1.電鍍的基本原理
電鍍是壹個電化學過程,也是壹個氧化還原過程。電鍍的基本過程是將零件浸入金屬鹽溶液中作為陰極,金屬板作為陽極,然後接通DC電源,在零件上沈積所需的鍍層。
例如,在鍍鎳過程中,陰極是被鍍部分,陽極是純鎳板,在陰極和陽極分別發生以下反應:
陰極(電鍍部分):Ni2++2e→ Ni(主反應)
2 h++E→ H2 =(副反應)
陽極(鎳板):Ni-2e→ Ni2+(主反應)
4OH - 4e → 2H2O+O2+4e(副反應)
不是所有的金屬離子都能從水溶液中沈澱出來。如果在陰極上氫離子還原成氫氣的副反應占優勢,金屬離子很難在陰極上析出。根據實驗,從元素周期表可以得出水溶液中電沈積金屬離子的可能性。
陽極分為可溶性陽極和不溶性陽極,大部分是與鍍層相對應的可溶性陽極,如鍍鋅用鋅陽極,鍍銀用銀陽極,鍍錫鉛合金用錫鉛合金陽極。然而,由於在少數電鍍中陽極溶解困難,所以使用不溶性陽極,如酸性鍍金中使用的鉑或鈦陽極。通過加入配制好的標準含金溶液來補充鍍液中的主要鹽離子。鍍鉻陽極采用純鉛、鉛錫合金、鉛銻合金等不溶性陽極。
二、基本電鍍工藝及各工序的作用。
2.1基本流程
(拋光→拋光)→懸掛→脫脂脫脂→水洗→(電解拋光或化學拋光)→酸洗活化→(鍍前)→電鍍→水洗→(後處理)→水洗→烘幹→懸掛→檢驗包裝。
2.2每個流程的作用
2.2.1預處理
電鍍前的所有工序稱為預處理,其目的是修整工件表面,去除油脂、鐵銹、氧化膜等。並為後續的塗層沈積提供所需的電鍍表面。預處理主要影響外觀和附著力。據統計,60%的電鍍缺陷是由於前處理不好造成的,所以前處理在電鍍工藝中起著非常重要的作用。在電鍍技術發達的國家,非常重視預處理工藝,預處理工藝占整個電鍍工藝的壹半或壹半以上,這樣可以獲得表面狀況良好的鍍層,並大大降低不良率。
噴砂
清除零件表面的鐵銹、焊渣、積碳、舊漆層等幹油漬;清除鑄件、鍛件或熱處理零件表面的型砂和氧化皮;去除零件表面的毛刺和方向性磨損痕跡;降低零件的粗糙度,以提高油漆和其他塗層的附著力;並使零件處於擴散消光狀態。
擦亮
去除毛刺、鐵銹、劃痕、焊縫、毛刺、砂眼、氧化皮等各種宏觀缺陷,提高零件的平整度和電鍍質量。
擦亮
拋光的目的是進壹步降低零件的表面粗糙度,獲得光亮的外觀。有機械拋光、化學拋光和電化學拋光。
脫脂脫脂
清除工件表面的油脂。有有機溶劑脫脂,化學脫脂,電化學脫脂,擦拭脫脂,輥脫脂和其他手段。
適合腌制的
清除工件表面的鐵銹和氧化膜。有化學酸洗和電化學酸洗。
電鍍
在工件表面獲得所需鍍層是電鍍的核心工序,該工序的質量直接影響鍍層的各項性能。在此過程中對塗層有重要影響的因素主要包括以下幾個方面:
2.2.2.1主鹽系統
每個鍍種都會發展出各種主鹽體系和相應的添加劑體系。如氰化物鍍鋅、鋅酸鹽鍍鋅、氯化物鍍鋅(或鉀鹽鍍鋅)、銨鹽鍍鋅、硫酸鹽鍍鋅等體系。
各體系各有優缺點,如氰化物鍍鋅溶液分散性和深度好,鍍層結晶細致,與基體結合力好,耐蝕性好,工藝範圍廣,鍍液穩定易操作,對雜質不太敏感。但它毒性很大,嚴重汙染環境。
氯化物鍍鋅溶液為不含絡合劑的單鹽鍍液,廢水易於處理;塗層的亮度和流平性優於其他體系;電流效率高,沈積速度快;氫過電位低的鋼,如高碳鋼、鑄件和鍛件,容易鍍覆。但由於氯離子的弱酸性,對設備會有壹定的腐蝕,另壹方面這種鍍液也不適合深孔或有輔助陽極的管狀零件。
2.2.2.2添加劑
添加劑包括增白劑、穩定劑、軟化劑、潤濕劑、低區驅油劑等。光亮劑分為主光亮劑、載體光亮劑和輔助光亮劑。對於同壹個主鹽體系,使用不同廠家的添加劑得到的塗層質量差別很大。壹般來說,歐美日等發達國家的添加劑最好,臺灣省次之,中國大陸生產的相對不如前兩類。
特定制造商提供的主鹽和添加劑的組合決定了所用電鍍液的整體性能。優秀的添加劑可以彌補主鹽的壹些缺點。例如,將優良的氯化物鍍鋅添加劑與氯化物主鹽結合得到的鍍液的深鍍能力比許多氰化物鍍鋅液的深鍍能力更好。
電鍍設備,2.2.2.3
掛鉤
方形掛架與方形電鍍槽配合使用,圓形掛架與圓形電鍍槽配合使用。圓形電鍍槽和吊架更有利於保證電流分布均勻,而方形吊架需要在吊架周圍增加鐵絲網等分散電流的裝置或縮短兩側陽極板的長度,並采用如圖所示的橢圓形陽極布置。
攪拌設備
促進溶液的流動,使溶液狀態分布均勻,消除氣泡在工件表面的停留。
電鍍電源
DC,穩定性好,紋波系數小。
後處理
電鍍後,對鍍層進行各種處理,以增強鍍層的各種性能,如耐腐蝕性、耐變色性、可焊性等。
脫水處理
在水中加入脫水劑,如光亮鍍鎳進行後處理。
鈍化處理
提高鍍層的耐腐蝕性,如鍍鋅。
防變色處理
在水中加入防變色劑,如鍍銀、鍍錫、仿金鍍等。
改善可焊性的處理
例如鍍錫
因此,後處理技術的好壞直接影響塗層這些功能的質量。
電鍍的分類
3.1除以塗料成分
3.2根據獲得塗層的方法。
電鍍表面處理技術領域的現狀
4.1表面處理的方式和方法
4.2電鍍現狀及發展趨勢
由於技術和工藝的成熟,在金屬精裝修加工中按噸位排名第壹。電鍍的發展可以分為三個時期:第壹個時期是為了提高光澤度或耐腐蝕性,第二個時期是由於勞動力不足而走向省力化和自動化,第三個時期是為了減少汙染問題。電鍍不可避免地帶來環境汙染問題。隨著其他汙染更少的新技術的發展,電鍍的應用範圍面臨著被逐漸壓縮的威脅。
另壹方面,電鍍本身也在大力發展汙染更少的新工藝,同時發展可以獲得新功能鍍層的工藝,以擴大自己的生存空間。
動詞 (verb的縮寫)新產品開發部表面處理的工作內容
5.1根據產品的用途和功能確定合適的表面處理方法。
表面處理前,要明確使用的材料、材料的金相狀態、材料的表面狀態、鍍層厚度、耐腐蝕要求、外觀要求、各電鍍面的等級、鍍層檢驗規範等。以上內容確定後,才能確定合適的表面處理方式和具體工藝。
同為壹種電鍍,由於材料種類、表面狀態、冶金狀態的不同,采用的工藝也會有很大的不同,比如鈦上鍍銀和普通鋼上鍍銀的區別。
對於鋼材:脫脂→活化(鹽酸)→鍍銅→鍍鎳→預鍍銀→鍍銀。
對於鈦:脫脂→浸蝕(含氟溶液)→活化→預鍍銀→鍍銀。
5.2尋找合適的供應商(根據NWE的現狀)
由於NWE沒有自己的表面處理部門,因此為NWE產品的表面處理尋找合適的電鍍設備供應商非常重要,這是現階段所有表面處理工作的重點和核心。