新3第三章-电镀和化学镀资料ppt课件.ppt

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1、第三章电镀和化学镀1§1.电镀电镀是指在含有预镀金属的盐类溶液中，以被镀金属为阴极，通过电解作用，使镀液中预镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来，形成镀层的一种表面加工方法。镀层的功能：防护性镀层装饰性镀层功能性镀层2电镀的目的：是改善材料的外观，提高材料的各种物理化学性能，赋予材料表面特殊的耐蚀性、耐磨性、装饰性、焊接性及电、磁、光学性能等。镀层一般为几微米到几十微米厚。电镀工艺设备较简单，操作条件易于控制，镀层材料广泛，成本较低。8/14/20213镀层种类很多，按使用性能分类，可分为：①防护性镀层：例如锌、锌-镍、镍、镉、锡等镀层，作为耐大气及各种腐蚀环境的防腐

2、蚀镀层。②防护-装饰性镀层：例如Cu-Ni-Cr镀层等，既有装饰性，亦有防护性。③装饰性镀层：例如Au及Cu—Zn仿金镀层、黑铬、黑镍镀层等。④耐磨和减磨镀层:例如硬铬，松孔镀，Ni—SiC，Ni-石墨，Ni-PTFE复合镀层等。⑤电性能镀层例:如Au，Ag镀层等，既有高的导电率，又可防氧化，避免增加接触电阻。8/14/20214⑥磁性能镀层:例如软磁性能镀层有Ni-Fe，Fe-Co镀层；硬磁性能有Co-P，Co-Ni，Co-Ni-P等。⑦可焊性镀层:例如Sn-Pb，Cu，Sn，Ag等镀层。⑧耐热镀层:例如Ni-W，Ni，Cr镀层，熔点高，耐高温。⑨修复用镀层:一些造

3、价较高的易磨损件，或加工超差件，采用电镀修复尺寸，可节约成本，延长使用寿命。例如可电镀Ni，Cr，Fe层进行修复。8/14/20215镀层分类镀层与基体金属之间的电化学性质分类，可分为：阳极性镀层和阴极性镀层。凡镀层相对于基体金属的电位为负时，镀层是阳极，称阳极性镀层，如钢上的镀锌层。而镀层相对于基体金属的电位为正时，镀层呈阴极，称阴极镀层，如钢上的镀镍层、镀锡层等。8/14/20216若按镀层的组合形式分，镀层可分为：单层镀层，如Zn或Cu层；多层金属镀层，如Cu-Sn/Cr，Cu／Ni／Cr镀层等；复合镀层，如Ni-Al2O3，Co-SiC等。若按镀层成分分类，可

4、分为：单一金属镀层、合金镀层及复合镀层。镀层分类8/14/20217如何合理选用镀层首先了解镀层是否具有所要求的使用性能，然后按照零件的服役条件及使用性能要求选用适当的镀层，还要按基材的种类和性质，选用相匹配的镀层。例如阳极性或阴极性镀层，特别是当镀层与不同金属零件接触时，更要考虑镀层与接触金属的电极电位差对耐蚀性的影响，或摩擦副是否匹配。要依据零件加工工艺选用适当的镀层。例如铝合金镀镍层，镀后常需通过热处理提高结合力，若是时效强化铝合金，镀后热处理将会造成过时效。考虑镀覆工艺的经济性。8/14/20218一、电镀基础知识电镀液主盐：是指镀液中能在阴极上沉积出所要求镀

5、层金属的盐，用于提供金属离子。包括主盐、络合剂、附加盐、缓冲剂、阳极活化剂、添加剂络合剂：能络合主盐中的金属离子形成络合物的物质。络合物是一种由简单化合物相互作用而形成的“分子化合物”。附加盐：附加盐是电镀液中除主盐外的某些碱金属或碱土金属盐类，主要用于提高电镀液的导电性，对主盐中的金属离子不起络合作用。9阳极活化剂：镀液中能促进阳极活化的物质称阳极活化剂。阳极活化剂的作用是提高阳极开始钝化的电流密度，从而保证阳极处于活化状态而能正常地溶解。缓冲剂：指用来稳定溶液酸碱度的物质。添加剂：添加剂是指不会明显改变镀层导电性，而能显著改善镀层性能的物质。根据在镀液中所起的作用

6、，添加剂可分为：光亮剂、整平剂、润湿剂和抑雾剂等。10特殊添加剂光亮剂——可提高镀层的光亮度。晶粒细化剂——改变镀层结晶状况，细化晶粒，使镀层致密。整平剂——可改善镀液微观分散能力，使基体显微粗糙表面变平整。润湿剂——可以降低金属与溶液的界面张力，使镀层与基体更好地附着，减少针孔。应力消除剂——可降低镀层应力。镀层硬化剂——可提高镀层硬度。掩蔽剂——可消除微量杂质的影响。8/14/202111电镀反应电化学反应：被镀的零件为阴极，与直流电源的负极相连，金属阳极与直流电源的正极连接，阳极与阴极均浸入镀液中。Mn++ne→MM-ne→Mn+1213法拉第定律：电流通过镀液

7、时，电解质溶液发生电解反应，阴极上不断有金属析出，阳极金属不断溶解。因此，金属的析出(或溶解)量必定与通过的电荷[量]有关。m=kQm=kItm-电极上所形成产物的质量；Q-电量；k-单位电量时在电极上可形成产物的质量，称之为该产物的电化当量；I-电流；t-通电时间。14电镀时，阴极上实际析出的物质的质量并不等于根据法拉第定律得到的计算结果，实际值总小于计算值。这是由于电极上的反应不只一个，例如镀镍时，在阴极上除发生Ni2++2e=Ni2H++2e=H2副反应消耗了部分电荷(量)，使电流效率降低。电流效率就是实际析出物质的质量与理论计算析出物质的质量