1、 了解各单一镀种的镀层性质、用途、电镀工艺规范、镀液成分和工艺参数的影响；掌握镀液的配制与维护；各镀种的工艺流程和常见故障现象、产生原因及纠正方法，以及生产中常用电镀工艺的技能操作训练。锌是一种银白色的金属，密度为717g/cm3，相对原子质量为6538，熔点为420。现将生产上常用的几种镀锌工艺简介如下。氯化物镀锌是20世纪80年代初发展起来的一种光亮镀锌工艺。1.氯化物镀锌(1)工艺流程氯化物镀锌工艺流程为镀覆前验收有机溶剂脱脂干燥装挂化学脱脂温水洗流动冷水洗酸洗流动冷水洗吹干消除应力非镀面绝缘电解脱脂温水洗流动冷水洗弱腐蚀流动冷水洗镀锌流动冷水洗去除非镀面绝缘物除氢活化表面流动冷水洗钝化
2、流动冷水洗漂白流动冷水洗干燥检验包装。(2)工艺规范(见表4-1)表4-1氯化物镀锌工艺规范(3)镀液配制与维护1)镀液配制 分别把计算量的氯化钾(或氯化钠)、硼酸用热水溶解后加入槽内。其中硼酸以10倍沸水来溶解。将计算量的氯化锌用少量水溶解后加入槽内。加入计算量的添加剂，加水至所需容积。将镀液搅拌均匀，测试pH值并调整到工艺范围内，过滤镀液，采用0.10.3A/dm2的低电流密度电解数小时后试镀。2)镀液维护 每周分析镀液一次，根据分析结果进行必要的调整。锌离子含量可用增减锌阳极板进行调整。同时锌板在停镀时不必取出，也能保持锌离子浓度的稳定。每班要测一次pH值，pH值上升，可用盐酸或醋酸调整
3、。添加剂的补充量可用霍尔槽试片来观察，也可根据经验进行添加，一般每1kAh耗100200mL。要防止铁件落入镀槽内，每天下班前应捞出槽内落下物。每隔12个月要用活性炭吸附过滤大处理镀液一次。(4)镀液成分和工艺参数的影响1)镀液成分的作用 氯化锌：提供锌离子。采用较高的锌离子浓度，能提高沉积速度，也能防止浓差极化使镀层烧焦，但分散能力较差。氯化钾或氯化钠：为导电盐。其中，钾盐导电性好，钠盐价格便宜，复杂工件用钾盐比较好。除导电作用外，还可提高阴极极化和镀液的分散能力。若氯化物含量偏低，不但导电性差，同时镀层表面还容易产生黑色条纹，光亮范围也缩小。硼酸：镀液在弱酸性范围内加入硼酸能起稳定pH值的
4、作用。pH值偏高，会形成金属氢氧化物夹杂于镀层中；pH值偏低，由于氢的析出增加，电流效率显著下降。添加剂：当镀液未加入添加剂时，只能得到无光灰色的粗糙镀层。加入添加剂后，能显著提高阴极极化作用，镀液的分散能力和覆盖能力随之显著提高，镀层光亮细致，整平性好。一般情况下，镀液温度低时，应少添加；镀液温度高时，可适当多添加一些。2)工艺参数的影响 电流密度：阴极电流密度一般应控制在0.82A/dm2。电流密度高，镀层光亮，分散能力与覆盖能力也有所提高，因此只要镀层不烧焦，电流密度可适当提高。镀液温度：镀液温度在1530为宜，所得镀层光亮，覆盖能力较好。镀液温度过高，添加剂消耗加快，光亮度和覆盖能力下
5、降，结晶粗糙；镀液温度偏低，虽然结晶细致，但电流密度范围缩小。镀液pH值：镀液pH值偏低，电流效率与覆盖能力都会下降；镀液pH值偏高时，镀层质量显著降低。电镀时pH值会缓慢上升，可在不断搅拌条件下用盐酸调整。若pH值偏低，可用稀碱液调整。()常见电镀故障现象产生原因及排除方法(见表4-2)表4-2常见电镀故障现象、产生原因及排除方法2.硫酸盐镀锌硫酸盐镀锌的分散能力比前述几种镀锌溶液差些，且结晶较粗。(1)工艺流程硫酸盐镀锌工艺流程为镀覆前验收有机溶剂脱脂干燥装挂化学脱脂温水洗流动冷水洗酸洗流动冷水洗吹干消除应力非镀面绝缘电解脱脂温水洗流动冷水洗弱腐蚀流动冷水洗镀锌流动冷水洗去除非镀面绝缘物除
6、氢活化表面流动冷水洗钝化流动冷水洗漂白流动冷水洗干燥检验包装。(2)工艺规范(见表4-3)表4-3硫酸盐镀锌工艺规范(3)镀液配制与维护1)镀液配制：将计算量的硫酸锌、硼酸倒入槽中，加入总体积的1/2的热水搅拌溶解，然后加水至总体积。2)镀液维护 每周分析镀液一次，根据分析结果进行必要的调整。每班要测一次镀液的pH值。pH值上升可用稀硫酸调整。添加剂的补充量可根据经验进行添加。要防止铁件落入槽内，每天下班前应捞出槽内落下物。每隔12个月要用活性炭吸附过滤大处理镀液一次。(4)镀液成分和工艺参数的影响1)镀液成分的作用 硫酸锌：为主盐。吊镀时采用下限浓度。而线材、带材连续电镀时可用中、上限浓度。
7、含锌量偏低，镀层结晶细致；含锌量偏高，镀层结晶粗糙，光泽性较差。硼酸：为缓冲剂，起稳定pH值的作用。光亮剂：可以提高阴极极化，细化结晶，增加光泽和整平的作用。2)工艺参数的影响 电流密度：电流密度升高，阴极极化增大，镀层光亮细致，覆盖能力也有提高，沉积速度快。镀液温度：镀液温度在2535为宜，所得镀层光亮，覆盖能力较好。镀液温度偏高，镀层结晶粗糙；镀液温度偏低，虽然结晶细致，但电流密度范围缩小。镀液pH值：镀液pH值偏低，电流效率与覆盖能力都会下降；镀液pH值偏高时，镀层结晶粗糙。电镀时pH值会缓慢上升，可在不断搅拌条件下用稀硫酸调整。(5)常见电镀故障现象、产生原因及排除方法(见表4-4)表
8、4-4常见电镀故障现象、产生原因及排除方法(1)工艺流程锌酸盐镀锌工艺流程为镀覆前验收有机溶剂脱脂干燥装挂化学脱脂温水洗流动冷水洗酸洗流动冷水洗吹干消除应力非镀面绝缘电解脱脂温水洗流动冷水洗弱腐蚀流动冷水洗镀锌流动冷水洗去除非镀面绝缘物除氢活化表面流动冷水洗钝化流动冷水洗漂白流动冷水洗干燥检验。(2)工艺规范(见表4-5)3.锌酸盐镀锌表4-5锌酸盐镀锌工艺规范(3)镀液配制与维护1)镀液配制 在槽内加入总体积1/4的水，将计算量的氢氧化钠倒入，搅拌直至溶解。把计算量的氧化锌用少量水调成糊状，在不断搅拌条件下逐渐加入氢氧化钠溶液中，使氧化锌全部溶解，加水至总容积的4/5左右，加入计算量的添加剂
9、和光亮剂。加入15g/L锌粉，搅拌均匀，静置，过滤镀液。稍作电解，加入计算量的添加剂，再加水至规定容积，即可试镀。2)镀液维护 严格控制锌、碱浓度和比值，氢氧化钠可根据化验结果进行补充。添加剂需要靠经验补加，光亮剂要根据镀层外观酌情添加，应遵循少加勤加的原则。镀液每隔半年至一年清除一次碳酸钠。(4)镀液成分和工艺参数的影响1)镀液成分的作用 氧化锌：是提供锌离子的主盐。含锌量偏高时，电流效率提高，但分散能力和深度能力降低，镀层粗糙。含锌量偏低时，阴极极化增加，分散能力好，但电流效率下降，沉积速度慢。吊镀时一般采用1012g/L；滚镀时一般采用810g/L。氢氧化钠：能起络合和导电作用，过量的氢
10、氧化钠是稳定镀液的必要条件，生产中须控制NaOH/Zn的比值，吊镀时为1013；滚镀时为1114；氢氧化钠含量过高，阳极化学溶解加快，使含锌量升高，造成主要成分比例失调，一般夏季时采用下限，冬季时采用上限。DE和DPE添加剂：为主添加剂，能细化结晶，提高镀液的分散能力和深度能力。光亮剂：能使镀层细致光亮，扩大电流密度范围。含量过高时，会降低沉积速度，使镀层的脆性增加，容易起泡；含量偏低时，则镀层发灰、粗糙。2)工艺参数的影响 电流密度：阴极电流密度一般控制在14A/dm2。电流密度过高，电流效率下降。以2A/dm2以下为宜。吊镀槽若有阴极移动，电流密度可大一些；镀液温度：镀液温度在1525为宜
11、，所得镀层光亮，覆盖能力较好。镀液温度过高，镀层结晶粗糙，分散能力与覆盖能力下降；镀液温度偏低，使用的电流密度范围窄，电流效率降低，沉积速度慢，而且镀层容易起泡。(5)常见电镀故障现象、产生原因及排除方法(见表4-6)表4-6常见电镀故障现象、产生原因及排除方法表4-7不合格锌镀层的退除工艺规范工件在电镀过程中挂在阴极，电镀时，阴极上除沉积出锌以外，同时还析出氢，其中有一部分氢会渗入工件的晶格中，造成晶格歪扭，使工件内应力增大产生脆性。表4-8电镀前消除应力的热处理条件表4-9电镀后除氢处理工艺(不包括表面淬火工艺)锌的化学性质活泼，在大气中容易氧化变暗，最后产生白锈腐蚀。1.锌镀层的彩色钝化
12、(1)铬酸盐彩色钝化工艺规范(见表4-10)表4-10铬酸盐彩色钝化工艺规范(2)锌镀层低铬钝化工艺流程镀锌清洗清洗体积分数为23的硝酸出光25s清洗低铬彩色钝化清洗热水甩干烘烤老化检验包装。(3)钝化液成分和工艺参数的影响1)主盐及其浓度：主盐大都采用铬酐，是成膜的主要成分，其浓度可在3400g/L的范围内变化。2)活化剂及其浓度：铬酸是强氧化剂，锌镀层一经浸入铬酸盐溶液中很快就会生成一层无色透明的氧化膜，故只有铬酸而无活化剂时，锌镀层处于钝态，阻碍了锌镀层和六价铬之间的氧化-还原反应，不能获得彩色钝化膜。活化剂可采用硫酸及可溶性硫酸盐、盐酸及可溶性盐。3)氢离子浓度(pH值)：高铬钝化，溶
13、液是强酸性的，只能将工件提出在空气中停留数十秒钟才能成膜，称为气相成膜。4)钝化液温度：钝化液温度偏高时，钝化反应速度加快，钝化膜厚而且疏松，附着不牢，应缩短钝化时间；钝化液温度偏低时，钝化反应速度减慢，钝化膜薄而且细致，附着良好，应适当延长钝化时间。5)钝化时间：钝化时间依主盐浓度、pH值、活化剂浓度和钝化液温度而定。6)钝化时工件与钝化液的相对运动：钝化时工件与钝化液的相对运动有利于钝化液的对流扩散，可防止工件粘叠，使钝化膜层均匀一致。7)清洗：钝化后清洗一定要彻底，尤其是高铬钝化，如果残留有铬迹或重铬酸锌时，将成为过早泛白点腐蚀的主要原因。8)烘烤老化：彩色钝化后一定要经过烘烤老化，以提
14、高钝化膜层的附着力和耐蚀性能。(4)低铬彩色钝化常见故障现象、产生原因及排除方法(见表4-11)表4-11低铬彩色钝化常见故障现象、产生原因及排除方法2.锌镀层的白色钝化锌镀层的白色钝化有两种：一种是纯白色的，俗称白钝化；另一种是略带蔚蓝色，外观似铬镀层，俗称蓝钝化。(1)白色钝化工艺流程光亮镀锌清洗清洗出光(体积分数为23HNO3，25s)清洗白色钝化清洗两次90以上热水烫甩干干燥检验包装。(2)白色钝化工艺规范(见表-)表-白色钝化工艺规范(3)白色钝化液成分及工艺参数影响1)铬酐：为钝化剂，是成膜的主要成分。2)硝酸：为光亮剂，硝酸含量偏高，钝化膜较光亮，但会加速钝化膜的溶解，使钝化膜变
15、薄，结合力不牢固；硝酸含量太低，钝化膜光泽较差。3)碳酸钡：加入碳酸钡目的是除去铬酐中带入的硫酸根，可防止黄色钝化膜的生成。4)醋酸镍：由于氯化物锌镀层的白色钝化膜易变色，加入少量醋酸镍可以大大提高抗变色能力，为节约成本其他镀锌体系可不加。5)钝化液温度：钝化液温度偏高时，钝化反应速度加快，钝化膜厚而且疏松，附着不牢，应缩短钝化时间；钝化液温度偏低时，钝化反应速度减慢，钝化膜薄而且细致，附着良好，应适当延长钝化时间。6)清洗：白色钝化后一定要用近沸的热水烫洗，以彻底除去夹带六价铬的有色膜并迅速干燥。镉是银白色的可塑性的金属。(1)工艺流程1.氰化镀镉氰化镀镉工艺流程为镀覆前验收有机溶剂脱脂干燥
16、装化学脱脂温水洗流动冷水洗酸洗流动冷水洗吹干消除应力非镀面绝缘电解脱脂温水洗流动冷水洗弱腐流动冷水洗中和流动冷水洗镀镉流动冷水洗去除非镀面绝缘物除氢活化表面流动冷水洗钝化流动冷水洗漂白流动冷水洗干燥检验包装。(2)工艺规范(见表4-13)(3)镀液配制与维护1)镀液配制表4-13氰化镀镉工艺规范 在槽内加入总体积1/3的水，将计算量的氰化钠倒入，搅拌直至溶解。把计算量的氢氧化钠溶解后缓慢加入镀槽。在通风条件下，用水将计算量的氧化镉用少量水调成糊状，在不断搅拌条件下逐渐加入镀槽，使氧化镉全部溶解，并加水至总容积的4/5左右。把计算量的硫酸镍溶解后加入镀槽。磺化蓖麻油应先自制，然后按所需要量用水稀
17、释后在搅拌条件下缓慢加入镀槽。加水至规定容积，过滤镀液，经分析、调整并通电数小时后即可试镀。2)镀液维护 严格控制镉和氰化钠比值，氢氧化钠可根据化验结果进行。添加剂需要靠经验补加，光亮剂要根据镀层外观酌情添加，应遵循少加勤加的原则。每隔半年至一年要清除一次镀液中的碳酸钠。(4)镀液成分和工艺参数的影响1)镉含量：镀液中含镉量允许在较大的范围内变动。2)氰化钠：镀液中必须有一定数量的游离氰化物，可使阳极极化作用降低，保证阳极正常溶解，稳定镀液并能提高阴极极化作用，以便获得均匀的镀层。3)碳酸钠：由于氢氧化钠的加入和游离氰化钠水解并与空气中的二氧化碳作用，在镀液中总是含有一定数量的碳酸钠。4)添加
18、剂：是指镍、钴等金属盐和某些有机添加剂，如萘酚硝酸、萘二磺酸、磺化蓖麻油、亚硫酸盐、纸浆废液等。5)阴极电流密度：在含有添加剂的镀液中，允许的阴极电流密度范围的上限值较大。(5)常见氰化镀镉故障现象、产生原因及排除方法(见表)。2.氨羧络合物镀镉表4-14常见氰化镀镉故障现象、产生原因及排除方法(1)工艺流程氨羧络合物镀镉工艺流程为镀覆前验收有机溶剂脱脂干燥装挂化学脱脂温水洗流动冷水洗酸洗流动冷水洗吹干消除应力非镀面绝缘电解脱脂温水洗流动冷水洗弱腐蚀流动冷水洗镀镉流动冷水洗去除非镀面绝缘物除氢活化表面流动冷水洗钝化流动冷水洗漂白流动冷水洗干燥检验包装。(2)工艺规范(见表4-15)表4-15氨
19、羧络合物镀镉工艺规范(3)镀液配制与维护(以配方2为例)1)镀液配制 将氯化铵倒入镀槽，加入80左右的热水至计算体积的，搅拌至溶解；再将硫酸镉加入到氯化铵镀液中，搅拌至溶解。在另一容器中用适量的水将氨三乙酸和乙二胺四乙酸混合后调成糊状，再用质量分数约为20的氢氧化钠溶液在不断搅拌条件下慢慢加入使溶液透明(此时pH=5.8)，然后将此镀液再在搅拌条件情况下缓慢地加入到含有硫酸镉的镀液中。用盐酸或氨水调整pH值至工艺规范，再加入添加剂等，加水至规定体积，过滤镀液、分析、调整后采用小的阴极电流密度通电处理几小时即可正式生产。2)镀液维护 金属杂质：铜、铁、铅等均属有害杂质，都会使镀层发暗发脆。一般可
20、用低的阴极电流密度长时间通电处理的方法除去。有机杂质：有机杂质会使镀层出现脆性和降低防腐性能。除去有机杂质的方法是在镀液中加入活性炭约4g/L，充分搅拌后，静置数小时，过滤镀液，补充添加剂，试镀合格即可生产。(4)镀液成分和工艺参数的影响1)含镉量：挂镀时含镉量可用上限；滚镀时则宜用下限。2)络合剂：氨三乙酸和乙二胺四乙酸都是镉的络合剂，都能提高阴极极化作用和均镀能力，乙二胺四乙酸作用更大。3)氯化铵：主要起导电盐的作用，可提高镀液的导电性能，扩大阴极电流密度的范围，活化阳极。4)添加剂：主要有镍盐和锌盐，还有硫脲、阿拉伯树胶粉、桃胶、固色粉等。当镀液中硫酸镍的含量达到0102g/L时，就能与
21、镉共沉积，使镀层光亮细致。5)pH值：pH值过低，络合物的离解度增大，镀液中的镉离子浓度升高，容易使镀层结晶粗糙；pH值过高(超过7.5)，镀液易浑浊，有氨气逸出，电流效率稍降低，镀层发脆。6)镀液温度：镀液温度不宜过高，否则会加快镀液的挥发，促使氯化铵的分解和氨气逸出，同时使镀液中的镉离子含量增加，导致镀液不稳定。7)阴极电流密度：阴极电流密度过低，沉积速度慢，镀层表面呈灰白色，而且深凹部位呈灰黑色。(5)常见氨羧络合物镀镉故障现象、产生原因及排除方法(见表4-16)表4-16常见氨羧络合物镀镉故障现象、产生原因及排除方法3.酸性镀镉酸性镀镉溶液的主要成分是硫酸镉。(1)工艺流程酸性镀镉镀覆
22、前验收有机溶剂脱脂干燥装挂化学脱温水洗流动冷水洗酸洗流动冷水洗吹干消除应力非镀面绝缘电解脱脂温水洗流动冷水洗弱腐蚀流动冷水洗镀镉流动冷水洗去除非镀面绝缘物除氢活化表面流动冷水洗钝化流动冷水洗漂白流动冷水洗干燥检验包装。(2)工艺规范(见表4-17)表4-17酸性镀镉工艺规范(3)镀液配制先把所计算量的硫酸镉溶于水中，然后缓慢地加入硫酸，搅拌使溶液澄清。(4)镀液成分和工艺参数的影响1)镉的含量：镉是以简单的水化镉离于的形式存在于镀液中。2)硫酸：为了使镀液稳定，防止硫酸镉水解，镀液中必须含有一定量的硫酸。3)添加剂：添加剂在酸性镀镉溶液中起了很大的作用。4)镀液温度：提高镀液温度，能提高电流效
23、率，同时可增大阴极电流密度和均镀能力。5)阴极电流密度：在一定的范围内，阴极电流效率随着阴极电流密度的提高而提高，但超过一定值时(25A/m2以上)，析氢严重，不但电流效率下降，而且镀层出现麻点。(5)常见酸性镀镉故障现象、产生原因及排除方法(见表4-18)表4-18常见酸性镀镉故障现象、产生原因及排除方法同锌镀层的钝化处理。同锌镀层的不合格镀层的退除。铜镀层在空气中易失去光泽，与空气中的二氧化碳或氯化物作用，表面上会生成一层碱式碳酸铜或氯化铜膜层，受硫化物作用表面上会生成一层棕色或黑色硫化铜。现将生产上常用的几种镀铜工艺简介如下。1.酸性镀铜(1)工艺流程酸性镀铜工艺流程为镀覆前验收有机溶剂
24、脱脂干燥装挂电化学脱脂流动冷水冲洗强腐蚀流动冷水清洗弱腐蚀流动冷水清洗中和流动冷水冲洗氰化镀流动冷水清洗酸性镀铜流动冷水清洗干燥包装检验。(2)工艺规范(见表4-19)表4-19酸性镀铜工艺规范(3)镀液配制取硫酸铜在耐酸的容器中加热溶解，过滤注入镀槽中，然后向槽内注入比重184的硫酸，向槽内加入硫酸时要不断搅拌，然后加入其它光亮剂或添加剂，加水稀释至规定容积，经分析后即可使用。(4)镀液成分和工艺参数的影响1)硫酸铜：含铜量低，允许的工作电流密度低，阴极电流效率低。2)硫酸：硫酸在镀液中能显著降低镀液的电阻，能防止硫酸铜水解沉淀。3)氯离子：氯离子是酸性光亮镀铜中不可缺少的一种无机阴离子。4
25、)镀液温度：镀液温度通常在2040之间，如果镀液温度过低，不但允许工作电流密度低，而且硫酸铜容易结晶析出；提高镀液温度、增加搅拌等，都能提高允许工作电流密度。5)搅拌：用阴极移动等方式搅拌镀液，可以增大允许工作电流密度，加快沉积速度。6)阳极：电解铜在硫酸盐镀铜溶液中往往会产生铜粉，导致镀层产生毛刺、粗糙。7)杂质：砷、锑杂质会使镀层粗糙变脆，某些有机杂质也会使镀层变脆。(5)常见酸性镀铜故障现象、产生原因及排除方法(见表-0)表4-20常见酸性镀铜故障现象、产生原因及排除方法2.其他镀铜(无氰镀铜、焦磷酸镀铜、HEDP镀铜、柠檬酸-酒石酸盐镀铜)其他镀铜工艺规范(见表4-21)表4-21其他
26、镀铜工艺规范间硝基苯磺酸钠70g/L硝酸钾100150g/L1.钢铁工件铜镀层化学退除的工艺规范2.钢铁工件电解退除工艺规范镍是一种带微黄的银白色金属，密度为89gcm3，相对原子质量为5869，熔点为1452，二价镍离子（Ni2+）的电化当量为1095（Ah），标准电极电势为0250V。表4-22部分镀镍溶液的成分、操作条件及主要用途现将生产上常用的几种镀镍工艺简介如下。普通镀镍即镀暗镍。(1)镀液的组成及操作条件采用预镀镍的目的，主要是为了保证镀层与基体有良好的结合力，因而要根据基体材料的特性而选用不同的预镀液，见表4-23。表 几种预镀镍溶液的组成及操作条件1.普通镀镍表-几种预镀镍溶液
27、的组成及操作条件(2)镀液成分和工艺参数的影响1)硫酸镍：它是镀液的主要成分，是镍离子的来源。2)氯化镍或氯化钠：只有硫酸镍的镀液，通电后镍阳极的表面很容易钝化，影响镍阳极的正常溶解，镀液中镍离于含量迅速减少，导致镀液性能恶化。3)硼酸：在镀镍时，由于氢离子在阳极上放电，会使镀液的pH值逐渐上升，当pH值过高时，阳极表面附近的氢氧根离子会与金属离子形成氢氧化物夹杂于镀层中，使镀层外观和力学性能恶化。4)导电盐：硫酸钠和硫酸镁是镀镍溶液中良好的导电盐。5)润湿剂：在电镀过程中，阴极上往往会发生析氢副反应。6)镍阳极：除硫酸盐型镀镍时使用不溶性阳极外，其他类型镀液均采用可溶性阳极。7)pH值：一般
28、情况下，暗镍镀溶液的pH值可控制在4.55.4范围内，对硼酸缓冲作用最好。8)镀液温度：根据镀暗镍溶液组成的不同，镀液的操作温度可在1560的范围内变化。9)阴极电流密度在瓦茨液中，通常阴极电流密度的变化对镀层内应力的影响不显著，从生产效率考虑，只要镀层不烧焦，一般都希望采用较高的电流密度。(3)镀镍的电极反应1)阴极反应：镀镍时，阴极上的主反应是镍离子还原为金：Ni2+2eNi2)阳极反应：镀镍时，阳极上的主反应为金属镍的电化学：Ni2e Ni2+(4)暗镍镀液的配制1)在预备槽中放入所需12的水量，加入计算量的硫酸镍、氯化镍等，边加温、边搅拌至全部溶解。2)在另一容器中溶解计算量所需的硼酸
29、，可适当提高溶液温度，至硼酸全部溶解后倒入已溶解好的镍盐溶液中。3)维持溶液温度在50左右，用稀硫酸降低pH值至3.5，加入H22(30)3mLL，搅拌1h，提高溶液温度至6570，维持2h，使残余H22分解。4)加入化学纯活性炭3gL，搅拌1h，用稀氢氧化钠溶液调节pH值至5，搅拌1h，待活性炭沉淀。5)用过滤机把镀液从预备槽里过滤到镀槽中，加入十二烷基硫酸钠(应先用蒸馏水溶解并煮沸数分钟直至溶液呈透明状后待用，切不可以粉状物直接加入镀液)。(5)暗镍镀层的质量检验1)外观：镀层外观应结晶细致，呈略带淡黄色彩的银白色，不应有烧焦、裂纹、起泡、脱皮、暗斑、麻点及条纹等缺陷，也不应有未镀上的地方
30、(夹具印除外)。2)镀层厚度检查：镀层厚度可用千分尺、深度规等直接测量，也可按GB 6462规定用显微镜法测定，或按GB 4955规定用阳极溶解库仑法测定。3)结合力：按GBT 5270规定试验后，镀层与基体、镀层与底层之间结合良好，不应有任何分离。4)孔隙率：钢铁工件上镍镀层孔隙率试验方法为：将有一定湿强度的滤纸条浸入一微热(约35)的、含50gL氯化钠和50gL明胶的溶液中，然后将其干燥备用。所谓高应力镍是在特定的镀镍溶液中沉积具有非常高内应力的镍镀层。(1)镀液成分和工艺参数的影响高应力镍镀液组成及操作条件见表4-24。2.镀高应力镍表-高应力镍镀液组成及操作条件()注意事项1)表-2中
31、已指出，含氯化物镀镍溶液是高应力镍的基础液，故镀液中的镍盐均选用氯化镍。2)铵离子、钠离子和醋酸根具有增加镀层应力的效果。3)低温、低pH值、高电流密度有利于增加镀层应力。4)异烟肼等有机添加剂的加入可以在较高镀液温度下获得高应力镍。还必须指出，电镀高应力镍的工件经镀铬后，应采用热水浸渍，使镀层的应力能充分释放完全，否则工件在存放过程中，由于残留应力的作用会产生大裂纹，造成产品大量返工。3.镀黑镍(1)镀层性能及用途黑镍镀层其实是Ni-Zn、Ni-Mo等的合金镀层，具有装饰性和可观赏性，大量用于仪表、照相机和光学仪器中。(2)镀液的类型及工艺规范1)硫氰酸盐类：配方及操作条件如下：硫酸镍（Ni
32、S46H2O）80110gL 2)钼酸铵类：配方及操作条件如下：硫酸镍（NiS46H2O）100150gL表4-25第一类镀黑镍溶液的工艺规范3)氯化物类：配方及操作条件见表4-。钢铁件镀黑镍结合力差，需预镀铜。镀液中常常会出现一些杂质而影响镀层的质量。当镀镍溶液中Cu2+含量达5mgL以上，钢铁及锌合金压铸件电镀时就会产生置换铜，造成镀层结合力不良，特别是在电流中断及低电流密度区最容易发生。1.铜杂质(1)电解法可用0.20.4Adm2低电流密度电解除去。(2)化学法可用仅对Cu2+有选择性沉淀的药剂来去除。光亮镀镍溶液中含微量锌，就能使镀层呈白色，如果其含量再提高，低电流密度处镀层呈灰黑色
33、条纹状。(1)电解法当Zn2+含量较低时，用瓦楞形铁板作阴极，在搅拌条件下，以0.20.4Adm2电流密度电解除去。2.锌杂质(2)化学法当Zn2+含量较高时，可用稀NaOH溶液调节pH值至6，再加入510gL的CaC3，此时pH值为6.2，加热至6570，搅拌12h，再调节pH值稳定在6.2，静置4h以上，过滤镀液，以除去Zn(OH）2及CaC3沉淀。镀液中铅含量小于5mgL时，将得到灰色甚至黑色镀层，且与基体结合不良。镀液中铁是主要杂质。(1)电解法以0.20.4Adm2低电流密度进行电解。3.铅杂质4.铁杂质(2)化学法用稀硫酸将镀液pH值调至3，加入H22(30)0.51mLL，加热至
34、6575，使铁转变成Fe3+，并除去多余的H22，用BaC3、NiC3或Ba(OH）2，调节pH值至6，搅拌镀液2h，重调pH值使之稳定在6，静置过滤镀液。主要来自铬雾散落或从未洗净的夹具上带入。硝酸根的混入主要由于硫酸镍的质量不纯，它使镀镍的阴极电流效率显著降低。5.铬杂质6.硝酸根7.有机杂质有机杂质的种类很多，引起的故障也各不相同。(1)双氧水-活性炭处理将镀液加温至5060，加入H22(30)13mLL，在不断搅拌条件下加入活性炭13gL，继续搅拌30min，静止，过滤镀液后试镀。(2)高锰酸钾-活性炭处理用稀硫酸调节镀液pH值至23，加温至50左右，在搅拌条件下加入溶解好的化学纯高锰
35、酸钾，加入量从15gL(有机物含量高时，还可大于此量),以在5min内紫色不退为好。8.固体微粒杂质包括空气中尘埃及阳极不规则溶解时产生的细小镍微粒，它们悬浮于镀液中并会粘附在工件表面，使镀层产生粗糙、结瘤。不合格镍镀层的退除常用的方法有化学退除法和电解退除法。溶液成分和操作条件如下：(1)钢铁件上退除镍镀层1.化学退除法1)间硝基苯磺酸钠 7580gL，氰化钠7580gL，柠檬酸三钠 10gL，氢氧化钠 60gL，温度 100，退除速度 510mh。2)间硝基苯磺酸钠 100gL，氢氧化钠 100gL，乙二胺 120mLL，十二烷基硫酸钠 0.1 gL，温度 6080。3)浓硝酸 10份，浓
36、盐酸 1份，温度 室温，时间 退净为止。退除后工件表面挂灰可在下列溶液中退除：NaOH 30gL，NaCN 30gL；室温。(2)铜件上退除镍镀层间硝基苯磺酸钠 6070gL，硫氰酸钾 0.11gL，硫酸(浓)100120gL，温度 8090，时间 工件表面由黑变棕色为止。溶液成分和操作条件如下：(1)钢铁件上退除镍镀层铬酐 250300gL，硼酸 40gL，阳极电流密度 34Adm2，温度 5080。(2)钢铁件上铜镍铬镀层一次退除硝酸铵 80150gL，温度 2060，阳极电流密度 1020Adm2，阳极为钢板。(3)铜件上退除镍镀层2.电解退除法1)硫酸(98)800mLL，甘油 203
37、0gL，温度 3540；阳极电流密度 57Adm2，阴极为铅板。2)硫氰酸钠 90110gL，亚硫酸氢钠 90110gL，温度 室温；阳极电流密度 23Adm2。由于电解法的阳极电流密度分布不均匀，容易造成低电流密度处未退净，而高电流密度处过腐蚀，故一般采用化学退除法较多。铬是一种略带蓝色的银白色金属，相对原子质量为51994，密度为698721gcm3，熔点为18751920。利用铬镀层的钝化能力、良好的化学稳定性和反射能力，铬镀层与铜、镍及铜锡合金镀层等组成防护 装饰性体系，广泛用于汽车、自行车、缝纫机、钟表、仪器仪表、日用五金等零部件，既可保持产品表面的光亮和美观，又能达到防护的目的。1
38、.防护-装饰性镀铬2.镀硬铬(耐磨铬)铬镀层具有高的硬度和低的摩擦因数，机械零部件镀硬铬后，可以提高其抗磨损能力，延长使用寿命。乳白铬镀层韧性好，孔隙率低，颜色乳白，但光泽性差，硬度较硬铬镀层及光亮铬镀层都低，但其耐蚀性较高，主要用于各种量具上。松孔镀铬是在镀硬铬后进行松孔处理，使铬镀层的网状裂纹加深加宽。3.乳白铬4.松孔镀铬5.黑铬黑铬镀层与镀其他黑色镀层（如黑镍镀层）相比，具有较高的硬度，耐磨损及耐热性能好，而且有极好的消光性能。与其他单金属电镀相比，镀铬溶液的成分虽然简单，但镀铬过程比较复杂，并具有如下许多特点：1)在镀铬过程中，是由铬的含氧酸即铬酸来提供获得镀层所需的含铬离子(其他单
39、金属电镀都是由其自身盐来提供金属离子)，属于强酸性镀液。2)在镀铬溶液中，必须添加一定数量的局外阴离子，如SO2、SiF、F等，才能实现金属铬的电沉积过程。3)镀铬需要采用较高的阴极电流密度，又由于阴极及阳极之间存在大量的氢气及氧气，尽管铬酸的导电性能较好，仍需要采用大于12V的电源，而其他单金属镀种使用8V以下的电源即可。4)阳极不能采用金属铬，而是采用不溶性的铅或铅合金(Pb-Sb、Pb-Sn)。5)镀铬溶液的分散能力及覆盖能力都极差，欲获得均匀的铬镀层，必须采取人工措施，即根据工件的几何形状而设计不同的象形阳极、防护阴极及辅助阳极。6)镀铬的操作温度和阴极电流密度有一定的依赖关系，改变二
40、者的关系可获得不同性能的铬镀层。镀液的组成很简单，通常仅有两种成分，即铬酐及硫酸（也可以是其他的阴离子）。3.三价铬的作用1.镀液的组成和操作条件2.催化剂的作用1)采用电解产生三价铬，电解的条件是阴极面积必须大于阳极面积，镀铬溶液中必须含有足够数量的硫酸。2)采用还原剂将六价铬还原生成三价铬，可以用来还原六价铬的还原剂有酒精、草酸和冰糖等，其中较为常用的是酒精(质量分数为98)。3)加入部分三价铬含量较高的老镀铬溶液。现将生产上常用的几种镀铬工艺简介如下。(1)耐磨镀铬的工艺特点耐磨镀铬又称为镀硬铬，属于功能性电镀，主要用于提高机械零件、量具、模具等的使用寿命，或用于修复被磨损零件的尺寸。(
41、2)耐磨镀铬工艺流程1.耐磨镀铬(镀硬铬)一般钢铁工件上镀耐磨镀铬的工艺流程为：基体研磨抛光预脱脂（汽油或清洗剂）屏蔽和绝缘上挂具化学或电解脱脂水洗弱腐蚀水洗预热阳极处理镀铬水洗（包括铬液回干燥下挂具除氢后续加工（如精磨等）。表4-耐磨镀铬(镀硬铬)工艺规范 配方4是utotech公司开发的-，其出售的开缸液-和补充液-均含有特殊的不含氟的添加剂。(3)耐磨镀铬工艺中应注意的问题1)工件镀前的表面粗糙度值应小于或等于0.8m，表面应无。2)工件表面不需要镀铬处要用绝缘带或过氯乙烯漆、铅箔封闭绝缘。3)为了增加铬镀层与基体的结合力，钢铁工件入槽后未通电前要先进行预热，铜及铜合金工件可在热水槽内进
42、行预热，使镀件温度与镀铬溶液温度基本相同，预热时间应视镀件的大小而定。4)根据镀件材质的不同，在镀硬铬时施加电流的方式也有很大的差异。对于含镍、铬的合金钢件镀铬时，常因其表面上有极薄的氧化膜而影响镀层与基体的结合力。表-不同基体材质及不同铬镀层厚度所需阳极处理时间5)镀铬过程析氢剧烈，镀层中含有原子氢并向基体深处扩散，容易造成基体的氢脆，所以镀铬后可根据设计要求进行除氢处理。硬铬镀层表面具有很多裂纹，有的裂纹可能直达基体，因此单独的镀硬铬尽管其硬度较高，但在腐蚀环境下工作的耐蚀性较差，为了达到耐蚀、耐磨的双重目的，可采用双层铬电镀工艺，即在普通的镀铬溶液中，在较高温度（6575）和较低电流密度
43、（1525Adm2）下，先沉积一层具有无光的乳白色铬镀层，称为乳白铬。由于清洁生产的需要，近年来国内外掀起三价铬盐镀铬研究高潮，但由于技术难度较高，进展速度较缓慢，国内外有关情况见表 及表。2.三价铬盐镀铬表-国内的三价铬镀铬溶液组成及操作条件表-国外的三价铬镀铬溶液组成及操作条件(1)三价铬镀铬的工艺优点1)镀液浓度低(三价铬含量为520gL)，镀铬清洗水中不含六价铬，废水稍加处理即可达到排放标准，另外镀液在室温下就可以电镀，因此镀液蒸发量很少。2)镀液的分散能力和覆盖能力较好，这就为复杂镀件的大规模生产创造了条件，并可提高产品的合格率。3)可获得光亮铬的电流密度范围很宽，通常采用的电流密度
44、为312Adm2，此时的电流效率可达2125，这有利于提高产量及节约能源，此外在电镀过程中电流中断也无影响。4)镀层为微孔或微裂纹结构，可提高铬镀层的耐蚀能力。(2)三价铬镀铬的工艺问题1)三价铬镀铬目前仅适用于装饰性镀铬，镀层厚度一般只能在3m，不能继续增厚。2)镀液对金属杂质比较敏感，镀液成分复杂，稳定性欠佳，因此对镀液的管理及控制要求严格。3)三价铬镀铬层的色泽像不锈钢抛光后的外观，不像六价铬镀铬层那样的白里带青的颜色。4)三价铬镀铬工艺采用不溶性石墨阳极，某些含氯化物的镀液由于阳极反应会释放出氯气，虽然可采用多孔隔膜或添加某些化学试剂可抑制氯气的释放，但仍需排放设备。3.稀土镀铬(1)
45、稀土镀铬的工艺规范可供生产应用的配方有20多种，国内典型的稀土镀铬工艺规范见表，从表中可以看出，用稀土镀铬添加剂的镀铬工艺，都是在传统镀铬溶液的基础上加入一定量的稀土元素而成。表4-30国内典型的稀土镀铬工艺规范(2)稀土镀铬的优点1)采用稀土添加剂，镀铬溶液中CrO3浓度可降低至120200gL，温度为1050，电流密度为530Adm2的范围内都能正常生产，阴极电流效率可提高至1825，这些指标都优于传统的镀铬工艺。2)提高了镀液及镀层的性能，与传统镀铬工艺比较，其分散能力提高3060，覆盖能力提高6085，铬镀层硬度提高2030，节电、节约铬酐约为3050，因此有很好的经济效益及社会效益。
46、3)铬析出的临界电流密度由原来的5Adm2降至4Adm2左右，故能使覆盖能力提高，同时槽电压可降低至68V。4)铬镀层的光亮度及硬度都有所改善，有些稀土添加剂还能直接镀出微孔铬及微裂纹铬。采用稀土镀铬添加剂对于提高效率、减少污染、降低成本、节约能源、改善劳动条件、提高镀层质量都极为有利，其优点是明。(3)稀土镀铬存在的问题尽管稀土添加剂镀铬具有以上许多优点，但从生产实践中反映出的一些问题仍值得予以重视，并应进一步试验加以改善。1)有些稀土添加剂镀铬时间超过5min后，铬镀层呈白色而且不光亮，有时铬镀层上还有一层黄膜较难去除，铬镀层硬度也不稳定，外观也达不到要求，故在镀硬铬方面还存在不少问题。2
47、)稀土添加剂基本上是一种物理混合体系，其中稀土化合物多为混合稀土或以一种或某几种为主的混合稀土，所以成分复杂，而且每批稀土含量都不一样，一般很难控制，常规方法又不能化验其成分与杂质，由此带来的后果是镀液的不可靠性及不稳定性。3)镀液的维护较困难，虽然稀土添加剂的添加量很少，一般仅为12gL，而稀土元素的含量仅为每升零点几克，为了经济方面的原因，很多添加剂为混合稀土，因此，给镀液的控制带来许多不便，如有时在生产过程中补充稀土添加剂以后，镀液性能变差，甚至镀不出铬来。只要严格按工艺规范操作及正常维护镀铬溶液，溶液几年不处理也没有关系。(1)铁杂质的影响和去除镀铬溶液中三价铁的含量在3gL以下，对铬
48、镀层无明显不良影响，但当其含量大于5gL时，铬镀层的光泽变差，光亮铬镀层的工作范围缩小，镀液电阻增大，工作电流不稳定；当其含量大于10gL时，镀液颜色变深呈棕褐色，镀层上出现黄色斑点。铁杂质可采用稀释法降低其含量，即将铁杂质含量高的镀铬溶液抽出一部作为塑料电镀的粗化液或镀锌的钝化液，然后再补充一部分新镀液，使铁杂质降低至允许范围内。(2)氯离子的影响及去除C10.1gL，镀铬溶液的覆盖能力下降，破坏阳极的PbO2并腐蚀阳极，铬镀层裂纹增多，光亮度降低，出现云雾状的花斑，对设备及工件镀不上铬的部位腐蚀性增大。Cl的去除方法可采用下述两种方法：)阳极电解处理：氯离子在高电流密度下能在阳极上氧化为氯
49、气。)银盐沉淀法：由于Cl能与Ag+反应生成溶度积较小的AgCl沉淀，所以，可用银盐除去Cl。(3)硝酸根的影响及去除当镀液中硝酸根大于0.1gL时，铬镀层灰暗，失去光泽，镀液的覆盖能力和阴极电流效率降低，光亮区的工作范围缩小，对铅槽设备及铅阳极腐蚀性增大。硝酸根的去除一般可采用电解法：首先加入适量的BaCO3，除去镀液中的硫酸根，使铬不能在阴极上沉积，有利于硝酸根在阴极上还原，处理条件是将镀液加热至6570，将阴极电流密度控制在1020Adm2进行电解，直至小试验证明镀液已恢复正常时，再向镀液中补充适量的H2S4，调整镀液成分后即可投入生产。不合格铬镀层常用的退除方法有化学法及电化学法两种。
50、(1)铁基体上不合格铬镀层的退除1)电化学法 高碱浓度退铬溶液组成及操作条件：氢氧化钠浓度为90g/L，温度为室温，阳极电流密度为2Adm2。低碱浓度退铬溶液组成及操作条件：氢氧化钠(NaOH)质量分数为1020，温度为6070，阳极电流密度为1020Adm2。以上两种方法中阴极均为镀镍的铁极，退镀溶液中不能含有氯离子，退镀时间视镀层厚度而定。2)化学法：化学法退除铬镀层的溶液组成及操作条件：盐酸(HCl)(d1.19)为1L，三氧化二锑(Sb23)为20g，温度为室温，时间为镀层退净为止。(2)铜锡合金基体上不合格铬镀层的退除采用化学法退除铜锡合金基体上镀铬层，其退镀液的组成及操作条件：盐酸
