电镀工艺课件-金属电沉积.ppt

1、金属电沉积金属电沉积2.1 金属离子阴极还原的可能性金属离子阴极还原的可能性2.2 金属电结晶的基本历程金属电结晶的基本历程2.3 金属析氢过电位金属析氢过电位2.4 电镀层的结构和性能电镀层的结构和性能2.5 金属络离子还原时的极化金属络离子还原时的极化2.6 金属的金属的E-pH图及其在电镀领域中的应用图及其在电镀领域中的应用 2.7 电解液对沉积层结构的影响电解液对沉积层结构的影响2.8 电解规范对沉积层结构的影响电解规范对沉积层结构的影响 2.9 析氢的影响析氢的影响 2.10 基体金属对镀层的影响、镀前预处基体金属对镀层的影响、镀前预处 理对镀层的影响理对镀层的影响 2.11 电镀的

2、阳极过程电镀的阳极过程2.1 金属离子阴极还原的可能性金属离子阴极还原的可能性KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHgAgPt铁族金属铁族金属锌锌吸氢能力吸氢能力造成针孔的两个必要条件：造成针孔的两个必要条件：有气泡产生有气泡产生气泡吸附气泡吸附有机杂质有机杂质金属杂质金属杂质表面有油污或其他污垢表面有油污或其他污垢氢气泡易吸附氢气泡易吸附镀前彻底除去零件表面的油污镀前彻底除去零件表面的油污在镀镍溶液中加入双氧水，以双氧水在阴极上的在镀镍溶液中加入双氧水，以双氧水在阴极上的还原代替氢离子的放电，减少氢气泡的产生还原代替氢离子的放电，减少氢气泡的产生在镀液中加入润湿剂应使氢气泡容易脱离阴极而

3、在镀液中加入润湿剂应使氢气泡容易脱离阴极而逸出逸出经常净化溶液，去除金属杂质、有机杂质经常净化溶液，去除金属杂质、有机杂质搅拌镀液，通常采用阴极移动、空气搅拌和泵循搅拌镀液，通常采用阴极移动、空气搅拌和泵循环环除氢处理，电镀件的除氢都在除氢处理，电镀件的除氢都在200-240的温度的温度下，加热下，加热2-4h可将绝大部分氢去除。可将绝大部分氢去除。消除析氢现象的措施与方法消除析氢现象的措施与方法金属材料性质的影金属材料性质的影响响镀前加工性质的影镀前加工性质的影响响镀前预处理的影响镀前预处理的影响2.10 基体金属对镀层的影响基体金属对镀层的影响及镀前预处理对镀层的影响及镀前预处理对镀层的影

4、响一、金属材料性质的影响一、金属材料性质的影响 镀层与基体金属的结合力与基体的化学性镀层与基体金属的结合力与基体的化学性质密切相关质密切相关 金属表面有氧化层金属表面有氧化层 基体金属的电位负于镀层金属，由于存在基体金属的电位负于镀层金属，由于存在化学置换，不易获得结合良好的镀层化学置换，不易获得结合良好的镀层解决方法解决方法预镀预镀在特定溶液中电解活化在特定溶液中电解活化浸锌浸锌 有些金属具有钝化性质，电镀时进行活化有些金属具有钝化性质，电镀时进行活化活化方法活化方法反相电解处理反相电解处理冲击电流冲击电流活化溶液中浸渍活化溶液中浸渍 反相电解处理反相电解处理：在电解过程中，在硅整流：在电解

5、过程中，在硅整流中设置时间使电极周期地改变极性进行电中设置时间使电极周期地改变极性进行电解的方法。解的方法。冲击电流冲击电流：一般是指用电器给电一瞬间在：一般是指用电器给电一瞬间在其内部产生的大电流其内部产生的大电流。镀前加工比较粗糙，使表面凹凸不平、粗镀前加工比较粗糙，使表面凹凸不平、粗糙多孔，或杂质较多，则容易得到粗糙而糙多孔，或杂质较多，则容易得到粗糙而多孔的镀层多孔的镀层 铸铁中的石墨，具有降低氢过电位的作用，铸铁中的石墨，具有降低氢过电位的作用，氢气易在该处析出，阻碍金属的沉积氢气易在该处析出，阻碍金属的沉积二、镀前加工性质的影响二、镀前加工性质的影响工件本身缺陷工件本身缺陷 在有加

6、工缺陷，如有气孔、裂纹的零件上，在有加工缺陷，如有气孔、裂纹的零件上，镀得的锌层、镉层、锡层，经过一定时间后，镀得的锌层、镉层、锡层，经过一定时间后，常常出现黑色斑点，即常常出现黑色斑点，即“泛点泛点”或或“渗点渗点”零件零件镀液镀液镀液镀液零件零件镀层镀层一段一段时间时间电解液与电解液与镀层反应镀层反应 加工过程中形成的缺陷，也会导致镀层起加工过程中形成的缺陷，也会导致镀层起泡或结合力不良：生产上常采用硝酸或硝泡或结合力不良：生产上常采用硝酸或硝酸与硫酸的混合液腐蚀酸与硫酸的混合液腐蚀 有孔隙和裂纹的零件上，产生气泡或镀层有孔隙和裂纹的零件上，产生气泡或镀层起泡起泡：产生的氢气的压力大于镀层

7、与基体：产生的氢气的压力大于镀层与基体的结合力的结合力零件零件镀液镀液零件零件镀层镀层一段一段时间时间氢气氢气三、镀前预处理的影响三、镀前预处理的影响 清除毛刺、氧化层、油污等，露出清洁的清除毛刺、氧化层、油污等，露出清洁的表面表面 对表面有钝化膜和金属表面需做特殊处理对表面有钝化膜和金属表面需做特殊处理的金属：清洁的金属：清洁活化活化 零件镀前进行磨光、抛光、除油、酸洗、零件镀前进行磨光、抛光、除油、酸洗、弱浸蚀（活化处理）。弱浸蚀（活化处理）。粗糙表面粗糙表面平滑表面平滑表面过于光滑的表面过于光滑的表面不易沉不易沉积金属积金属易沉积易沉积金属金属镀层与金属结镀层与金属结合力不好合力不好2.

8、11 电镀的阳极过程电镀的阳极过程电镀的阳极：电镀的阳极：一类电镀中发生氧化溶解，成为金属离子进一类电镀中发生氧化溶解，成为金属离子进入镀液，称为入镀液，称为“可溶性阳极可溶性阳极”。如镀铜、镀如镀铜、镀镍、镀锌等使用的金属阳极；镍、镀锌等使用的金属阳极；另一类是在电流作用下，本身基本不发生溶另一类是在电流作用下，本身基本不发生溶解，电极上有氧气、氯气等气体析出，称为解，电极上有氧气、氯气等气体析出，称为“不溶性阳极不溶性阳极”。如镀铬中的铅合金阳极、如镀铬中的铅合金阳极、电化学除油槽用的铁阳极、石墨阳极等电化学除油槽用的铁阳极、石墨阳极等阳极过程阳极过程 阳极正常溶解阳极正常溶解 钝化钝化阳

9、极钝化或电化学钝化阳极钝化或电化学钝化化学钝化化学钝化 由阳极极化引起的由阳极极化引起的金属钝化金属钝化现象，现象，叫阳极钝化或电化学钝化叫阳极钝化或电化学钝化。阳极钝化阳极钝化：有的没有这段有的没有这段活活化化区区过过渡渡区区钝化区钝化区过过钝钝化化去去 区区DE段 超钝化现象超钝化现象：到：到DE段，若继续增大阳极极段，若继续增大阳极极化，阳极电流又重新增大，可能是在电位化，阳极电流又重新增大，可能是在电位很正的情况下，阳极金属以很正的情况下，阳极金属以高价离子形式高价离子形式溶解溶解，发生所谓的，发生所谓的“超钝化现象超钝化现象”。另外可能是发生了其他阳极反应，如另外可能是发生了其他阳极

10、反应，如OH-在在阳极放电析出氧气。阳极放电析出氧气。有时金属超钝化与氧气的析出同时发生。有时金属超钝化与氧气的析出同时发生。化学钝化化学钝化：金属与周围介质自发地进行化金属与周围介质自发地进行化学作用而产生的金属钝化称为化学钝化或学作用而产生的金属钝化称为化学钝化或自钝化作用自钝化作用。通常强氧化剂或者称为钝化剂（浓通常强氧化剂或者称为钝化剂（浓HNO3、KMnO4、K2Cr2O7、HClO3 等）可使金属等）可使金属钝化。钝化。影响电镀中阳极过程的主要因素影响电镀中阳极过程的主要因素金属的本性的影响金属的本性的影响溶液组成的影响溶液组成的影响 络合剂络合剂 氧化剂氧化剂 表面活性剂表面活性

11、剂 电镀工艺的影响电镀工艺的影响 电流密度电流密度 温度温度 pH值值 搅拌搅拌实践实践 在电镀中，常用不锈钢或镍板、钛板作不在电镀中，常用不锈钢或镍板、钛板作不溶性阳极，这是利用他们在碱液中易于钝溶性阳极，这是利用他们在碱液中易于钝化的性质；化的性质；镀镍零件因故在断电的铬槽中停留时，镍镀镍零件因故在断电的铬槽中停留时，镍层在层在CrO3强氧化剂的作用下表面发生钝化强氧化剂的作用下表面发生钝化而不易上铬或镀层结合力不良而不易上铬或镀层结合力不良 铝制品及不锈钢制品的电镀及铬上镀铬都铝制品及不锈钢制品的电镀及铬上镀铬都必修采取相应的措施必修采取相应的措施浸锌处理浸锌处理反电处理反电处理小电流阴极活化小电流阴极活化 对锌、镉、铜、铜对锌、镉、铜、铜-锡合金等镀层进行钝化锡合金等镀层进行钝化处理，以提高耐蚀能力和作为工序间（抛处理，以提高耐蚀能力和作为工序间（抛光前）防锈的措施光前）防锈的措施 镀镍时加入氯化物，防止镍阳极钝化镀镍时加入氯化物，防止镍阳极钝化