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電鍍
 

電鍍工藝是利用電解的原理將導電體鋪上一層金屬的方法。電鍍是指在含有預鍍金屬的鹽類溶液中,以被鍍基體金屬為陰極,通過電解作用,使鍍液中預鍍金屬的陽離子在基體金屬表面沉積出來,形成鍍層的一種表面加工方法。鍍層性能不同於基體金屬,具有新的特徵。根據鍍層的功能分為防護性鍍層,裝飾性鍍層及其它功能性鍍層。

電鍍時,鍍層金屬或其他不溶性材料做陽極,待鍍的工件做陰極,鍍層金屬的陽離子在待鍍工件表面被還原形成鍍層。能增強金屬的抗腐蝕性(鍍層金屬多採用耐腐蝕的金屬)、增加硬度、防止磨耗、提高導電性、光滑性、耐熱性和表面美觀。[1]

中文名稱:電鍍

外文名稱:Electroplating

屬性:工藝技術

原理:電解原理

作用:提高耐磨性,抗腐蝕性等

工藝流程

基本工序

(磨光→拋光)→上掛→脫脂除油→水洗→(電解拋光或化學拋光)→酸洗活化→(預鍍)→電鍍→水洗→(後處理)→水洗→乾燥→下掛→檢驗包裝

各工序的作用

1、前處理﹕施鍍前的所有工序稱為前處理﹐其目的是修整工件表面﹐除掉工件表面的油脂﹐銹皮﹐氧化膜等﹐為後續鍍層的沉積提供所需的電鍍表面。

噴砂﹕ 除去零件表面的鏽蝕﹐焊渣﹐積碳﹐舊油漆層﹐和其它乾燥的油污﹔除去鑄件﹐鍛件或熱處理後零件表面的型砂和氧化皮﹔除去零件表面的毛刺和和方向性磨痕﹔降低零件表明的粗糙度﹐以提高油漆和其它塗層的附着力﹔使零件呈漫反射的消光狀態

磨光﹕ 除掉零件表明的毛刺﹐鏽蝕﹐劃痕﹐焊縫﹐焊瘤﹐砂眼﹐氧化皮等各種宏觀缺陷﹐以提高零件的平整度和電鍍質量。

拋光﹕ 拋光的目的是進一步降低零件表面的粗糙度﹐獲得光亮的外觀。有機械拋光﹐化學拋光﹐電化學拋光等方式。

脫脂除油﹕除掉工件表面油脂。有有機溶劑除油﹐化學除油﹐電化學除油﹐擦拭除油﹐滾筒除油等手段。

酸洗﹕ 除掉工件表面銹和氧化膜。有化學酸洗和電化學酸洗。

2、電鍍

在工件表面得到所需鍍層﹐是電鍍加工的核心工序﹐此工序工藝的優劣直接影響到鍍層的各種性能。此工序中對鍍層有重要影響的因素主要有以下幾個方面﹕

A、主鹽體系

每一鍍種都會發展出多種主鹽體系及與之相配套的添加劑體系。如鍍鋅有氰化鍍鋅﹐鋅酸鹽鍍鋅﹐氯化物鍍鋅(或稱為鉀鹽鍍鋅)﹐氨鹽鍍鋅﹐硫酸鹽鍍鋅等體系。

B、添加劑

添加劑包括光澤劑,穩定劑,柔軟劑,潤濕劑﹐低區走位劑等。光澤劑又分為主光澤劑﹐載體光亮劑和輔助光澤劑等。

C、電鍍設備

掛具﹕方形掛具與方形鍍槽配合使用﹐圓形掛具與圓形鍍槽配合使用。

攪拌裝置﹕促進溶液流動﹐使溶液狀態分布均勻﹐消除氣泡在工件表面的停留。

電源﹕ 直流﹐穩定性好﹐波紋係數小。

後處理

1、脫水處理﹕水中添加脫水劑﹐如鍍亮鎳後處理

2、鈍化處理﹕ 提高鍍層耐蝕性﹐如鍍鋅

3、防變色處理﹕水中添加防變色藥劑﹐如鍍銀﹐鍍錫﹐鍍仿金等

4、提高可焊性處理﹕如鍍錫[2]

常見種類

1、化學鍍(自催化鍍)

在經活化處理的基體表面上,鍍液中金屬離子被催化還原形成金屬鍍層的過程。這是在我們的工藝過程中大多都要涉及到的一個工藝工程,通過這樣的過程才能進行後期電鍍等處理,多作為塑件的前處理過程。

2、電鍍

利用電解在製件表面形成均勻、緻密、結合良好的金屬或合金沉積層的過程,這種工藝過程比較煩雜,但是其具有很多優點,例如沉積的金屬類型較多,可以得到的顏色多樣,相比類同工藝較而言價格比較低廉。

3、電鑄

通過電解使金屬沉積在鑄模上製造或複製金屬製品(能將鑄模和金屬沉積物分開)的過程。這種處理方式是我們在要求最後的製件有特殊表面效果如清晰明顯的拋光與蝕紋分隔線或特殊的銳角等情況下使用,一般採用銅材質作一個部件的形狀後,通過電鍍的工藝手段將合金沉積在其表面上,通常沉積厚度達到幾十毫米,之後將形腔切開,分別鑲拼到模具的形腔中,注射塑件,通過這樣處理的製件在稜角和幾個面的界限上會有特殊的效果,滿足設計的需要 。

4、真空鍍

真空鍍主要包括真空蒸鍍、濺射鍍和離子鍍幾種類型,它們都是採用在真空條件下,通過蒸餾或濺射等方式在塑件表面沉積各種金屬和非金屬薄膜,通過這樣的方式可以得到非常薄的表面鍍層,同時具有速度快附着力好的突出優點,但是價格也較高,可以進行操作的金屬類型較少,一般用來作較高檔產品的功能性鍍層,例如作為內部屏蔽層使用。[3]

影響電鍍效果的因素

1、鹽體系:每一鍍種都會發展出多種主鹽體系及與之相配套的添加劑體系,每一體系都有自己的優缺點。

2、加劑:添加劑包括光澤劑,穩定劑,柔軟劑,潤濕劑,低區走位劑等.使用不同廠商製作的添加劑,所得鍍層在質量上有很大差別。

3、鍍設備:電鍍設備中主要包括掛具,攪拌設備,電源等,方形掛具與方形鍍槽配合使用,圓形掛具與圓形鍍槽配合使用. 圓形鍍槽和掛具更有利於保證電流分布均勻;攪拌裝置能促進溶液流動,使溶液狀態分布均勻,消除氣泡在工件表面的停留.直流電源,穩定性好,波紋係數小。這幾種選擇都會影響產品最終出來的表面效果。

4、藝參數:工藝參數主要包括溫度,鍍液pH值,鍍液成分,這幾個參數要按要求檢驗,不達要求要儘快調整,否則肯定會影響產品質量。[4]

電鍍的用途

1、防腐蝕

2、防護裝飾

3、抗磨損

4、電性能:根據零件工作要求,提供導電或絕緣性能的鍍層。[5]

電鍍的危害

1、觸電危險

人體接觸高壓,低壓電源都阿能會造成觸電傷亡事故。電鍍生產中用到很多電氣設備,如拋光機,滾光機,整流電源,行車,離心烘乾機,電熱烘爐,電加熱器,過濾機,滾鍍機和污水處理設備等,它們的輸入電壓一般很高。另外,電鍍車間工作場地潮濕,設備易受腐蝕,故在使用和檢修過程中,如有設備不正常運行,防護措施不力或操作失誤,就很容易造成觸電事故。

2、粉塵危害

作業過程中都會產生大量的可能含有,,鋁,鐵,銅和麻布等的粉塵,這些粉塵會給作業工人帶來嚴重的職業危害。大多數有機溶劑有毒,三氯乙烯中毒會造成皮疹,昏厥,高燒,淋巴腫大,最後會引發多種併發症,直至皮膚潰爛,肝腎功能衰遇而死亡:苯中毒主要影響人體造血功能,輕的引起白細胞減少,重則引起再生障礙性貧血,最後出現白血病;四氯化碳可引起肝腎嚴重損害。此外,電鍍銘時會散發出大量的格霧,鉻化合物能引起皮膚潰瘍,貧血,腎炎及神經炎等多種疾病,並有致癌和誘發基因突變的作用。

3、其他危害

除上述主要危險危害外,電鍍生產中還可能存在噪聲危害如超聲波清洗,壓縮空氣吹乾等過程),機械傷害和起重傷害等。

氰化物來說,氰化物是電鍍中常用的化工原料之一,非常容易被人體吸收,經口、呼吸道或健康的皮膚都能進入人體。氰化物進入胃內在胃酸的解離下,能立即水解成氰經酸而被吸收,此種物質進入血液循環後,血液中的細胞色素氧化酶的FE3+與氰根結合,生成氰化高鐵細胞色素氧化酶,喪失傳遞電子的能力,使呼吸鏈中斷,細胞室息死亡。由於氰化物在類脂中的溶解度比較大,所以中樞神精系統首先受到危害,尤其呼吸中樞更為教感。[6]

相關視頻

1、金屬電鍍工藝流程

2、一段視頻帶你了解什麼是電鍍

參考來源

  1. 電鍍的分類與工藝流程的具體介紹,電子發燒友網,2019-04-25
  2. 電鍍基本工藝流程,電鍍網網,2016-04-20
  3. 電鍍工藝的分類、用途及影響因素分析,電子發燒友網,2019-04-25
  4. 什麼是電鍍?,賢集網,2017-11-15
  5. 電鍍工藝的分類、用途及影響因素分析,電子發燒友網,2019-04-25
  6. 電鍍的危害,安全管理網,2015-04-16