5.1.3 电镀的实施方式
电刷镀的设备特点： 电刷镀设备简单， 一套设备可以完成多个镀种的刷镀。 电刷镀设备的用电量、用水量比槽镀少很多，可以节约能源、
资源。
电刷镀的工艺特点： 镀笔与工件有相对运动，散热条件好，在使用大电流密度刷
镀时，不易使工件产生过热现象。 镀层的形成是一个断续结晶过程，镀笔的移动限制了晶粒的
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5.1.1 电镀过程及反应
阴极上的电镀过程包括三个步骤： （1） 金属的水合离子或络离子从溶液内部迁移到阴
极表面; （2） 金属水合离子脱水或络离子解离，金属离子在
阴极上得到电子发生还原反应生成金属原子; （3） 还原的原子进入晶格结点。
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5.1.1 电镀过程及反应
电镀是指在直流电的作用下，电解液中的金属离子还原，并沉 积到零件表面形成有一定性能的金属镀层的过程。
长大和排列，因而镀层中存在大量的超细晶粒和高密度 的位错，镀层得到强化。 镀液能随镀笔及时供送到工件表面，大大缩短了金属离子扩 散过程，不易产生金属离子贫乏现象。加上镀液中金属 离子含量很高，允许使用比槽镀大得多的电流密度，因 而镀层的沉积速度快。 使用手工操作，方便灵活，尤其对于复杂型面，凡是镀笔能
第五章：表面工程技术
5.1 电镀，化学镀 5.2 热喷涂 5.3 堆焊 5.4 高能束表面改性 5.5 气相沉积
5.1 电镀、化学镀
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5.1 电镀、化学镀
5.1 电镀、化学镀
5.1.1 电镀过程及其反应
阴极反应： Men++ ne = Me 2H+ + 2e = H2
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阳极反应： =。 - 4e = 2H22
5.1.1 电镀过程及反应
金属离子还原析出的可能性是获得镀层的首要条件，要获 得质量优良的镀层，还要有合理的镀液组成和合理的工艺控制。
5.1.1 电镀过程及反应
法拉第定律：
第一定律： k×I× t = k × Q
式中， W ：电极上形成的产物； I ： 电流； t: 通电时间； Q : 电量 k : 电化当量，表示通过单位电量时电极上形成的产物量
将零件悬挂于用导 电性能良好的 材料制成的挂 具上, 然后浸没 于欲镀金属的 电镀溶液中作 为阴极，在两
5.1.3 电镀的实施方式
2) 滚镀 滚镀是将欲镀零件置于多 角形的滚筒中，依靠零件 自身的重量来接通阴极， 在滚简转动的过程中实现 金属电沉积。 滚镀最大的优点是节省劳 动力，提高生产效率。设 备维修费用少且占地面积 小，镀件镀层的均匀性好。 但是，滚镀的使用范围受 到限制：
5.1.3 电镀的实施方式
4)连续电镀
主要用于薄板、金属丝、带的 电镀
（镀锡钢板，镀锌薄板，钢带， 电子元器件引线，镀锌铁 丝等）
垂直浸入式 水平运动式 盘绕式.
电镀时间较短； 镀液电流密度高； 导电性好； 沉积速度快； 镀液各成分变化不显著对杂质不敏感等。
5.1.3 电镀的工艺过程
电镀工艺过程包括前处理、电镀、后处理三大步： 镀前处理 包括抛光或打磨、脱脂、除锈、活化等多 道工序，镀前处理质量直接影响到镀层与基体间的 结合力和镀层的完整性； 镀后处理 则关系到镀层的防护性和装饰性效果；镀 后处理包括钝化和浸膜： 钝化是在新镀出的镀层人为地形成一层致密的氧化 物膜，使镀层金属与空气隔绝，以提高镀层的防护 性和装饰性。浸膜是在镀后的零件表面浸涂一层有 机或无机高分子膜，以提高镀层的防护性和装饰性
生产过程易对镀液成分产生影响，
5.1.4 影响电镀层质量的因素
2. 电镀规范的影响
镀液温度升高离子的扩散速度提高镀层晶粒变粗；
电流密度提高阴极极化作用增大镀层致密沉积速 度加快，
但过高的浓差极化会导致边角部位镀层变粗乃致 烧焦。
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5.1.1 电镀过程及反应
电解液主要是水溶液，也有有机溶液和熔融盐。
湿法电镀 熔融盐电镀
金属离子在水溶液中能否还原，不仅决定于其本身的电化学性质 ，还决定于金属的还原电位与氢还原电位的相对大小。若金属离 子还原电位比氢离子还原电位更负，则电极上大量析氢，金属沉 积极少。
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5.1.4 影响电镀层质量的因素
1. 镀液的影响
金属离子等 简单离子为主的镀液 镀层的结晶 较粗； 络合物镀液 镀层结晶细致紧密；
主盐浓度高浓差极化小晶核形成速度降低镀层 晶较粗；
5.1.2 电镀液组成
电镀溶液有固定的成分和含量要求，使之达到一定的化学平衡，具有所要求的电化学性能。 镀液构成：
1. 主盐和络盐：主盐即沉积金属的盐类，如硫酸铜、硫酸镍等，络盐如锌酸钠、氰锌酸钠等；
2. 配合剂：配合剂与沉积金属离子形成配合物，改变镀液的电化学性质和金属离子沉积的电极过程，对镀层质 量有很大影响，是镀液的重要成分。常用配合剂有氰化物、氢氧化物、焦磷酸盐、酒石酸盐、氨三乙酸、柠檬 酸等。
第二定律： C1×
式中， C1： 比例常数； 化学当量
当电极上通过1 法拉第电量时 （126.8 A*h），电极反应的产物为 1 摩尔。
5.1.1 电镀过程及反应
电流效率
η = 实际镀层质量/理论值
如：镀镍时，阴极上的副反应消耗部分电量： 2 +2 2
氰化镀铜和氰化镀锌时的效率： 60-70% 电镀硬铬效率：8-16%
5.1.3 电镀的实施方式
3）刷镀 电刷镀技术采用一专用的直流 电源设备，电源的正极接镀笔， 作为刷镀时的阳极，电源的负 极接工件，作为刷读镀时的阴 极。 镀笔通常采用高纯细石墨块极 材料，石墨块外面包裹上棉花 和耐磨的涤棉套。刷镀时使浸 满镀液的镀笔以一定的相对运 动速度在工件表面上移动，并 保持适当的压力。随着刷镀时 间的增长，镀层逐渐增厚。
3. 导电盐：其作用是提高镀液的导电能力，降低槽端电压提高工艺电流密度.例如镀镍液中加人24。导电盐不 参加电极反应，酸或碱类也可作为导电物质。
4. 添加剂：包括络合物，平整剂，光亮剂等，在电解液中加入后，能明显地改善镀层的组织，使之平整，光亮 ，致密等。
5.1.3 电镀的实施方式
1)挂镀
最常用的一种电镀 方式。