电镀工艺基础.
• g.珍珠镍又称缎面镍、沙丁镍,外观为乳白色,光泽柔和,内应力低, 防腐蚀性好,是一种优良的防护装饰性镀层。珍珠镍可以直接作为防 护装饰性涂层,也可以在珍珠镍上再镀覆其他金属,如铬、金、银等, 形成沙铬、沙金和沙银,其防护装饰效果更强。目前,珍珠镍镀层已 经在汽车装饰、电子产品、日用五金、文化用品等行业中得到广泛应 用。 目前珍珠镍电镀方法是在瓦特镍镀液(镍基础液)中加入低浊点的非 离子表面活性剂,形成乳浊液,利用液滴在阴极表面的吸附与脱附, 得到珍珠镍镀层,采用这种方法制得的珍珠镍镀层表面有无数重叠的 凹坑,在宏观上表现出柔和的珍珠效果。 1). 添加剂的用量对珍珠镍镀层的影响 添加剂A其主要作用是细化晶粒,减小镀层的内应力,提高或调节 镀层的光泽,并在一定程度上提高镀液的抗杂能力,其用量限制不严, 但添加量过低镀层没有光泽,过高则镀层太亮影响珠光效果,一般为 6~8mL/L。 添加剂B当瓦特镍镀液中添加剂B的加入量小时,得到的镍镀层珍 珠效果很淡,而添加剂B的加入量过大时,镀镍层应力增大,电极表 面出现黑点,镀层的珠光效果也很差。一般添加剂B 的加入量应控制 在10~16 mL/L,
(3)耐热性 耐热性主要取决于金属镀层(镍、铬)本身的耐 热能力,以及金属镀层的结合力. (4)机械强度 电镀件的机械强度与材料(镍、铬)有密切相 关,一般情况下, 电镀后其钢性均有所提高.
2 影响金属与材料结合力力的主要因素
(1)钢板 为了保证镀层与钢板基体的结合力,在选择钢板时应 当考虑:钢板的尺寸、型号、材料的均匀性及稳定性,钢 板表面的硬度要适中, 内应力( 205 N/mm2),抗拉强度 (520N/mm2), 采用具有良好电镀性能的钢板等等。 (2)拉丝 钢板上的拉丝纹路深浅要一致,目前采用进口2000 目水砂纸,其次不能出现斜丝、乱丝,否则也会出现钢 板与电镀镍之间的结合力。 (3)钢板表面预处理 钢板表面预处理工序是指主要有拉丝 (机械粗化)、脱脂、活化,这些工序对结合力的影响都 很大 。 (4) 镀层厚度 镀层的结合力与它的结构有关,其原因有两个 方面:第一,不同厚度的镀层所具有的应力大小不同.第二, 镀层结构不同,镀层与钢板的热膨胀系数不同,镀层的韧 性也不同.
电镀基础镍镀液成分: 硫酸镍 250~300g/L 氯化镍 40~45g/L 硼酸 40~45g/L PH 3.8~4.4 比重 25~30 温度 50~60℃
• a.硫酸镍提供镍离子,如果硫酸镍含量低,电流效率会降低,从 而导致沉积速度减慢或电流密度范围减小.反之硫酸镍增加, 电流效率随之增加,沉积速度增加.但硫酸镍太高,会降低阴 极极化作用,而使镀层结晶粗糙. • b.氯化镍提供镍离子和氯离子,其中氯离子是去极化剂,促进 阳极溶解,以免造成阳极钝化而使溶液中镍离子降低. • c.硼酸是缓冲剂.起到调节溶液中PH作用,如果硼酸含量不 够(低于20)溶液的PH会上升,导致高区烧,起针孔等. • d.PH值—镀镍槽液的PH需控制在3.8~4.4之间。PH过高时, 由于电镀过程中阴极会不断地析出氢气,电镀液中阳极会 造成氢氧化镍胶体生成,堵塞钛篮袋从而影响阳极溶解。 同时阴极有氢气泡的滞留,会造成电镀层出现针孔(凹 点)。PH过低,会抑制光亮剂发挥作用,使产品表面无光 泽。 • e.温度—操作温度维持在55℃。T过高,将会发生镍盐水解, 生成氢氧化镍胶体,会造成电镀层出现针孔(凹点),同 时还会降低阴极极化。T过低,硼酸溶解度下降,硼酸结晶, 造成产品表面麻点多。
第三章 电镀工艺
• 1 工艺流程
⑴电镀前处理 钢板拉丝→脱脂→丝印感光油墨→烘烤→冷却→菲 林曝光→显影 → 贴胶带封边 ⑵电镀处理 上挂→电解去铬→水洗*3次→手工除油→水洗*6次 → 酸活化→ 水洗*3次→电镀光亮镍 → 水洗*3次 →电镀装饰铬(或电镀珍珠镍、电镀金、三价黑 铬、三价白铬)
2 工艺说明
• 4). 镀液温度对镍镀层的影响
镀液温度应控制在50~60℃ 之间。镀液温度低于50℃ 时,镀层的珠光效果较淡:随着镀液温度的升高,镀液中 镍离子的还原速度和乳滴的移动速度相应加快,出沙时间 缩短,珠光效果增强;但温度高于60 ℃时,添加剂易发 生分解,在镀层表面形成黑点。 • h.电镀过程的驱动力是电流,电流大的部位镀层厚,而电流 在电镀件上的分布于工件的形状及工件与阳极(钛篮筐)的 距离有关.工件突出的部位电流大;凹陷的部位电流小;接近 阳极的部位电流大;远离阳极的部位电流小;当然通过添加 添加剂可以缩小高低电流区的厚度差;也可以采用辅助阳 极的办法来认为提高低电流区的电流,当然还有降低主盐 浓度,阴极屏蔽等方法.电镀中镀层厚度均匀性可以用分散 能力来表示.
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电镀原理
在盛有电镀液的镀槽中,经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极, 用镀覆金属制成阳极,两极分别与直流电源的负极和正极联接。电镀 液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加 剂等的水溶液组成。通电后,电镀液中的金属离子,在电位差的作用 下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入电镀液,以 保持被镀覆的金属离子的浓度。在有些情况下,如镀铬,是采用铅、 铅锑合金制成的不溶性阳极,它只起传递电子、导通电流的作用。电 解液中的铬离子浓度,需依靠定期地向镀液中加入铬化合物来维持。 电镀时,阳极材料的质量、电镀液的成分、温度、电流密度、通电时 间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量,需要 适时进行控制。
• f.光镍光剂在市场上常见的分为主光剂,柔软剂,辅助剂,湿 润剂等.其中主光剂起细化晶粒增加整平增强出光能力等 作用.主光剂含量不足时,容易出现发白发雾,出光缓慢,高电 位烧焦等现象发生.含量偏高则增加镀层应力,使镀层中有 机物含量增加,导致发脆或套铬发白发花发黄等现象发生. 柔软剂,改变低区镀层的光亮度,中和主光剂产生的拉应力. 辅助剂是辅助主光剂以达到更好的出光效果.湿润剂是通 过表面活性剂在阴极表面的吸附,使氢气泡不能在工件表 面滞留,而减少针孔的产生.湿润剂的使用应该适量,如果含 量偏高,活性剂有机物吸附在表面不能洗净,导致套铬出现 鱼鳞状发花.
• 此时可得到珠光效果理想的镍镀层,在珍珠镍镀层表面存在很多重叠 的凹坑,直径大约在20~30 um之间。光照射时,镀层表面发生较强 的漫反射,外观柔和,有珍珠效果。添加剂B加入到瓦特镍镀液中会 形成许多细小的“乳滴”,均匀地分散于镀液中。乳滴表面因吸附阳 离子表面活性剂而带正电,电镀时这些乳滴在电场的作用下吸附在阴 极表面,阻止了镍离子在阴极上的沉积,乳滴脱附后镍离子则可以正 常沉积。这种阴极表面上乳滴的反复吸附、脱附现象导致镀层表面出 现了无数的凹坑,在宏观上就使镀层产生了珍珠效果。添加剂B含量 较少时,在阴极表面吸附的乳滴少,得到的镍镀层表面凹坑少,珠光 效果很淡;而添加剂B含量较多时,镀液中颗粒在阴极表面大量吸附, 严重影响了镍的正常沉积,镀镍层表面质量变差,基本无珠光效果。 2) .镀液基础成分对珍珠镍镀层的影响 镀液中硫酸镍含量在400~450g/L范围内均能得到良好的珍珠镍 镀层,而且随着硫酸镍浓度的升高,镀层的出沙时间缩短。在镀液中 加入氯化镍30~40g/L可增加镀液的导电能力,并使阳极活化,促进 阳极正常溶解,但氯化镍浓度过高会造成镀层内应力增加,并影响镍 镀层的珠光效果。硼酸作为缓冲剂,用量应控制在30~40g/L 3 ).镀液pH对镍镀层的影响 pH过低时,沉积过程电极表面析氢较严重,镀层表面出现“气流” 痕迹;pH过高时,镀镍层的珠光效果差,而且镀层脆性大。
• ⑷铬 铬是银白色来蓝光的金属,具有非常强的反光性能.在大 气环境下容易生成一层钝化膜,在膜的保护下,能够长期保 持非常美丽的金属光泽,是防护装饰镀层中运用最广的镀 种之一.在电镀行业中,镀铬的种类很多,在这里我们只谈电 镀中运用居多的装饰六价铬、装饰三价白铬、环保三价黑 铬几种.
• 装饰六价铬俗称光铬,其镀液主要组成成分包括:铬酐,硫酸和少量三价 铬.根据铬酸含量高低分为高浓度镀铬,中浓度镀铬,低浓度镀铬, 常见 的镀铬液配方为: (高浓度镀铬) • 铬酐 250-300克/升 硫酸 2.5克/升 三价铬 1-5克/升 温度 35-40℃ 比重 18-22 铬酐的含量越高,溶液导电性能越高,溶液覆盖能力也随之提高,但电流 效率以及镀层光泽性能有所降低.硫酸含量太低,低电位区易出现彩虹 色镀层或出现发白发花现象,随着硫酸浓度升高镀层光泽性致密性有所 提高,但镀液的覆盖能力明显降低.三价铬是必不可少的一种成分之一, 含量太低镀层沉积速度慢,柔软,覆盖能力差;含量太高,镀层粗糙,光泽 性差,光亮范围小.三价铬含量高时用大阳极小阴极电解来降低.电铬时, 温度是直观重要的参数之一,温度高覆盖能力明显减小,太低上限电流 密度值减小
• (1) 除油 除油是通过乳化反应、皂化反应以及溶剂溶解等 原理除去工件表面的各种有机、无机油污等.除油包括有 机溶剂除油、化学除油、电化学除油、超声波除油等.在 电镀中经常用到的是超声波化学除油.工艺参数配比:脱 脂剂浓度50-55g/l,温度50-60℃.本公司用抗电镀油墨为酸 性,因此不能长时间浸泡在除油水中,容易损坏油墨层。 • (2) 酸活化 酸活化是通过5%硫酸常温下,中和残留在钢板 表面的除油水,其二是去除钢板氧化层,增强钢板与镍的 结合力。
第二章 电镀件的主要性能
1 电镀件的主要性能是指工件与金属的结合力、 抗蚀性能、耐热性 、机械强度
(1)结合力 结合力的大小与材料本身有关(SUS304钢 板、厚度0.35MM、尺寸32*40CM),化学、物理性能有 关,不同种类的材料与金属镀层之间的结合力相差很大. (2)抗蚀性能 电镀件因镀层组合以及镀层厚度的不同,其 抗蚀性能有很大差别. 电镀件的抗蚀性之所以比具有同 样镀层的金属件高,是因为电镀件的腐蚀不同于金属件的 腐蚀.首先, 电镀件是按照阳极保护机理腐蚀的,轻者因镀 层完全被腐蚀,导致镀层溶解,镀层完全脱落.因此,对于要 求抗蚀性能很高的电镀件,应采用双层镍或多层镍体系. 其次, 金属镀层不可能形成腐蚀电池原理,即使出现腐蚀, 也不可能向深度延伸,只作横向扩展 .