电刷镀技术理念知识
第一节 概述
一、电刷镀技术的基本原理
电刷镀是依靠一个与阳极接触的垫或刷提供电镀需要的电解液，电镀时，垫或刷在被镀的阴极上移动的一种电镀方法。电刷镀使用专门研制的系列电刷镀溶液、各种形式的镀笔和阳极，以及专用的直流电源。工作时，工件接电源的负极，镀笔接电源的正极，靠包裹着的浸满溶液的阳极在工件表面擦拭，溶液中的金属离子在零件表面与阳极相接触的各点上发生放电结晶，并随时间增长逐渐加厚，由于工件与镀笔有一定的相对运动速度，因而对镀层上的各点来说是一个断续结晶过程。 二、电刷镀技术的特点
电刷镀镀层的形成从本质上讲和槽镀相同，都是溶液中的金属离子在负极（工件）上放电结晶的过程。但是和槽镀相比，电刷镀中镀笔和工件有相对运动，因而被镀表面不是整体同时发生金属离子还原结晶，而是被镀表面各点在镀笔与其接触时发生瞬间放电结晶。因此，电
三维打印刷镀技术在工艺方面有其独特之处，其特点可归纳如下：
1、设备简单，不需要镀槽，便于携带，适用于野外及现场修复。尤其对于大型、精密设备的现场不解体修复更具有实用价值。
2、工艺简单，操作灵活，不需要镀的部位不要用很多的材料保护。
3、操作过程中，阴极与阳极有相对运动，故允许使用较高的电流密度，它比槽镀使用的电流密度大几倍到几十倍。
4、镀液中金属离子含量高，所以镀积速度快（比槽镀快5倍～10倍）。 5、溶液种类多，应用范围广。目前已有一百多种不同用途的溶液，适用于各个行业不同的需要。
6、溶液性能稳定，使用时不需要化验和调整；无毒，对环境污染小；不燃、不爆，储存、运输方便。
7、配有专用除油和除锈的电解溶液，所以表面预处理效果好，镀层质量高，结合强度大。
8、有不同型号的镀笔，并配有形状不同、大小不一的不溶阳极，对各种不同几何形状及结构复杂的零部件都可修复。某些阳极也可使用可溶性阳极。
9、费用低，经济效益大。
10、镀后一般不需要机械加工。
11、一套设备可在多种材料上刷镀，可以镀几十种镀层。获得复合镀层非常方便，并可用叠层结构得到大厚度镀层。
12、镀层厚度的均匀性可以控制，既可均匀镀，也可以不均匀镀。
三、电刷镀技术的的用途
1、修复槽镀产品的缺陷。
2、修复加工超差件及零件的表面磨损，恢复其尺寸精度和几何形状精度。
3、修复零件表面的划伤、沟槽、凹坑、斑蚀。
4、强化新品表面，使其有较高的力学性能和较好的物化性能。
5、制备零件表面的防护层，如要求表面耐腐蚀、耐高温、耐氧化，对铝及铝合金表面进行氧化处理。
6、完成槽镀难于完成的作业。如：
（1）零件太大或要求特殊而无法槽镀。
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（2）工件难以拆装或拆装运输费用昂贵，对大型设备现场修理。
（3）只需局部镀的大件或镀盲孔。
（4）零件浸入镀槽会引其他部位的损坏或污染镀液。
第二节 电刷镀设备
现代电刷镀技术要求有专用的设备和工辅具。它包括电源装置，一整套齐备的镀笔工具和可更换的阳极及包裹材料，还有夹持零件转动的转胎和其他辅助工具。
一、电源
电源是实施电刷镀的主要设备，是用来提供电能的装置。因此，必须达到下列设计要求：
1、电源必须具备变交流电为直流电的功能，并要求负载电流在较大范围内变化时，电压的变化很小。
2、输出电压应能无级调节，以满足各道工序和不同溶液的需要。常用电源电压可调节范围为0V～30V，大功率电源最高电压可达到50V。
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3、电源的自调作用强，输出电流应能随镀笔和阳极接触面积的改变而自动调节。
4、电源应装有直接或间接地测量镀层厚度的装置，以显示或控制镀层的厚度。
5、有过载保护装置。当超载或短路时，能迅速切断主电路，保护设备和人员安全。
6、电源应体积小、质量轻，工作可靠，操作简单，维修方便。
目前，国内有许多厂家生产电刷镀电源，以其控制和输出形式，大体有恒压式、恒流式、
脉冲式三种类型。其组成部分和工作原理是基本相同的，一般主要由整流装置、安培小时计、过载保护电路及其他一些辅助电路组成。
二、镀笔
镀笔由阳极与镀笔杆组成，镀笔杆包括导电杆、散热器、绝缘手柄等。
1、阳极的分类及选用
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按所使用的材料阳极可分为：石墨阳极、铂铱合金阳极、不锈钢阳极、可溶性阳极和其他材料阳极。
为了适应不同形状和不同尺寸工件的需要，可将阳极制作成圆柱、半圆、月牙、平板、方条、线状等各种形状。在实践操作中，选用什么形状及多大尺寸的阳极，要根据待镀工件表面的形状和大小平决定。例如：线细状阳极适用于填补沟槽、凹坑；圆柱状阳极用于内径或小平面，半圆形阳极用于内孔或平面；月牙形阳极用于外圆；平板形阳极用于平面或外圆等。
一般小面积刷镀，设计的阳极工作面积占被镀面积的1/5～1/3为最佳。但刷镀大面积时，由于受材料大小和强度的限制，不可能做成很大尺寸的阳极，所以只能根据现有材料的尺寸，做出尽量大的阳极来使用。
2、阳极的包裹及包裹材料
目前使用的阳极，其外表面如不用适当的材料包裹是不允许直接用来刷镀的。阳极包裹的作用是储存镀液，防止阳极与工件直接接触短路，以免烧伤工件。同时对阳极表面腐蚀下来的石墨粒子和其他杂质起到机械过滤作用。
常用的包裹材料主要是医用脱脂棉，涤纶棉套，或人造毛套等。包裹时，一般先在阳极表面上包一层适当厚度的脱脂棉花，外面再用涤纶棉套或人造毛套裹住。
阳极的包裹主要是将与工件接触的表面包起来。包裹圆柱、平板形阳极的步骤和方法是：
（1）将脱脂棉花撕成片状（厚度约3mm～6mm）。
（2）根据阳极形状和大小，用剪刀将棉花剪成条状。
（3）用棉花条沿阳极外表面包裹。棉花的开头与收尾应扯成楔形，使棉套紧密均匀。
（4）选择适当尺寸的涤纶绵套套住棉花，并用橡皮筋捆紧，以提高棉套的耐磨性。
阳极的包裹层厚度要均匀、适当。太厚时，虽然储存镀液多，但电阻大，沉积速度慢，太薄时，储存镀液少，容易磨穿，造成工件局部过热，甚至发生短路，影响镀层质量。包套厚度一般取5mm～15mm（指包套在虚态情况下）。
3、镀笔的使用和保管
在刷镀时，对于每一种溶液都必须有一支或几支专用镀笔。每支镀笔使用前都必须先在笔杆上贴上所用镀液的名称标签，不能混用。
镀笔用完后要用清水冲洗干净分别存放，不能混放，更不能混用，尤其是镀铜与镀镍的镀笔不能混用，以免镀液互相污染。下一次使用镀笔前，应注意检查电缆线插孔处是否有锈蚀，若有锈蚀，要拆卸清理干净。
石墨阳极长时间使用也会被腐蚀，可用锉刀、刮刀等工具将表面腐蚀刮除，继续使用。过度腐蚀就要报废。
阳极包套一旦磨穿就要及时更换。换下的棉花一般不能再用，较干净的棉花可用水冲冼，晒干后继续使用。
用过的镀笔，长时间不再用时，应将阳极、锁紧螺帽、导电杆、散热器分别拆开，清理干净后分别保管，以备再用。
三、辅助器具及材料
1、转胎
它是用来夹持零件转动的设备。为了满足阴极和阳极之间相对运动速度的要求，减少劳动强度，对于轴类零件的电刷镀，它是不可缺少的设备。
2、盛液杯、塑料盘、挤压瓶
盛液杯用来盛装镀液，塑料盘用来回收镀液或废水，挤压瓶用来盛冲洗水或装镀液作为供送镀液的器具。
3、手提式电机、各种小砂轮、油石、刮刀
这些是用来清理、整形工件的划痕、沟槽、凹坑等缺陷和修整镀层不可缺少的一整套工具。
4、绝缘胶带、塑料布
绝缘胶带和塑料布用来粘贴和遮蔽工件的非镀面，防止污染和腐蚀。
5、剪刀、橡皮筋、针和线
剪刀用于剪棉花和涤棉套，橡皮筋做捆扎包套用，针和线用来缝合包套。
第三节 电刷镀溶液
电刷镀溶液与有槽电镀溶液相比有明显的特点。大多数金属镀液都是有机鳌合物的水溶液；除了小部分有特殊要求的镀液（金、银）外，其余的镀液都不含有；镀液中金属离子含量高，沉积速度快；部分溶液的酸性或碱性较强，多数溶液的pH值在4～10之间，其腐蚀性小。酸性镀液一般比碱性镀液的沉积速度快，但酸性镀液一般不宜直接在组织疏松的材料上起镀；碱性镀液和中性镀液比酸性镀液的沉积速度慢些，但是它们的镀覆工艺性能和镀覆层的力学性能是比较好的。
电刷镀溶液分为表面预处理溶液、单金属镀液、合金镀液、退镀液和钝化液5大类，共18个系100多个品种。
电刷镀溶液质量的好坏直接关系到工件的修复质量。一般来讲，对电刷镀所用溶液有以下要求：
（1）溶液长时间不用时，不应有沉淀、变、变质发生；
（2）镀液中金属离子浓度较为恒定；
（3）镀液利用率高，用过的废液对环境污染少或无污染；
（4）镀液对人体伤害少或是绿环保镀液。
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一、表面预处理溶液
用于表面预处理的溶液主要有电解除油液（电净液）和对表面电解刻蚀（除锈）的活化液。豆渣搅拌机
（一）1号电净液的性能、用途与工艺规范
该溶液为无透明的碱性水溶液，pH=13，冻点为－10℃。可以长期存放，腐蚀性小。1号电净液具有较强的去油污能力，并且有轻微的去锈蚀作用，适用于所有金属表面的电解除油。其操作工艺规范为：
工作电压 8V～15V
相对运动速度 60mm/s～130mm/s
电源极性 正接（高强度钢除外）
（二）0号电净液的性能、用途与工艺规范
这是一种与1号电净液性能相似的除油溶液。无透明，pH=13，冻点为－10℃，可长期存放。0号电净液的除油效果比1号电净液要好，尤其适用于铸铁等组织疏松材料。操作工艺规范为：
工作电压 8V～15V
相对运动速度 60mm～130mm
电源极性 正接
（三）1号活化液的性能、用途与工艺规范
该溶液无透明，呈酸性，pH=0.4，冻点为－15℃，可长期存放。1号活化液有去除金属表面氧化膜和疲劳层的能力，对基体腐蚀较慢，适用于低碳钢、低碳合金钢以及白口铸铁等材料的表面活化处理。活化时按以下工艺规范操作：
工作电压 8V～15V
相对运动速度 100mm/s～160mm/s
电源极性 正接或反接
（四）2号活化液的性能、用途与工艺规范
溶液的pH=0.3，无透明，冻点为－17℃，可长期存放。2 号活化液具有较强的去除金属表面氧化膜和疲劳层的能力，对基体腐蚀快，适用于中碳钢、中碳合金钢、高碳钢、高碳合金钢、铝和铝合金、灰口铸铁、镍层以及难熔金属的活化处理。也可用于去除金属毛刺
和剥蚀镀层。操作工艺规范为：
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