1、表面电镀工艺电镀工艺就是利用电化学的方法对金属或非金属制件进行表面加工的一种工艺,其实质就是给金属或非金属制件穿上一件金属“外衣” 。这层金属“外衣”就叫电镀层。但是,这件“ 外衣 ”并不是固定不变的,它是随着制件使用的地点、条件以及所承担的任务的不同而改变的。也就是说,应当根据制件的使用环境和使用要求,利用电化学的方法给金属或非金属制件穿上相适应的各式各样的(不同性能的)金属“ 外衣 ”。通常情况下,根据各类制件的不同使用要求,进行电镀工艺处理的目的主要有以下几方面:改善和提高金属制件表面的抗腐蚀性能(防护性能) ;改善金属或非金属制品表面的机械性能;赋予制件表面以特殊的物理性能;对制件表面
2、施以装饰性外观。因此,各类制件的金属镀层,即可以分为下列几种类型: 防护性镀层该类镀层主要适用于防止金属制件(特别是钢铁制件)或组合件在大气或其他条件下的锈蚀。所以,应根据制件的材料、使用环境及工作条件的具体情况,选用不同的金属镀层来防止制件的氧化锈蚀或侵蚀性腐蚀。例如,黑色金属防止一般大气条件下锈蚀的镀锌、在海洋性气候条件下防止锈蚀的镀镉、黑色金属防止有机酸侵蚀的镀锡等。 防护兼装饰性镀层防护性兼装饰性镀层主要是要求其镀层不但能防止制件的腐蚀,而且也能赋予制件某种经久不变的光泽外观。该类镀层的使用量最大,也最为广泛,而且多为多层性的镀覆。也即,首先在制件基体上镀上“底层” ,而后再镀上“表层
3、”,有时甚至还需要再镀上“ 中间层 ”。之所以如此,是因为很难找到一个单一的金属镀层能同时满足防护兼装饰的双重性能要求。因为某些金属镀层虽然防腐能力强,但在相应的使用条件下却不能保持耐久的光泽,且往往质软、易磨损。而另一些金属镀层虽然防腐蚀的能力较差,但其外观和光泽却可以经久不变。因此,将不同性能的金属镀层进行搭配和复合,即可以收到取长补短的使用目的。例如:Cu-Cr 电镀体系、Cu-Ni-Cr 电镀体系等,均是防护兼装饰性镀层的典型例子。 耐磨性和减磨性镀层前者是借助镀层提高制件的表面硬度,以提高其抗磨损和抗冲击碰撞的能力,大多适用于易碰撞和易磨损的机械制件,工业上大多采用镀硬铬的加工工艺来
4、实现。而后者则大多是适用于制件的滑动接触面,若在这些接触面上镀上能起固体润滑剂作用的韧性金属(例如:锡、铅锡合金、银铅合金等) ,就可以达到减少滑动摩擦的效果。 热加工用镀层不少机械零件,为了改善它的表面物理性能,常常需要进行热处理。但对整体零件或部件来说,它的某些部位又不允许改变原来的物理性能,那就需要将该制件的局部保护起来。也就是需要采用电镀的方式将其局部表面予以保护。例如:钢铁制件为防止局部渗碳应进行镀铜,为防止局部渗氮应进行镀锡等。 导电性镀层 在一些产品的零部件中,因使用要求,为了提高零件表面的导电性能,就需要在零件的表面或其局部表面镀以导电性能优良的镀层。例如:镀铜、镀银等。若同时
5、要求耐磨的,就应镀以银锑合金、银金合金或金钴合金等。 其他镀层除上述用途的镀层外,在电镀工艺加工中,还可根据其他的使用要求,对制件的表面镀覆上具有其它特定性能的镀层。例如:磁性镀层、高温抗氧化镀层和修复性镀层等。但是,在电镀工艺的加工中,目前采用最多和最广泛的即是防护性镀层和防护性兼装饰性镀层。特别是其中的防护性兼装饰性镀层,在各种类型产品的加工中得到了极为广泛的采用。在防护性镀层和防护性兼装饰性镀层中,黑色金属在一般大气条件下所采用的镀锌保护层、钢铁制件所采用的铜铬或者铜-镍-铬等防护性兼装饰性的镀层,即是目前在各种类型产品加工工艺中应用最广泛且适用性较强的电镀加工工艺。同时,目前的该类电镀
6、加工工艺,无论在设备条件方面,还是在工艺流程的科学合理性方面,均有了技术成熟性的发展和提高。例如:较完全的 Cu-Ni-Cr 电镀工艺的典型工艺流程即为:电解除油热水清洗冷流水清洗除锈蚀酸洗流水清洗活化处理镀铜清洗及回收(3 次)流水清洗中和流水清洗活化处理镀镍清洗及回收(23 次)流水清洗活化处理镀铬清洗及回收(3 次)普通清洗(2 次)流水清洗(约 20 道工序) 。再例如:防护性镀锌工艺中较完全的典型挂镀工艺的工艺流程即为:电解除油热水清洗流水清洗去锈蚀酸洗流水清洗镀锌清洗及回收(12 次)中和(清洗有机物)流水清洗化学抛光流水清洗钝化处理清洗及回收冷水清洗热水清洗(约 15 道工序)
7、。其中,在上述的电镀工艺中,应特别指出的是: 在直接电镀各种金属镀层的工序之后,均应随之排列其清洗及回收工序。这样,不但可以使排污的浓度得到有效降低,而且还可以使贵重或比较贵重的镀层金属得到一定的节约和再利用。 在黑色金属防护性镀锌工艺的加工工艺流程中,最好或一定要增设镀锌层的钝化处理工序。因为采用适当的溶液对镀锌层进行化学处理(钝化处理)后,即可使其镀层上形成一层坚实致密的薄膜,这层薄膜可以大大提高制件的抗腐蚀性能。实践表明,对相同厚度的镀层而言,经过钝化处理的镀层即可提高抗腐蚀能力 35 倍。随着各项科学技术的发展及其人类对环保要求的提高,在各类电镀工艺加工中,应尽量采用无氰或低氰电镀工艺,以杜绝或减轻有毒的氰化物电解液在其污水处理可能不达标时,对环境所造成的危害。在加工工艺中,无论是何种镀层的电镀工艺,其最终的目的,均要求电镀层应具有高的或较高的镀层性能和好的外观质量。在通常情况下,我国的相关国家标准或行业标准均要求器材制件的电镀层应光滑光亮、色泽均匀、耐蚀耐磨的性能强和镀层结合牢固,且不应有电镀层的起皮脱落、露底、漏镀、锈蚀、鼓泡、毛刺以及较为明显的花斑、麻点、针孔、桔皮、烧焦、划痕