人们在同腐蚀作斗争中,采取了许多行之有效的措施,电镀就是其中的重要手段之一,电镀能提高
金属零件在使用环境中的抗蚀性能;装饰零件的外表,使其光亮美观;提高零件的工作性能,如硬度,耐磨,导电性,电磁性、耐热性,钎焊性及其他特殊性能。
分类
镀层的分类可采用三种形式。
1、按照镀层的应用分类
(1)电性能镀层对于导电性要求较高的电器元件.要求
镀银、金、铭等导电性较好的镀层。镀银层应防小氧化,以免增加接触电阻。金的
化学稳定性好,导电性能良好,但成本较高,常用金—银、金—g等金基合金代替,也有很好的效果。
(2)磁性能镀层在录音机及电子计算机等设备中,所用的录音带、磁环线、磁鼓、磁盘等
存储装置均需
磁性材料。多用电镀法来制造磁性材料。作为镀层材料主要以具有磁性的铁族元素为主,软磁性镀层可采用锦—铁、铁—钻等合金,硬磁性镀层可采用钻—磷、铃—镍、钻—镍—磷等
三元合金;”
(3)可焊性镀层用于电子产品提高焊接性能的镀层以锡—铅合金为最多,焊接点的表面质量与含铅量有很大关系,台铅量在30%以下时焊点光亮,含铅量超过40%的焊点无光。另外,也可以采用镀铜、
镀锡、镀银提高焊接性。
(5)耐热镀层许多长期在高温下工作的零部件,如
喷气发动机的转子叶片、机轴、轧辊等,需要采用
耐高温材料进行防护,防止高温下的热蚀:可以
镀镍、铬以及镍基或钻基复合镀层,也可以采用电镀—渗镀联合处理的方法得到耐高温镀层。
(6)修复用镀层有些大型机械举件,如火车、汽车、石油机械L的大轴、曲油、印染机上的氏辊等,磨损以后可采用电镀进行修复,减少浪费,尤其是刷镀技术的发展,可以不拆卸加工,使修复性电镀增多。作为修复用的主要是镀铁、镀铬等耐磨性较好的材料。
2)按照基体金属和镀层的电化学性质分类
按照基体金属和镀层的电化学性质,可把镀层分为两大类,即阳极性镀层和阴极性镀层。
前者如铁上镀锌;后者如铁上镀锡。这种分类对镀层选择和金属组件的搭配是十分重要的。
必须指出,金属的电极电位随介质与工作条件的不同而发生变化,因此,镀层究竟是阳极性镀层,还是阴极性镀层,需视它所处的介质和环境而定。锌对铁而言,在一般条件下是典型的阳极性镀层,但在70一80℃的热水中,锌的电极电位却变得比铁正,因而成为阴极性镀层。再如锡对铁而言,在一般条件下是阴极性镀层,但在有机酸中却成了阳极镀层。
3)按照镀层的组合形式分类
镀层的组合形式可分为三类。一类是简单结构,在基体金属上只镀单层镀层,这是最简单的形式,如钢铁上镀锌、镍等。第二类是组合镀层。这是由几层相同金属(如暗镍、半光亮镍、光亮镍)或不同金属(如铜、镍、铬)层叠加而成的多层镀层;第三类是复合镀层。这种由固体微粒(在镀液中不溶的无机或有机物质)均匀地分散在金属中而形成的镀层(如Ni—sZc,cu—AhO;等),具有高耐磨、高耐蚀性能,在功能材料和结构材料的开发应用中,有很重要的意义。
要求
1、镀层与基体,包括镀层与基体之间,应有良好的结合力;
2、镀层在零件的主要表面上,应有比较均匀的厚度和细致的结构;
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,例如
表面粗糙度、硬度、色彩以及
盐雾试验耐试性。
选择
镀层的选择原则主要取决于以下因素:
1)被覆盖金属的种类和性质;2)该
金属零件的结构、形状和尺寸公差; 3)该金属零件的用途和工作条件; 4)镀层的性质和用途。
1、按基体材料选择
1)贵金属、不锈钢、轧制的磁合金材料以及镍铜合金等,一般不需要保护层;
2)碳钢、低合金钢和铸铁零件,在大气中容易被腐蚀,镀锌、镉后均需经过钝化处理;
3)钢制弹簧零件在镀锌或镀镉后需要进行除氢处理;
4)铜及其合金零件、湿热带使用的产品,应加以保护,一般产品可进行光泽性酸洗和钝化处理;
5)
铝及铝合金零件,进行阳极氧化后,再用重铬酸盐封闭;
6)锌合金零件,采用磷化、钝化、电镀。
2、按镀层用途选择
1)防护性镀层:主要作用是保护基体金属免受腐蚀,不规定对产品的装饰要求。
2)防护-装饰性镀层:除保护基体金属外,还使零件美观。
3)功能性镀层:除具有一定的保护作用外,主要用于特殊的工作目的。
3、按使用环境选择
电镀层的使用条件,按照气候环境的严重程度分为三类:
1)腐蚀比较严重的工作环境——空气中含有少量工业废气或盐分,相对湿度周期地达到98%的场所,或经常接触手汗的工作条件。如:工业城市、离海较近地区、湿热地区等;
2)腐蚀中等的工作环境——空气中不含工业废气或盐分,相对湿度周期性地超过70%,并可达到95%的环境。如离海较远且工业不太发达的地区和一般室内环境;
3)腐蚀轻微的工作环境——空气中不含工业废气和盐分,而且比较干燥的室内外环境。如:干热带地区、干燥的封闭场所或有空调的实验室内部。
举例
1、锌镀层 锌镀层在大气条件下对钢铁零件为阳极性镀层,经彩色钝化后,明显地提高了镀层的保护性能并改善了外观。主要用于防止钢铁零件的腐蚀,其镀层价格低廉,耐腐蚀性能优良,应用量大面广。
2、镉镀层 镉镀层在海洋和高温大气的环境中,对钢铁零件为阳极性镀层,镀层比较稳定,耐腐蚀性强,润滑性能好,在航空及电子工业中应用较多。
3、锡镀层 锡镀层对钢铁件为阴极性镀层。因此,只有当镀层无孔隙时才能机械地保护钢铁零件不被腐蚀。它具有较高的
化学稳定性,与硫及硫化物几乎不起作用,焊接性能良好,对渗氮有屏蔽作用。
4、铜镀层 铜镀层对锌、铁等金属为阴极性镀层,常常用于钢铁或某些塑料上作为镀铜/镍防护-装饰性镀层的底层或中间层,也可用于印刷电路、电铸模等方面。
5、镍镀层 镍镀层对钢铁零件为阴极性镀层,它具有较高的硬度,抗蚀性比铜高,能耐碱,也比较能耐酸。常用于钢铁零件的镀铜/镍/铬防护-装饰性镀层的中间层及酸性镀铜前的预镀。
6、铬镀层 铬镀层对钢铁零件为阴极性镀层。它具有较高的耐热性,常温下硬度好,耐磨性好,光反射性强,被广泛用于提高零件的耐磨性、光反射性以及修复尺寸和装饰等方面。
7、银镀层 银镀层对于常用金属为阴极镀层,其导电、焊钎性能优良,化学性质稳定,主要用于电器工业中的导电部件及其焊接部位,还用于防护-装饰性镀层,如乐器、餐具、光学仪器及工艺品。