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表面電鍍工藝

文章來源:創始人 │ 發布時間:2022-08-24 16:02:07 

電鍍工藝就是利用電化學的方法對金屬或非金屬制件進行表面加工的一種工藝,其實質就是給金屬或非金屬制件穿上一件金屬外衣。這層金屬外衣就叫電鍍層。但是,這件外衣并不是固定不變的,它是隨著制件使用的地點、條件以及所承擔的任務的不同而改變的。也就是說,應當根據制件的使用環境和使用要求,利用電化學的方法給金屬或非金屬制件穿上相適應的各式各樣的(不同性能的)金屬外衣

通常情況下,根據各類制件的不同使用要求,進行電鍍工藝處理的目的主要有以下幾方面:
——改善和提高金屬制件表面的抗腐蝕性能(防護性能);
——改善金屬或非金屬制品表面的機械性能;
——賦予制件表面以特殊的物理性能;
——對制件表面施以裝飾性外觀。
因此,各類制件的金屬鍍層,即可以分為下列幾種類型:
⑴ 防護性鍍層
該類鍍層主要適用于防止金屬制件(特別是鋼鐵制件)或組合件在大氣或其他條件下的銹蝕。所以,應根據制件的材料、使用環境及工作條件的具體情況,選用不同的金屬鍍層來防止制件的氧化銹蝕或侵蝕性腐蝕。例如,黑色金屬防止一般大氣條件下銹蝕的鍍鋅、在海洋性氣候條件下防止銹蝕的鍍鎘、黑色金屬防止有機酸侵蝕的鍍錫等。
⑵ 防護兼裝飾性鍍層
防護性兼裝飾性鍍層主要是要求其鍍層不但能防止制件的腐蝕,而且也能賦予制件某種經久不變的光澤外觀。該類鍍層的使用量最大,也最為廣泛,而且多為多層性的鍍覆。也即,首先在制件基體上鍍上“底層”,而后再鍍上“表層”,有時甚至還需要再鍍上“中間層”。之所以如此,是因為很難找到一個單一的金屬鍍層能同時滿足防護兼裝飾的雙重性能要求。因為某些金屬鍍層雖然防腐能力強,但在相應的使用條件下卻不能保持耐久的光澤,且往往質軟、易磨損。而另一些金屬鍍層雖然防腐蝕的能力較差,但其外觀和光澤卻可以經久不變。因此,將不同性能的金屬鍍層進行搭配和復合,即可以收到取長補短的使用目的。例如:Cu-Cr電鍍體系、Cu-Ni-Cr電鍍體系等,均是防護兼裝飾性鍍層的典型例子。
⑶ 耐磨性和減磨性鍍層
前者是借助鍍層提高制件的表面硬度,以提高其抗磨損和抗沖擊碰撞的能力,大多適用于易碰撞和易磨損的機械制件,工業上大多采用鍍硬鉻的加工工藝來實現。而后者則大多是適用于制件的滑動接觸面,若在這些接觸面上鍍上能起固體潤滑劑作用的韌性金屬(例如:錫、鉛錫合金、銀鉛合金等),就可以達到減少滑動摩擦的效果。
⑷ 熱加工用鍍層
不少機械零件,為了改善它的表面物理性能,常常需要進行熱處理。但對整體零件或部件來說,它的某些部位又不允許改變原來的物理性能,那就需要將該制件的局部保護起來。也就是需要采用電鍍的方式將其局部表面予以保護。例如:鋼鐵制件為防止局部滲碳應進行鍍銅,為防止局部滲氮應進行鍍錫等。
⑸ 導電性鍍層 
在一些產品的零部件中,因使用要求,為了提高零件表面的導電性能,就需要在零件的表面或其局部表面鍍以導電性能優良的鍍層。例如:鍍銅、鍍銀等。若同時要求耐磨的,就應鍍以銀銻合金、銀金合金或金鈷合金等。
⑹ 其他鍍層
除上述用途的鍍層外,在電鍍工藝加工中,還可根據其他的使用要求,對制件的表面鍍覆上具有其它特定性能的鍍層。例如:磁性鍍層、高溫抗氧化鍍層和修復性鍍層等。
但是,在電鍍工藝的加工中,目前采用最多和最廣泛的即是防護性鍍層和防護性兼裝飾性鍍層。特別是其中的防護性兼裝飾性鍍層,在各種類型產品的加工中得到了極為廣泛的采用。
在防護性鍍層和防護性兼裝飾性鍍層中,黑色金屬在一般大氣條件下所采用的鍍鋅保護層、鋼鐵制件所采用的銅———鉻或者銅-鎳-鉻等防護性兼裝飾性的鍍層,即是目前在各種類型產品加工工藝中應用最廣泛且適用性較強的電鍍加工工藝。同時,目前的該類電鍍加工工藝,無論在設備條件方面,還是在工藝流程的科學合理性方面,均有了技術成熟性的發展和提高。
例如:較完全的Cu-Ni-Cr電鍍工藝的典型工藝流程即為:電解除油———熱水清洗———冷流水清洗———除銹蝕酸洗———流水清洗———活化處理———鍍銅———清洗及回收(3次)———流水清洗———中和———流水清洗———活化處理———鍍鎳———清洗及回收(2~3次)———流水清洗———活化處理———鍍鉻———清洗及回收(3次)———普通清洗(2次)———流水清洗(約20道工序)。
再例如:防護性鍍鋅工藝中較完全的典型掛鍍工藝的工藝流程即為:電解除油———熱水清洗———流水清洗———去銹蝕酸洗———流水清洗———鍍鋅———清洗及回收(1~2次)———中和(清洗有機物)———流水清洗———化學拋光———流水清洗———鈍化處理———清洗及回收———冷水清洗———熱水清洗(約15道工序)。
其中,在上述的電鍍工藝中,應特別指出的是:
① 在直接電鍍各種金屬鍍層的工序之后,均應隨之排列其清洗及回收工序。這樣,不但可以使排污的濃度得到有效降低,而且還可以使貴重或比較貴重的鍍層金屬得到一定的節約和再利用。
② 在黑色金屬防護性鍍鋅工藝的加工工藝流程中,最好或一定要增設鍍鋅層的鈍化處理工序。因為采用適當的溶液對鍍鋅層進行化學處理(鈍化處理)后,即可使其鍍層上形成一層堅實致密的薄膜,這層薄膜可以大大提高制件的抗腐蝕性能。實踐表明,對相同厚度的鍍層而言,經過鈍化處理的鍍層即可提高抗腐蝕能力3~5倍。
③隨著各項科學技術的發展及其人類對環保要求的提高,在各類電鍍工藝加工中,應盡量采用無氰或低氰電鍍工藝,以杜絕或減輕有毒的氰化物電解液在其污水處理可能不達標時,對環境所造成的危害。
在加工工藝中,無論是何種鍍層的電鍍工藝,其最終的目的,均要求電鍍層應具有高的或較高的鍍層性能和好的外觀質量。在通常情況下,我國的相關國家標準或行業標準均要求器材制件的電鍍層應光滑光亮、色澤均勻、耐蝕耐磨的性能強和鍍層結合牢固,且不應有電鍍層的起皮脫落、露底、漏鍍、銹蝕、鼓泡、毛刺以及較為明顯的花斑、麻點、針孔、桔皮、燒焦、劃痕

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