电镀基础知识专题培训课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2.,第二类导体,由离子的定向移动传导电流的导体,(,即离子导体,),电镀注意事项,:,1.,被镀表面需绝对干净,要露出基体的纯表面性,2.,镀液不能有污染,保持电解液的纯净、稳定,.,3.,应根据不同金属沉积电位的不同来调节电流、电压及相关参数。,四,.,分类,A.,按改变物体表面特性来分,1.,功能性电镀,2.,装饰性电镀,3.,防腐装饰性电镀,我们公司的产品几乎全是防腐装饰性电镀,.,B.,按施镀的工艺来分,1.,普通电镀,:,单金属电镀、复合金属电镀即合金电镀、三元或多元电镀。,2.,真空电镀：蒸发镀、溅射镀、离子镀,.,3.,化学电镀,4.,脉冲电镀,:,将电镀槽与脉冲电源相连构成的电镀体系,.,特点,:a.,可以得到致密的均匀镀层,.,b.,减少镀层的孔隙率,(,即提高抗蚀率,),c.,降低镀层的内应力,提高韧性,d.,周期转向脉冲电镀,五,.,电镀过程和步骤,:,总的来说,分三大步骤,.,A.,前处理,目的是去除被镀物体表面的油污、杂质、氧化层等使之达到电镀级的表 面干净程度,B.,电镀,:,电解液,直流电源,阴阳极杆组成,1.,电解液成分,:,a.,主盐,b,导电盐,c,缓冲剂,如镀镍中,2,BO,3,焦磷酸盐液中的磷酸一氢钠,(Na,2,HPO,4,）,柠檬 酸,氨三乙酸,d,综合剂,e.,添加剂等（如光亮剂、润滑剂）,2.,控制的参数,:,电解液组分含量、电流密度,PK,、酸度,PH,、搅拌、时间,3.,直流电流的波型,C,镀后处理,:,是对镀层进行调整，以达到改善镀层的某些性质，镀层钝化处理、染色处理、封闭处理、涂有机膜如镀锌后，黄、黑和草绿钝化，镀镍,-,黑镍。,六,.,电镀中品质异常特征及原因,1.,结合力差,:,镀层脱皮、起泡，主要是镀前处理不彻底，油污、氧化膜，基体金属不良，钝化膜未除尽，才加强处理和活化。主要试验有锉刀试验,弯曲试验等,2.,麻点,毛刺,粗糙,:,主要原因镀液中含有极细微固体悬浮物,另外含有一些金属杂质,一价金属离子,.,电流过大,.,有机添加剂分解副产物较多,搭配不合理,.,3.,龟裂,:,刚镀出来镀层应有裂纹,结合力差,成碎状脱落,明显说镀层脆性大,一般 由于光亮偏多,软剂偏少引起,对镀铬来说电流大,温度高较易产生,.,基体表面有裂纹,气孔,冷隔,对于锌合金材料,尤为显得突出,导致电镀中很难改善,不良率较高,.,4.,镀层脱皮分层,:,有现象,双电镀现象,镍层内应力大,.,七,.,影响镀层品质的因素,1.,电沉积的影响,电沉积过程一般同下列步骤,:,金属水化离子,(,或络离子,),由电解液内向阴极表面传递过程,液相传递,.,金属水化离子,(,或络离子,),在阴极上得到电子过程电化学过程,.,金属离子在阴极还原成金属,-,结晶成膜,(,电沉积,).,这个过程中形成新晶核的速度很快,而晶核的成长速度较慢,镀层就趋于平滑细致,.,它与镀液的性质、温度、电流密度、酸度，镀液各成分的含量配比，都密切的关系，将影响电沉积过程。,2.,电镀液对镀层的影响,主盐浓度影响,:,必须控制在比较合理的浓度范围且与其它成份要保持一定的比例,以达到各组分和谐协调的最佳状况,.,附加盐的影响,:,改善镀液的导电性,扩大阴极电流范围,改善阳极溶解稳定,PH,以达到改善镀层质量的作用,.,添入剂的影响,:,是电镀中重要的添加物质,其用量很小,但作用很大,能显著改变镀层的品质及外观,.,a.,光亮剂,b.,湿润剂,c.,整平剂,d.,应力消减剂,e.,电流密度,Pk,f,。,温度,g,搅拌的影响,3.,电源波形的影响,如上海某厂用纯直流电源试镀,Fe-Zn,合金时很快获得全光亮镀层,但在投入配制 大槽生产,用之相全波整流器,总是达不到全光亮镀层,反反复复,后证明这种整流器波型不稳定,.,焦磷的盐铜中情况不同,有一个厂试镀中用单相全波整流器获得全光亮镀层,大槽中系统直流电源时,却一直得不到满意的镀层,后来在纯直流电源上加间隙断电器,(,通电,8S,断电,5S),满意的镀层,.,宁波自行车零件电镀厂镀一层铜时,(,打底铜时,),打不上,或局部打不上,镀液工艺参数都正常,后用视波器检查电源波不对,请厂家检查整流器有一个零件坏了,更换后,电镀马上恢复正常,.,4.,析氢对镀层的影响,任何电镀中都会存在一定量的氢离子,往往会与金属离子同时析出,而使镀层质量变坏,.,主要表现为如下几方面,.,氢脆,:,析出的氢往往会进入镀层或基体,造成镀层晶格扭曲,产生很大的内应力,甚至会使镀层脆裂或脱落,.,起泡,:,析出的氢进入基体细孔内,就会使镀层产生鼓泡,平时看不出来,但随着周围介质温度升高,氢对镀层施加压力,使镀层鼓起,甚至连基体表皮也会带撕出,有时经常数量赤才显现出来,.,针孔,析氢与溶液中含有机杂质,金属杂质,表面张力等有关,.,5.,基体金属对镀层的影响,:,镀层的质量好坏与基材金属的性质,组织状况,表面状况有密切关系,在有气孔,裂纹的基材上,要镀上质量良好的镀层是比较困难的,因为渗力微气孔,裂纹中溶液水洗难以除尽,会留在其内部,存放一定时间会外溢,.,八,.,目前公司产品的镀种主要是,:,镀铜（一层铜、二层铜、三层铜）,a,一层铜,:,氰化亚铜,CuCN,氰化钠,NaCN,，有的还加,NaOH,，,KNaC,4,H,4,O,3,.4H,2,O,（,NaOH),络合型,三层铜：,CuSO,4,.H,2,O,、,150220 g/L;H,2,SO,4,、,5070 g/L,；,CL-10 80 mg/L,简单型,焦磷酸铜，焦磷酸钾 络合型,镀镍,基本组分是硫酸镍,(NiSO,4,.7H,2,O),氯化镍,(NiCl,2,.6H,2,O),硼酸,(H,3,BO,3,),瓦特镍,:NiSO,4,.7H,2,O,NiCl,2,.6H,2,O,H,3,BO,3,PH35,T/C 4560,PK 12.5 A/dm,2,),各成分的作用,:,NiSO,4,.7H,2,O,主盐,在电解液中提供镍离子,含量低覆盖能力好,结晶细致,但电流效率低,允许含量范围较宽,100350g/L,常规在,180250g/L;,NiCl,2,.6H,2,O,主要作用是促使阳极,(,镍板,),正常溶解,并提供一定量的氯离子,氯离子称为阳极溶化剂,氯离子含量高,容易使镍层产生内应力,脆性大,;,硼酸,是缓冲剂,具有稳定,PH,值作用,防止酸度波动,使结晶细致,.,PH,对镍沉积过程和镀层性能有很大影响,PH,偏高有较好的覆盖能力和较高的阴极电流效率,但会有碱式镍盐的倾向,使镀层粗糙,容易使,H2,停留在阴极表面上,而产生麻点和针孔,.,温度：提高电解液的温度，其好处是增加主盐的溶解度和导电度，加速离子向阴极扩散，可以减少镀层的内应力、增加韧性，但温度不宜过高，造成镀液蒸发、镍盐水解，铁杂质水解，从而生成氢氧化物沉淀，导致针孔和毛刺。,阴极电流密度,PK,（,A/dm,2,）与,T,、,PH,，主盐浓度有一定的关系要调整一致。,搅拌：可以减少阴阳两极区浓差极化，提高,PK,的范围和光亮度。,镍阳极：用来提供,Ni,离子补充,Ni,离子的消耗，保持电解液,Ni,离子相对浓度和稳定性，阳极的总面积与阴极的总面积之比为,1.52,：,1,；镍阳极有含,C,镍阳极,0.250.35%,含,O,镍阳极,0.251.0%,含,S,镍阳极,0.010.15%.,其中国外用的较多,按溶解性好坏,含,S,优于含,O,优于含,C.,a.,半光镍,:,在普通暗镍镀液中加入不含硫的光亮剂组成的电解液,.,b.,光亮镀镍,:,在普通暗镍镀液中加入组合光亮剂就构成了全光亮镀液,.,光亮添加剂有两类,第一类和第二类,.,第一类光亮剂,(,常称为软剂,),一般用量为第二类用量的,1.52,倍,可使镀层应力降低,延展性提高,结晶细致且有一定的光亮,与第二类添加剂配合使用,可全光亮、整平性很好、脆性低的镀层,.,第二类添加剂,可起到光亮、整平性好的镀层,对杂质敏感,应力大过多,容易产生毛刺,针孔亮纹,.,所以工艺中,强调使用中注意二类添加剂配合恰当性是很重要的,.,镍封：在光亮镀镍中加直径在,0.011um,不溶性固体微粒，在适当的促剂作用下固体微粒与镍离子共同沉积形成复合镀层,C,高硫镍：在普通镀镍液中加入含硫量为,0.120.25%,的添加剂的镀液,一般作为中间层,.,双层和多层,半光镍,/,全光镍,半光镍,/,高硫镍,/,全光镍,半光镍,/,全光镍,/,镍封、再镀铬微孔铬,MC,半光镍,/,全光镍,/,高应力镍、再镀铬微裂纹铬,MP,双层镍和多层镍中应特加注意的问题就是各层之间的结合力的问题，影响它们镀层间结合强度的因素是多方面的，主要有,A,、有机物吸附表面,B,、从这个槽提到另一个槽空间停留时间偏长；,C,、镀件产生双性电极现象。,镀铬,九,.,锌合金压铸件电镀,1.,锌合金压铸的特点,1,、成本低廉、机械加工好、精度高、尺寸公差小、有利结构复杂工件的制造，生产效率高；,2,、压铸件表面有一层致密的表层,其厚度约,0.050.1mm,表层下面是疏松多孔的结构,.,3,、压铸件过程中由于冷却温度不均匀容易造成偏析现象,即在边沿或局部地方产生富锌或富铝。,4,、压铸过程中的排气、温度、模具、注射速度等因素极易产生气孔、针孔、微裂纹、冷隔条纹等缺陷。,5,、根据电镀的经验,选用含铝为,4%,的锌合金,电镀分格相对会高一些,3#,锌,含铜量会较低,5#,锌含铜量稍高,应该说,5#,锌比,3#,锌电镀合格率会高一些,.,2.,锌合金压铸件的常见品质异常,由于锌合金压铸件的特点使其电镀起来困难得多，良品率比一般铜铁工件的电镀小得多。,锌合金压铸件电镀最多的品质异常是起泡现象，起泡有大有小，相对比较固定的部位如：把手的头部的杯内腔，或是大面的表面。,锌合金电镀中特别要注意的是：加强前处理和预镀。,针孔、麻点、汽泡产生的原因分析,1.,阴极氢气析出吸附在镀件一面上产生针孔和毛刺,2.,镀件表面本身的缺陷产生的针孔、毛刺（如气孔、麻点、砂眼、点锈等）,3.,防针孔剂不足，或光亮偏多产生的针孔、毛刺,4.,镀液中含金属杂质、有机杂质超出允许的含量而造成针孔、毛刺,5.,镀前不良处理不彻底造成起泡、针孔、毛刺。,2.,锌合金电镀中采取的措施,锌合金压铸件本身的缺陷经过电镀后表露出来的品质异常如起泡、微裂纹、针孔等，在电镀过程中是无法解决的。要提升锌合金压铸件的电镀良品率，改善品质异常，则必须从设计、模具制造压铸成型,清光,抛光,电镀等各部门通力配合，在这些部门中，电镀是最后一道工序，起的作用是洗脸、化妆的作用。,1.,控制抛光量,不要将表面的致密层抛光,露出表面下的疏松结构,.,2.,不能用强酸,强碱,.,3.,镀铜层要厚一些,.,4.,保证镀层无孔隙,因为镀的电位较负,与空气接触面大,5.,特别应该指出的如果压铸工艺不合适,模具设计不合理,压铸件就会产生气泡、气孔、针孔、冷纹、疏松等不良,这些缺陷在电镀是难以克服的,.,改善措施的方向,1.,建立一条样品试度专线,2.,适当调整目前锌合金电镀的镀层结构形式,3.,减少镀层的孔隙率、针孔,4.,加强学习培训提高员工总体素质,5.,加强传,帮,带,培养一班具有吃苦耐劳、进取向上、善于学习、勇于学习的人员，提高作业素质和作业质量。,6.,加强产品生产过程中各部门的有效的配合，管控好产品体质结构和表面质量，为电镀质量创造优质基础。,十,.,腐蚀,(,盐雾试验不合格,),目前，公司产品很难闯的关就是腐蚀试验通不过，镀层加厚还是过不了。,1.,腐蚀的类型,化学腐蚀,:,无腐蚀电流发生,纯属化学作用,.,电化学腐蚀,:,在腐蚀进行过程中腐蚀电流发生阳极性镀层,/,阴极性镀层,.,按腐蚀的破坏形式来看，又可分为：,A.,均匀腐蚀,B.,斑点腐蚀,C.,脓脆腐蚀,D.,孔腐蚀,E.,晶间腐蚀,F.,穿透腐蚀,阳极性镀层,就是镀层金属的电极电位比基体金属的电极电位更负的镀层,这时如果产生首先是镀层向模向平行腐蚀开来,不浸入基体,进而牺牲镀层来保护基体,是具有保护作用的镀层,这种保护是电化学保护,.,首先要有电位,电位关越大,保护性越强,.,阴极性镀层,镀层金属的电极电位比基体金属电极电位较正的镀层,这类镀层,这时如果产生腐蚀,基体变成阳极,成氧化反应,即生锈,腐蚀,是由基体向上腐蚀的,即是向外烂出来,这是没有电化学保护作用的,只有机械保护,在这种情况下,除非镀层致密性特别好,厚度足够,无孔隙针孔下,才有较好的保护作用,.,从目前公司的镀层结构来看,:,A.Zn:-0.76/,半光镍,Ni(-0.25)/,全光,Ni(0.25)/Cr(-0.74),B.Cu(0.337)/Ni(-0.25)/Cr(-0.74),改正方面,:,A.,改变镀层电位差,B.,分散腐蚀电流,C.,适当加厚镀层,D.,尽量减少镀层孔隙或消除镀层孔隙,使镀层形成一层无孔的薄膜,但是这是一种理想状态,实际是不可能的,.,显然,:,锌合金镀腐蚀关为什么难闯过是有根源的,铜合金电镀腐蚀点为什么较容易闯过也是有根源的,.,十一,.,目前公司产品的镀层结构形式,1.,工艺流程及镀层要求,铜基体件,:,一般流程,:,镀镍,(Ni),镀铬,(Cr),镀镍,(Ni),拉丝,PVD,镍,(Ni),镀铬,(Cr),拉丝,PVD,锌合金基体,:,一般流程,:,镀铜,(Cu),镀镍,(Ni),镀铬,(Cr),要求,:,铜,(Cu),层,-,底铜,/,焦铜,/,酸铜,镍,(Ni),层,-,半光镍,/,全光镍,几种镀层结构抗腐蚀性能比较,Cu/,镍,/,铬 差,Cu/,半光镍,/,全光镍,/,铬 一般,Cu/,半光镍,/,高硫镍,/,铬 较好,Cu/,半光镍,/,全光镍,/,铬,2.,镀层结构和厚度与抗腐蚀力的关系,(,根据,ISO1456,1974,要求,),等级,镀层厚度,腐蚀试验时间,H,中性,NSS,4,Ni40,Cr0.3,CASS 24H,铜加,腐蚀膏,162,次,CORR,醋酸盐雾,144H,ASS,3,CASS 16H,腐蚀膏,16H,醋酸盐雾,96H,2,CASS 4H,腐蚀膏,4H,醋酸盐雾,24H,