電鍍就是利用(yòng)電解原理(lǐ)在某些(xiē)金(jīn)屬表面上(shàng)鍍上(shàng)一薄層其它金(jīn)屬或合金(jīn)的過程。電鍍能(néng)增強金(jīn)屬的抗腐蝕性(鍍層金(jīn)屬多采用(yòng)耐腐蝕的金(jīn)屬)、增加硬度、防止磨耗、提高(gāo)導電性、潤滑性、耐熱性、和(hé)表面美(měi)觀。根據鍍層的組成,可以将電鍍工(gōng)藝分爲鍍鉻、鍍銅、鍍镉、鍍錫、鍍鋅、鍍鎳、鍍金(jīn)、鍍銀共8大(dà)類。接下(xià)來(lái),小(xiǎo)編将爲大(dà)家詳細介紹電鍍工(gōng)藝8大(dà)分類的原理(lǐ)和(hé)特點。
鍍鉻
鉻是一種微帶天藍色的銀白(bái)色金(jīn)屬。它有很(hěn)強的鈍化性能(néng),大(dà)氣中很(hěn)快(kuài)鈍化,顯示出具有貴金(jīn)屬的性質,所以鐵(tiě)零件鍍鉻層是陰極鍍層。鉻層在大(dà)氣中很(hěn)穩定,能(néng)長期保持其光澤,在堿、硝酸、硫化物、碳酸鹽以及有機酸等腐蝕介質中非常穩定, 但(dàn)可溶于鹽酸等氫鹵酸和(hé)熱的濃硫酸中。
鉻層硬度高(gāo),耐磨性好(hǎo),反光能(néng)力強,有較好(hǎo)的耐熱性。在500°C以下(xià)光澤和(hé)硬度均無明(míng)顯變化;溫度大(dà)于500°C開(kāi)始氧化變色;大(dà)于700°C才開(kāi)始變軟。由于鍍鉻層的優良性能(néng),廣泛用(yòng)作(zuò)防護一裝飾鍍層體系的外(wài)表層和(hé)機能(néng)鍍層。
鍍銅
鍍銅層呈粉紅(hóng)色,質柔軟,具有良好(hǎo)的延展性、導電性和(hé)導熱性,易于抛光,經過适當的化學處理(lǐ)可得古銅色、銅綠色、黑色和(hé)本色等裝飾色彩。鍍銅易在空(kōng)氣中失去光澤,與二氧化碳或氯化物作(zuò)用(yòng),表面生成一層堿式碳酸銅或氯化銅膜層,受到(dào)硫化物的作(zuò)用(yòng)會(huì)生成棕色或黑色硫化銅,因此,作(zuò)爲裝飾性的鍍銅層需在表面塗覆有機覆蓋層。
鍍镉
镉是銀白(bái)色有光澤的軟質金(jīn)屬,其硬度比錫硬,比鋅軟,可塑性好(hǎo),易于鍛造和(hé)輾壓。镉的化學性質與鋅相似,但(dàn)不溶解于堿液中,溶于硝酸和(hé)硝酸铵中,在稀硫酸和(hé)稀鹽酸中溶解很(hěn)慢。镉的蒸汽和(hé)可溶性镉鹽都有毒,必須嚴格防止镉的污染。因爲镉污染後的危害很(hěn)大(dà),價格昂貴,所以通常采用(yòng)鍍鋅層或合金(jīn)鍍層來(lái)取代鍍镉層。國内生産中應用(yòng)較多的鍍镉溶液類型有:氨羧絡合物鍍镉、酸性硫酸鹽鍍镉和(hé)氰化物鍍镉。此外(wài)還有焦磷酸鹽鍍镉、堿性三乙醇胺鍍镉和(hé)HEDP鍍镉等。
鍍錫
錫具有銀白(bái)色的外(wài)觀,原子量爲118.7,密度爲7.3g/cm^3,熔點爲231.89℃,原子價爲二價和(hé)四價,故電化當量分别爲2.12g/A.h和(hé)1.107g/A.h。錫具有抗腐蝕、無毒、易鐵(tiě)焊、柔軟和(hé)延展性好(hǎo)等優點。錫鍍層有如下(xià)特點和(hé)用(yòng)途:
(1.) 化學穩定性高(gāo);
(2.) 在電化序中錫的标準電位纰鐵(tiě)正,對(duì)鋼鐵(tiě)來(lái)說是陰極性鍍層,隻有在鍍層無孔隙時(shí)才能(néng)有效地保護基體;
(3.) 錫導電性好(hǎo),易焊;
(4.) 錫從(cóng)-130℃起結晶開(kāi)始開(kāi)始發生變異,到(dào)-300℃将完全轉變爲一種晶型的同素異構體,俗稱”錫瘟”,此時(shí)已完全失去錫的性質;
(5.) 錫同鋅、镉鍍層一樣,在高(gāo)溫、潮濕和(hé)密閉條件下(xià)能(néng)長成晶須,稱爲長毛;
(6.)鍍錫後在231.89℃以上(shàng)的熱油中重溶處理(lǐ),可獲得有光澤的花(huā)紋錫層,可作(zuò)日用(yòng)品的裝飾鍍層。
鍍鋅
鋅易溶于酸,也(yě)能(néng)溶于堿,故稱它爲兩性金(jīn)屬。鋅在幹燥的空(kōng)氣中幾乎不發生變化。在潮濕的空(kōng)氣中,鋅表面會(huì)生成堿式碳酸鋅膜。在含二氧化硫、硫化氫以及海洋性氣氛中,鋅的耐蝕性較差,尤其在高(gāo)溫高(gāo)濕含有機酸的氣氛裏,鋅鍍層極易被腐蝕。鋅的标準電極電位爲-0.76V,對(duì)鋼鐵(tiě)基體來(lái)說,鋅鍍層屬于陽極性鍍層,它主要用(yòng)于防止鋼鐵(tiě)的腐蝕,其防護性能(néng)的優劣與鍍層厚度關系甚大(dà)。
鋅鍍層經鈍化處理(lǐ)、染色或塗覆護光劑後,能(néng)顯著提高(gāo)其防護性和(hé)裝飾性。随着鍍鋅工(gōng)藝的發展,高(gāo)性能(néng)鍍鋅光亮(liàng)劑的采用(yòng),鍍鋅已從(cóng)單純的防護目的進入防護-裝飾性應用(yòng)。
鍍鋅溶液有氰化物鍍液和(hé)無氰鍍液兩類。氰化物鍍液中分微氰、低(dī)氰、中氰、和(hé)高(gāo)氰幾類。無氰鍍液有堿性鋅酸鹽鍍液、铵鹽鍍液、硫酸鹽鍍液及無氨氯化物鍍液等。氰化鍍鋅溶液均鍍能(néng)力好(hǎo),得到(dào)的鍍層光滑細緻,在生産中被長期采用(yòng)。但(dàn)由于氰化物劇(jù)毒,對(duì)環境污染嚴重,已趨向于采用(yòng)低(dī)氰、微氰、無氰鍍鋅溶液。
鍍鎳
1、電鍍鎳層在空(kōng)氣中的穩定性很(hěn)高(gāo),由于金(jīn)屬鎳具有很(hěn)強的鈍化能(néng)力,在表面能(néng)迅速生成一層極薄的鈍化膜,能(néng)抵抗大(dà)氣、堿和(hé)某些(xiē)酸的腐蝕。
2、電鍍鎳結晶極其細小(xiǎo),并且具有優良的抛光性能(néng)。經抛光的鎳鍍層可得到(dào)鏡面般的光澤外(wài)表,同時(shí)在大(dà)氣中可長期保持其光澤。所以,電鍍層常用(yòng)于裝飾。
3、鎳鍍層的硬度比較高(gāo),可以提高(gāo)制品表面的耐磨性,在印刷工(gōng)業中常用(yòng)鍍鎳層來(lái)提高(gāo)鉛表面的硬度。由于金(jīn)屬鎳具有較高(gāo)的化學穩定性,有些(xiē)化工(gōng)設備也(yě)常用(yòng)較厚的鎳鍍層,以防止被介質腐蝕。鍍鎳層還廣泛的應用(yòng)在功能(néng)性方面,如修複被磨損、被腐蝕的零件,采用(yòng)刷鍍技術進行局部電鍍。采用(yòng)電鑄工(gōng)藝,用(yòng)來(lái)制造印刷行業的電鑄版、唱片模以及其它模具。厚的鍍鎳層具有良好(hǎo)的耐磨性,可作(zuò)爲耐磨鍍層。尤其是近幾年來(lái)發展了(le)複合電鍍,可沉積出夾有耐磨微粒的複合鎳鍍層,其硬度和(hé)耐磨性比鍍鎳層更高(gāo)。若以石墨或氟化石墨作(zuò)爲分散微粒,則獲得的鎳-石墨或鎳-氟化石墨複合鍍層就具有很(hěn)好(hǎo)的自(zì)潤滑性,可用(yòng)作(zuò)爲潤滑鍍層。黑鎳鍍層作(zuò)爲光學儀器的鍍覆或裝飾鍍覆層亦都有着廣泛的應用(yòng)。
4、鍍鎳的應用(yòng)面很(hěn)廣,可作(zuò)爲防護裝飾性鍍層,在鋼鐵(tiě)、鋅壓鑄件、鋁合金(jīn)及銅合金(jīn)表面上(shàng),保護基體材料不受腐蝕或起光亮(liàng)裝飾作(zuò)用(yòng);也(yě)常作(zuò)爲其他(tā)鍍層的中間鍍層,在其上(shàng)再鍍一薄層鉻,或鍍一層仿金(jīn)層,其抗蝕性更好(hǎo),外(wài)觀更美(měi)。在功能(néng)性應用(yòng)方面,在特殊行業的零件上(shàng)鍍鎳約1~3mm厚,可達到(dào)修複目的。特别是在連續鑄造結晶器、電子元件表面的模具、合金(jīn)的壓鑄模具、形狀複雜(zá)的宇航發動機部件和(hé)微型電子元件的制造等方應用(yòng)越來(lái)越廣泛。
鍍金(jīn)
電鍍金(jīn)鍍層耐蝕性強,導電性好(hǎo),易于焊接,耐高(gāo)溫,并具有一定的耐磨性(如摻有少量其他(tā)元素的硬金(jīn)),有良好(hǎo)的抗變色能(néng)力,同時(shí)金(jīn)合金(jīn)鍍層有多種色調,在銀上(shàng)鍍金(jīn)可防止變色。并且鍍層的延展性好(hǎo),易抛光,故常用(yòng)作(zuò)裝飾性鍍層,如鍍首飾、鐘(zhōng)表零件、藝術品等;
也(yě)廣泛應用(yòng)于精密儀器儀表、印刷闆、集成電路、電子管殼、電接點等要求電參數性能(néng)長期穩定的零件電鍍。但(dàn)由于金(jīn)的價格昂貴,應用(yòng)受到(dào)一定限制。
鍍銀
該鍍層用(yòng)于防止腐蝕,增加導電率、反光性和(hé)美(měi)觀。廣泛應用(yòng)于電器、儀器、儀表和(hé)照明(míng)用(yòng)具等制造工(gōng)業。例如銅或銅合金(jīn)制件鍍銀時(shí),須先經除油去鏽;再預鍍薄銀或浸入由氯化汞等配成的溶液中,進行汞化處理(lǐ),使在制件表面鍍上(shàng)一層汞膜;然後将制件作(zuò)陰極,純銀闆作(zuò)陽極,浸入由硝酸銀和(hé)氰化鉀所配成的氰化銀鉀電解液中,進行電鍍。電器、儀表等工(gōng)業還采用(yòng)無氰鍍銀。電鍍液用(yòng)硫代硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫氰酸鹽、亞鐵(tiě)氰化物等。爲了(le)防止銀鍍層變色,通常要經過鍍後處理(lǐ),主要是浸亮(liàng)、化學和(hé)電化學鈍化,鍍貴金(jīn)屬或稀有金(jīn)屬或塗覆蓋層等。