电镀工艺技术规范
-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
1 目的 本规范规定了零部件电镀层的选择和各镀种及化学处理的标注方
法。 本规范适用于产品零部件设计时电镀层种类的选择。
2 引用标准 GB1238-76 JB/288-75
3 电镀层的主要目的
3.1 保护金属零件表面,防止腐蚀。
3.2 装饰零件外表,使外表美观。
3.3 提高零件的工作性能。如提高表面硬度、耐磨性、导电性、导磁性、
耐热性、钎焊性、反光能力;节约及代替有色金属或贵金属;提高轴承使
用寿命;修复磨损零件;热处理时的局部保护以及其它特殊性能。
4 决定电镀层种类和厚度的因素
4.1零件的工作环境;
4.2被镀零件的种类、材料和性质;
4.3电镀层的性质和用途;
4.4零件的结构、形状和尺寸的公差;
4.5镀层与其互相接触金属的材料、性质;
4.6零件的要求使用期限。
5 镀层使用条件的分类
5.1腐蚀性比较严重的工作环境:大气中含有较多的工业气体、燃料废
气、灰尘和盐分以及相对湿度较大的地区。例如工业城市、离海较近的地
区和湿热带地区等。或具有大量燃料废气和二氧化硫的室内,以及经常接
触手汗的工作条件。
5.2腐蚀性中等的工作环境:大气中含有少量的工业气体、燃料废气、灰
尘和盐分以及相对湿度中等的地区。例如离海较远的一般城市和一般室内
环境。
5.3 腐蚀性轻微的工作环境:大气中工业气体、燃料废气、灰尘和盐分的
含量很少,而且气候比较干燥。例如干热带地区、密封良好的设备的内
部。
从防腐蚀的要求来看,有些金属在腐蚀性轻微的条件下可以不加保护
层而应用。在比较严重的工作环境下,大部分金属要求有一定形式的防
护,而有些金属则不能使用。
从保护基体金属免受腐蚀的要求来看,一般可考虑:
a.贵金属(金、铂)、含铬18%以上的不锈钢、轧制的磁性合金材
料、以及镍铜合金等,一般不需再加防护层。
b.碳钢、低合金钢和铸铁制造的零件,在大气中容易腐蚀,应加保护
层。由于工作条件的限制不能采用保护层时,应采用油封防锈。在油中工
作的零件,可以不加防护层。
c.铜和铜合金制造的零件,根据不同的使用条件,采用光亮酸洗、钝
化、电镀或涂漆保护等。用磷青铜或铍青铜制造的精密零件可以不进行表
面处理。
d.铝和铝合金制造的零件,可以采用阳极氧化和封闭处理。不适于阳
极氧化的小零件,可采用化学氧化处理。铸造铝合金可采用涂漆防护。用
作通信机箱的铝合金须进行导电氧化。
e.锌合金制造的零件,可以采用磷化、钝化、电镀或涂漆防护。
6 电镀层的选择
6.1 各类电镀层的特性及用途 镀层按其用途可分下列三类:
a.防护性镀层:主要作用是保护基体金属免受外界腐蚀,不规定对
产品的装饰要求。
b.防护-装饰性镀层:除保护基体金属外,还使零件表面美观。
c.工作保护镀层:除具有一定的保护作用外,主要用于特殊的工作
目的,如:提高零件表面硬度和耐磨性,提高导电性和钎焊性,稳定接触
电阻,防止表面渗碳以及其它特殊要求。
常用镀层的特性及应用
镀层类型 特性与用途 备注
防护-装饰性镀层:镀铜、镍、铬及铜-镍-铬复合镀层 镀铜层结构细密,结合力好,性质柔软,容易抛光,在大气中易受腐蚀介质的侵蚀。 镀镍层外观好,机械性能和耐蚀性能均优良。但镀层多孔,容易产生针孔腐蚀。不同含硫量的双层镍、三层镍能有效地提高防护性能。 在铜-镍底层上镀一层0.5μm(超过此厚度易 产生裂纹)的铬,可提高整个镀层的防护性能。 镀铜:a.用作铜-镍-铬组合镀层的底层 b.镀铜防止钢铁局部渗碳和渗氮 c.镀覆电器灭弧栅片,印刷电路和电铸模等。 镀镍:常用作铜-镍-铬组合镀层中的中间层;也 可单独用作防护-装饰性镀层,其厚度要足以防止有针孔。 铜-镍-铬复合镀层:常用作机械、电器、医疗器械和日用五金的防护-装饰获得美丽的装饰外观。采用微裂纹镀铬或微孔镀铬工艺,可提高整个组合镀层的 防护性。 室外大气腐蚀试
验 表明:铜-镍
-铬组合镀层达
45μm以上, 即
钢/铜20μm/
镍25μm/
铬 0.5μm, 或
钢/铜30μm/
镍 15μm/
铬 0.5μm, 可
保持三年而基体
金属不产生锈蚀
防护性镀层:镀锌 镀锌层外观呈青白色,标准电极电位为-0.76易溶于酸,也溶于碱,是典型的两性金属。锌在干燥空气中能与二氧化碳和一般钢铁件的防
腐中,镀锌层约
占50%以上。锌
氧气作用生成一层主要由碱式碳酸锌组成的薄膜,这层膜有一定的缓蚀作用;锌易受氯离子浸蚀,故在海水或盐水中不稳定。 锌的标准电位比铁负,以钢铁而言是阳极性镀层,可提供可靠的电化学保护。在工业大气、农村大气和海洋大气中使用的钢铁制品均可选择镀锌作保护。 锌层经铬酸盐钝化后,其耐蚀性可提高6~8倍,并赋于锌以美丽的装饰外观和抗污染能力,可广泛应用于一般结构件、紧固件等。 钝化膜从外观可分白钝化、淡兰色、彩虹色钝化、金黄色钝化、黑色钝化、军绿色钝化。这些钝化膜耐蚀性的顺序是军绿色>黑色>彩虹色>金黄色>淡蓝色>白色。 钝化膜从铬酸盐铬离子存在形式可分为六价和三价钝化膜。传统六价铬的钝化膜是通过锌的溶解、铬酸根的还原以及三价铬凝胶的析出而形成,膜层中含有六价铬,因此,钝化膜有自我的修复能力,亦被称为自愈能力。而三价铬膜层是通过锌的溶解形成锌离子,同时锌离子的溶解造成锌表面溶液的pH值上升,三价铬直接与锌离子、氢氧根等反应,形成不溶性化合物沉淀在锌表面上,而形成钝化膜。三价铬钝化膜中没有可渗出的六价铬,所以钝化膜没有自修复能力,当钝化膜破损时很容易发生腐蚀。为了弥补此缺陷,需要对钝化膜进行封闭处理。此外,封闭处理还可以起到降低摩擦系数、改善产品外观的作用。 镀层的厚度在
3~10um,可满足
不同程度的耐蚀
要求。
高防护性镀层:锌镍合金 锌镍合金是80年代以来引起广泛重视的抗腐蚀镀层。锌镍合金中在一定的镍含量下其电位和锌镀层一样比铁负,起到保厚度5~8微米的
锌镍合金镀层出
现白锈的时间在
护基体的作用,但锌镍合金有更可贵的物理性质:(1)优良的耐蚀性。含镍10%以下的锌镍合金层经同厚度的锌层耐蚀性高3~5倍;含镍10%~16%的合金层比锌高6~10倍。(2)优良的机械性能。镀后不改变钢材的屈服强度、抗张强度和延伸率,可塑性好。(3)优良的钎焊性。在各种条件下都容易焊接,同时没有长晶须疵病。(4)镀层内应力小。(5)镀液分散能力、覆盖能力好,电流效率高、镀层光亮平滑。(6)耐热性。经铬酸盐钝化后可耐200~250℃度,耐热性较金属锌层高50~100倍以上。(7)硬度高,具有耐磨性。 合金镀层可根据用户使用要求对镀层进行铬酸盐彩色处理,色质有如下几种:白色、彩色、黑色等。其表面远远超过喷塑色质质量,并可提高镀层的抗蚀性能。 500小时以上,
红锈的时间在
1300小时以上,
而同等镀层厚度
的金属锌出现红
锈的时间只有
140小时左右,
此外锌镍合金镀
层在出现红锈
后,红锈的扩展
较金属锌镀层要
慢得多。中性盐
雾试验表明。经
钝化处理后的锌
镍合金镀层经
200℃2小时老化
烘烤后,连续喷
盐雾,其红锈出
现时间能在1400
小时以上。
防护性涂层:达克罗 外观呈银灰色或黑色,主要成份为非常细小的锌片、铝片,属无机涂层,防腐性能优良,无氢脆,耐高温,但硬度较低,不耐磕碰,适用于户外产品防腐底层、紧固件等。 8μm的涂层耐
中性盐雾试验可
达1000小时以
上