.3.3仓库储存过程的危害有害因素辨识分析（1）中毒氰化钠、氰化钾、氰化锌、氰化亚铜等是剧毒物品，食入量很小有可能致死。①运输过程中的颠簸或碰撞或取用不当等可能造成包装容器的破损，导致内容物的

泄漏、撒出，人体无防护接触会导致中毒死亡。②在存放过程中，如果包装袋破损，人员无防护接触，中毒。③取料失误，人员无防护接触，中毒。④保管不善，被人偷去，误食或害人。硫酸铜、光亮剂、等也是毒害品，铬酸酐属于高毒性，发生以上情况有中毒危险。（2）化学灼伤

①氢氧化钠包装袋破损，人体接触，会造成化学灼伤；②硫酸包装塑料桶破损泄漏，人体接触漏出物可造成化学灼伤。（3）火灾、爆炸①铬酸酐、双氧水是强氧化剂，如果和可燃物等同车运输或混存，如果有泄漏，两

者接触会剧烈反应，放出大量的热，甚至引起燃烧和爆炸。②镍是自燃物质，在空气中会发生氧化，接触强氧化剂（铬酸酐等）会反应以致引

起火灾。③光亮剂遇高热、明火或与氧化剂混合，经摩擦、撞击有引起燃烧爆炸的危险。在

高温时，若被强酸、氢氧化物及卤化物等污染后，有可能发生爆炸。工业用是

浓度为20～30%的溶液，危险性较小。3.4电镀过程的安全生产控制错施3.4.1生产工艺过程的安全控制错施

（1）电镀各种溶液槽为开放式（或