电镀镍标的基本原理

电镀镍标的基本原理
电镀是指在含有欲镀金属的盐类溶液中,以被镀基体金属为阴极,通过电解作用,
使镀液中欲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。
镀层性能不同于基体金属,具有新的特征。根据镀层的功能分为防护性镀层,装饰性镀层及其它功能性镀层。
编辑本段电镀的基本原理
电镀是一种电化学过程,也是一种氧化还原过程.电镀的基本过程是将零件浸在金属盐的溶液中作为阴极,金属板作为阳极,接直流电源后,在零件上沉积出所需的镀层。例如:镀镍时,阴极为待镀零件,阳极为纯镍板,在阴阳极分别发生如下反应:阴极(镀件):Ni2++2e→Ni (主反应) 2H++e→H2↑(副反应)阳极(镍板):Ni -
2e→Ni2+ (主反应)4OH--4e→2H2O+O2+4e (副反应)不是所有的金属离子都能从水溶液中沉积出来,如果阴极上氢离子还原为氢的副反应占主要地位,则金属离子难以在阴极上析出.根据实验,金属离子自水溶液中电沉积的可能性,可从元素周期表中得到一定的规律,如表1.1所示。阳极分为可溶性阳极和不溶性阳极,大多数阳极为与镀层相对应的可溶性阳极,如:镀锌为锌阳极,镀银为银阳极,镀锡-铅合金
使用锡-铅合金阳极.但是少数电镀由于阳极溶解困难,使用不溶性阳极,如酸性镀金使用的是多为铂或钛阳极.镀液主盐离子靠添加配制好的标准含金溶液来补充.镀铬阳极使用纯铅,铅-锡合金,铅-锑合金等不溶性阳极。
编辑本段工艺过程
一般包括电镀前预处理,电镀及镀后处理三个阶段。完整过程:
1、浸酸→全板电镀五金及装饰性电镀工艺程序
铜→图形转移→酸性除油→二级逆流漂洗→微蚀→二级→浸酸→镀锡→二级逆流漂洗2、逆流漂洗→浸酸→图形电镀铜→二级逆流漂洗→镀镍→二级水洗→浸柠檬酸→镀金→回收→2-3级纯水洗→烘干工艺要求1.镀层与基体金属、镀层与镀层之间,应有良好的结合力。
2、镀层应结晶细致、平整、厚度均匀。
3、镀层应具有规定的厚度和尽可能少的孔隙。
4.、镀层应具有规定的各项指标,如光亮度、硬度、导电性等。
5.电镀时间及电镀
过程的温度,决定镀层厚度的大小。
编辑本段影响电镀工艺质量的因素
主盐体系
每一镀种都会发展出多种主盐体系及与之相配套的添加剂体系.如镀锌有氰化镀锌,锌酸盐镀锌,氯化物镀锌(或称为钾盐镀锌),氨盐镀锌,硫酸盐镀锌等体系。每
一体系都有自己的优缺点,如氰化镀锌液分散能力和深度能力好,镀层结晶细致,与基体结合力好,耐蚀性好,工艺范围宽,镀液稳定易操作对杂质不太敏感等优点.但是剧毒,严重污染环境.氯化物镀锌液是不含络合剂的单盐镀液,废水极易处理;镀层的光亮性和整平性优于其它体系;电流效率高,沉积速度快;氢过电位低的钢材如高碳钢,铸件,锻件等容易施镀.但是由于氯离子的弱酸性对设备有一定的腐蚀性,一方面会对设备造成一定的腐蚀,另一方面此类镀液不适应需加辅助阳极的深孔或管状零件。
添加剂
添加剂包括光泽剂,稳定剂,柔软剂,润湿剂,低区走位剂等.光泽剂又分为主光泽剂,载体光亮剂和辅助光泽剂等.对于同一主盐体系,使用不同厂商制作的添加剂,所得镀层在质量上有很大差别.总体
而言欧美和日本等发达国家的添加剂最好,台湾次之,大陆产的相对而言比前两类都逊。
主盐与具体某一厂商的添加剂的联合决定了使用的镀液的整体性能.优秀的添加剂能弥
补主盐某些性能的不足.如优秀的氯化物镀锌添加剂与氯化物主盐配合得到的镀液深镀
能力比许多氰化镀锌镀液的深度能力好。
电镀设备
挂具:方形挂具与方形镀槽配合使用,圆形挂具与圆形镀槽配合使用. 圆形镀槽和
挂具更有利于保证电流分布均匀,方形挂具则需在挂具周围加设诸如铁丝网之类的分
散电流装置或缩短两侧阳极板的长度,使用如图所示的椭圆形阳极排布。搅拌装置:促进溶液流动,使溶液状态分布均匀,消除气泡在工件表面的停留. 电源:直流,稳定性好,波纹系数小.。
后处理
电镀后对镀层进行各种处理以增强镀层的各种性能,如耐蚀性,抗变能力,可焊性
等。脱水处理:水中添加脱水剂,如镀亮镍后处理。
钝化处理:提高镀层耐蚀性,如镀锌。
防变处理:水中添加防变药剂,如镀银,镀锡,镀仿金等。提高可焊性处理:
如镀锡因此后处理工艺的优劣直接影响到镀层这些功能的好坏。
编辑本段电镀分类
按照镀层组成分类
镀铬
铬是一种微带天蓝的银白金属。电极电位虽位很负,但它有很强的钝化性能,大
气中很快钝化,显示出具有贵金属的性质,所以铁零件镀铬层是阴极镀层。铬层在大
气中很稳定,能长期保持其光泽,在碱、硝酸、硫化物、碳酸盐以及有机酸等腐蚀介
质中非常稳定,但可溶于盐酸等氢卤酸和热的浓硫酸中。
铬层硬度高,耐磨性好,反光能力强,有较好的耐热性。在500°C以下光泽和硬度均
无明显变化;温度大于500°C开始氧化变;大于700°C才开始变软。由于镀
铬层的优良性能,广泛用作防护一装饰镀层体系的外表层和机能镀层。
镀铜
镀铜层呈粉红,质柔软,具有良好的延展性、导电性和导热性,易于抛光,经过适
当的化学处理可得古铜、铜绿、黑和本等装饰彩。镀铜易在空气中失去光
泽,与二氧化碳或氯化物作用,表面生成一层碱式碳酸铜或氯化铜膜层,受到硫化物
的作用会生成棕或黑硫化铜,因此,做为装饰性的镀铜层需在表面涂覆有机覆盖
汇聚路由器层。
镀镉
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镉是银白有光泽的软质金属,其硬度比锡硬,比锌软,可塑性好,易于锻造和辗压。
镉的化学性质与锌相似,但不溶解于碱液中,溶于硝酸和硝酸铵中,在稀硫酸和稀盐酸
中溶解很慢。镉的蒸气和可溶性镉盐都有毒,必须严格防止镉的污染。因为镉污染后的
危害很大,价格昂贵,所以通常采用镀锌层或合金镀层来取代镀镉层。目前国内生产中
应用较多的镀镉溶液类型有:氨羧络合物镀镉、酸性硫酸盐镀镉和镀镉。此外还
有焦磷酸盐镀镉、碱性三乙醇胺镀镉和HEDP镀镉等。
镀锡
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锡具有银白的外观,原子量为118.7,密度为7.3g/cm^3,熔点为2320℃,原子价
为二价和四价,故电化当镀锡
量分别为2.12g/A.h和1.107g/A.h。锡具有抗腐蚀、无毒、易铁焊、柔软和延展性好等
优点。锡镀层有如下特点和用途:1、化学稳定性高;2、在电化序中锡的标准电位纰
铁正,对钢铁来说是阴极性镀层,只有在镀层无孔隙时才能有效地保护基体;3、锡导高压直流稳压电源
电性好,易焊;4、锡从-130℃起结晶开始开始发生变异,到-300℃将完全转变为一种熊猫猪
晶型的同素异构体,俗称”锡瘟”,此时已完全失去锡的性质;5、锡同锌、镉镀层一样,在高温、潮湿和密闭条件下能长成晶须,称为长毛;6、镀锡后在2320℃以上的热油
中重溶处理,可获得有光泽的花纹锡层,可作日用品的装饰镀层。镀锌
锌易溶于酸,也能溶于碱,故称它为两性金属。锌在干燥的空气中几乎不发生变化。在
潮湿的空气中,锌表面会生成碱式碳酸锌膜。在含二氧化硫、硫化氢以及海洋性气氛中,锌的耐蚀性较差,尤其在高温高湿含有机酸的气氛里,锌镀层极易被腐蚀。锌的标
准电极电位为-0.76V,对钢铁基体来说,锌镀层属于阳极性镀层,它主要用于防止钢铁
的腐蚀,其防护性能的优劣与镀层厚度关系甚大。
锌镀层经钝化处理、染或涂覆护光剂后,能显著提高其防护性和装饰性。近年来,
随着镀锌工艺的发展,高性能镀锌光亮剂的采用,镀锌已从单纯的防护目的进入防护-
洗水装饰性应用。
镀锌溶液有镀液和无氰镀液两类。镀液中分微氰、低氰、中氰、和高氰
几类。无氰镀液有碱性锌酸盐镀液、铵盐镀液、硫酸盐镀液及无氨氯化物镀液等。氰
化镀锌溶液均镀能力好,得到的镀层光滑细致,在生产中被长期采用。但由于
剧毒,对环境污染严重,近年来已趋向于采用低氰、微氰、无氰镀锌溶液。
按获取镀层方式分
挂镀(Rack Plating) 常规电镀滚镀(Barrel Plating)电刷镀脉冲电镀
电铸装饰性电镀,如镀金,镀银,铜╱镍/装饰铬电镀防护性电镀,如镀锌耐磨性电镀,如镀硬铬功能性电镀提高可焊性电镀,如镀锡增强导电性,如镀银,镀金
其他
电镀单金属方面还有镀铅、镀铁、镀银、镀金等。电镀合金方面有:电镀铜基合金,
电镀锌基合金,电镀镉基、铟基合金,电镀铅基、锡基合金,电镀镍基、钴基合金、
电镀钯镍合金等。复合电镀方面有:镍基复合电镀,锌基复合电镀,银基复合电镀,
金刚石镶嵌复合电镀。
编辑本段阳极泥
阳极泥
电解精练时落于电解槽底的泥状细粒物质。主要由阳极粗金属中不溶于电解液的杂质
和待精练的金属组成。往往含有贵重和有价值的金属,可以回收作为提炼金、银等贵
重金属的原料。

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