第一節(jié)  電鍍的簡介

電鍍就是利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其它金屬或合金的過程，是利用電解作用使金屬或其它材料制件的表面附著一層金屬膜的工藝從而起到防止金屬氧化（如銹蝕），提高耐磨性、導(dǎo)電性、反光性、抗腐蝕性（硫酸銅等）及增進(jìn)美觀等作用。不少硬幣的外層亦為電鍍。（可行性 研究 ）

第二節(jié) 電鍍的應(yīng)用原理

電鍍需要一個(gè)向電鍍槽供電的低壓大電流電源以及由電鍍液、待鍍零件(陰極)和陽極構(gòu)成的電解裝置。其中電鍍液成分視鍍層不同而不同，但均含有提供金屬離子的主鹽，能絡(luò)合主鹽中金屬離子形成絡(luò)合物的絡(luò)合劑，用于穩(wěn)定溶液酸堿度的緩沖劑，陽極活化劑和特殊添加物（如光亮劑、晶粒細(xì)化劑、整平劑、潤濕劑、應(yīng)力消除劑和抑霧劑等）。電鍍過程是鍍液中的金屬離子在外電場的作用下，經(jīng)電極反應(yīng)還原成金屬原子，并在陰極上進(jìn)行金屬沉積的過程。因此，這是一個(gè)包括液相傳質(zhì)、電化學(xué)反應(yīng)和電結(jié)晶等步驟的金屬電沉積過程。

在盛有電鍍液的鍍槽中，經(jīng)過清理和特殊預(yù)處理的待鍍件作為陰極，用鍍覆金屬制成陽極，兩極分別與直流電源的正極和負(fù)極聯(lián)接。電鍍液由含有鍍覆金屬的化合物、導(dǎo)電的鹽類、緩沖劑、pH調(diào)節(jié)劑和添加劑等的水溶液組成。通電后，電鍍液中的金屬離子，在電位差的作用下移動到陰極上形成鍍層。陽極的金屬形成金屬離子進(jìn)入電鍍液，以保持被鍍覆的金屬離子的濃度。在有些情況下，如鍍鉻，是采用鉛、鉛銻合金制成的不溶性陽極，它只起傳遞電子、導(dǎo)通電流的作用。電解液中的鉻離子濃度，需依靠定期地向鍍液中加入鉻化合物來維持。電鍍時(shí)，陽極材料的質(zhì)量、電鍍液的成分、溫度、電流密度、通電時(shí)間、攪拌強(qiáng)度、析出的雜質(zhì)、電源波形等都會影響鍍層的質(zhì)量，需要適時(shí)進(jìn)行控制。

首先電鍍液有六個(gè)要素：主鹽、附加鹽、絡(luò)合劑、緩沖劑、陽極活化劑和添加劑。

電鍍原理包含四個(gè)方面：電鍍液、電鍍反應(yīng)、電極與反應(yīng)原理、金屬的電沉積過程。

電鍍反應(yīng)中的電化學(xué)反應(yīng)：下圖是電鍍裝置示意圖，被鍍的零件為陰極，與直流電源的負(fù)極相連，金屬陽極與直流電源的正極聯(lián)結(jié)，陽極與陰均浸入鍍液中。當(dāng)在陰陽兩極間施加一定電位時(shí)，則在陰極發(fā)生如下反應(yīng)：從鍍液內(nèi)部擴(kuò)散到電極和鍍液界面的金屬離子Mn+從陰極上獲得n個(gè)電子，還原成金屬M(fèi)。另一方面，在陽極則發(fā)生與陰極完全相反的反應(yīng)，即陽極界面上發(fā)生金屬M(fèi)的溶解，釋放n個(gè)電子生成金屬離子Mn+。

第三節(jié) 電鍍 行業(yè) 的發(fā)展現(xiàn)狀

(1)直流發(fā)電機(jī)階段這種電源耗能大、效率低、噪聲大．已經(jīng)被淘汰。

(2) 硅整流階段是直流發(fā)電機(jī)的換代產(chǎn)品，技術(shù)十分成熟，但效率低，體積大，控制不方便。仍有許多企業(yè)使用這種電鍍電源。

(3) 可控硅整流階段是替代硅整流電源的主流電源，具有效率高、體積小、調(diào)控方便等特點(diǎn)。隨著核心器件——可控硅技術(shù)的成熟與發(fā)展．該電源技術(shù)日趨成熟，已獲得廣泛應(yīng)用。

(4) 晶體管開關(guān)電源即脈沖電源階段脈沖電鍍電源是當(dāng)今最為先進(jìn)的電鍍電源，它的出現(xiàn)是電鍍電源的一次革命。這種電源具有體積小、效率高、性能優(yōu)越、紋波系數(shù)穩(wěn)定．而且不易受輸出電流影響等特點(diǎn)。脈沖電鍍電源是發(fā)展的方向，現(xiàn)已開始在企業(yè)中使用。

合金電鍍

3.1 高耐蝕鋅合金電鍍工藝

鋅合金是指以鋅為主要成分并含有少量其它金屬的合金。已用于生產(chǎn)的二元鋅合金有：Zn-Ni，Zn-Co，Zn-Fe，Sn-Zn。Zn-Ti，Zn-Cr，Zn-P，Zn-Mn等還在開發(fā)研制試應(yīng)用中，鋅合金具有良好的防護(hù)性能，故常稱之為高耐蝕合金鍍層，其中 研究 的比較多，且應(yīng)用比較廣泛的主要是鋅和鐵族金屬形成的合金，即鋅-鎳、鋅-鈷和鋅-鐵。鐵族金屬的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相近，它們與鋅形成合金的共沉積特性也很相似。從電極電位來看，鐵族金屬的電位比鋅正的多，但在共沉積時(shí)，鋅比鐵族金屬容易沉積而優(yōu)先沉積，這種沉積稱為異常共沉積。其原因是當(dāng)鋅與鐵族金屬在陰極表面共沉積時(shí)，隨著陰極表面H2的析出，使表面pH升高，在陰極表面生成了氫氧化鋅膠體薄膜，致使鐵族金屬離子在陰極表面受到抑制而難以沉積，于是鋅在陰極表面優(yōu)先析出。

3.1.1 電鍍鋅-鐵合金工藝及鈍化處理

已獲得工業(yè)應(yīng)用的鋅-鐵合金有兩種：一種是含鐵量高的合金，該鍍層不易鈍化，易磷化處理，對油漆有良好的結(jié)合力，多用于鋼板和鋼帶的表面處理，作為電泳漆的底層;另一種是含微量鐵的鋅-鐵合金，鍍層易鈍化，耐蝕性能優(yōu)良，特別經(jīng)過黑色鈍化，其耐蝕性有很大提高。鋅-鐵合金工藝也可分為酸性和堿性兩種類型，合金鍍層含鐵量一般在0.2%~0.7%之間，鍍液中三價(jià)鐵離子不能含量過高，否則會降低陰極電流效率，結(jié)晶粗大。以下僅介紹低鐵含量電鍍工藝。

首飾電鍍

電鍍是首飾生產(chǎn)過程中應(yīng)用非常廣泛的表面優(yōu)化處理技術(shù)，是利用電化學(xué)的方法，在首飾的表面沉淀形成金屬和合金鍍層的工藝方法。所謂電鍍，是把鍍液中的金屬離子，在外電場的作用下，經(jīng)過電極反應(yīng)還原成為金屬原子，并在陰極上進(jìn)行金屬沉淀，從而在首飾表面形成了一個(gè)鍍層，從而有效地改變了首飾的紋理、色彩、質(zhì)感，以防止蝕變，對首飾起到美化和延長使用壽命的作用。

根據(jù)電鍍使用的目的來分類，電鍍可以分為防護(hù)性電鍍和裝飾性電鍍兩種。

防護(hù)性電鍍主要是為了防止金屬腐蝕，通常使用鍍鋅、鍍銠、鍍錫等。在銀飾品上很常用。我們知道，銀很容易氧化變黑，對首飾的表現(xiàn)很不利，通常會電鍍來保護(hù)。寶瓏網(wǎng)的925銀首飾，都有鍍銠。銠是昂貴的貴金屬，性質(zhì)穩(wěn)定，色澤潔白，跟鉑金一樣，可以有效地防止925銀氧化變黑，又很漂亮。

裝飾性電鍍主要是以裝飾為目的，當(dāng)然也會有一定的防護(hù)性。為了美化，多半裝飾性電鍍是由多層電鍍層組合出來的電鍍。通常是在首飾上先鍍一層底層，然后再鍍上表面層，有時(shí)，還有一個(gè)中間層。在貴金屬電鍍和仿真首飾中這類電鍍應(yīng)用廣泛。這類電鍍的首飾，鍍層往往是很高檔的貴金屬，比如黃金、18k金、彩色金屬等，而其基本材質(zhì)往往是小五金，或者非貴金類的物質(zhì)。

塑料鍍件

塑料電鍍的鍍件易漂浮，與掛具接觸的地方易被燒焦因?yàn)樗芰系谋戎匦?，所以在溶液中易浮起?/span>

燈罩外形就象一個(gè)小盤一樣，內(nèi)表面凹進(jìn)去，邊上有兩個(gè)小孔，開始只用一根銅絲卡著兩個(gè)小孔進(jìn)行電鍍。

由于電鍍中氣體的放出，燈罩易與銅絲脫離，加之銅絲也輕，不足以使燈罩浸入溶液里。后來在銅絲上附上重物，解決了漂浮問題。銅絲與燈罩的接觸點(diǎn)被燒焦，并露出塑料，是因?qū)щ姴涣家鸬摹?/span>

解決方法：為了解決塑料電鍍工件漂浮與導(dǎo)電問題，我們設(shè)計(jì)了專門的夾具。夾具有一定的重量，上燈罩后不再浮起，再用兩個(gè)較寬的導(dǎo)電片卡在燈罩的孔上，使各處電流均勻，接觸點(diǎn)就不會燒焦了。

第四節(jié) 電鍍的應(yīng)用范圍

原因 分析

(1)嚴(yán)防鍍液加溫過高。當(dāng)鍍液加溫過高時(shí)，鍍液會加速蒸發(fā)和分解，氣霧中含有高濃度的溶質(zhì)成分。這時(shí)會嚴(yán)重污染環(huán)境，尤其是酸、堿氣霧，氰化物和鉻霧對環(huán)境的影響和人體危害會更大。

(2)嚴(yán)格防止鍍液被排風(fēng)機(jī)吸走。當(dāng)排風(fēng)機(jī)配備不當(dāng)，鍍液液位過高，這時(shí)鍍液容易被吸走，在槽蓋未啟開之前尤為嚴(yán)重，既引起環(huán)境污染，又會造成鍍液損耗，出現(xiàn)這種情況時(shí)要及時(shí)采取措施予以解決，如降低鍍液液位，調(diào)整吸風(fēng)口寬度，在室外的排風(fēng)機(jī)之前的管道下方設(shè)一個(gè)集液器，以便收集吸入的鍍液或冷凝水。

(3)減輕鍍液大處理時(shí)的損耗。鍍液大處理過程中若不加以注意，則鍍液的損耗量是相當(dāng)大的，通常的損耗量達(dá)2%～3%，即1000L鍍液經(jīng)處理之后往往需補(bǔ)充20～30L純凈水，及相應(yīng)的化工材料，才能恢復(fù)到原來的液位和原來的濃度，操作時(shí)若能細(xì)心一點(diǎn)，機(jī)械過濾與手工過濾相配合，讓鍍液盡可能由槽底的沉淀物中濾出來，則可大大減輕鍍液的損耗，從而既節(jié)省材料的損耗，又能大大改善對環(huán)境的污染程度。

(4)防止鍍槽、加溫（冷卻）管滲漏造成污染。電鍍槽或加溫管滲漏往往會造成嚴(yán)重污染，其滲漏原因隨制造材料及不同鍍種各有區(qū)別。

采取措施

1．預(yù)防方法：在靠近陽極的槽壁豎塊耐溫玻璃或塑料板，起到隔斷陽極板與槽襯的接觸，減輕腐蝕機(jī)會。補(bǔ)救方法：在鐵質(zhì)外殼槽的液位以下3～5cm處鉆個(gè)聲l～1.5mm的小孔，當(dāng)內(nèi)襯鉛槽損壞時(shí)，鍍鉻溶液即會由此射出，通過這一信號即可知道內(nèi)襯槽已損壞，可當(dāng)即進(jìn)行修復(fù)，從而可以避免更大事故的發(fā)生。

2．鉛質(zhì)加溫(降溫)管的滲漏原因及預(yù)防方法。鉛質(zhì)加溫(降溫)管的滲漏原因與鉛質(zhì)襯槽滲漏有某些相似，但它還有因承受壓力引起膨脹而造成損裂的可能，鉛管滲漏對環(huán)境的危害同樣很厲害，一旦滲漏即有可能使槽內(nèi)溶液隨蒸汽或水射出槽外，若回汽回人鍋爐，則危害性更大，有可能為此而毀壞鍋爐而發(fā)生更大事故。

3．塑料鍍槽滲漏原因及預(yù)防方法。塑料鍍槽滲漏多由焊接質(zhì)量欠佳引起，其中也不排除使用時(shí)人為因素。

 

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