電鍍基礎培訓-Luxshare

電鍍基本知識培訓汽車塑件研發部汽車塑件研發：MarvinGe2013.4.3前言

本培訓主要從電鍍基本原理和設備構造著手，通過對電鍍原理和設備構造的簡單講解，使大家對電鍍相關知識有初步的了解。對設備結構及流程進行說明，同時將各部品的結構、及工作原理進行講解，并指出可能影響產品質量的重要結構及動作部分。為學員更好地理解并控制重要品質項目提供幫助。由于時間緊迫及水平有限，資料中的內容可能有錯漏之處，歡迎大家指正。

目錄電鍍分類電鍍原理及基礎電鍍的基本五要素電鍍厚度鍍層檢驗封孔劑電鍍計算掛具滾桶電鍍方式常規電鍍脈沖電鍍電刷鍍電鑄滾鍍連續電鍍掛鍍自動掛鍍線滾鍍連續電鍍電鍍分類2、電鍍原理及基礎2.1電鍍原理2.2法拉第定律2.3鍍層分析2.4電鍍流程分析2.1、電鍍原理借助外界直流電的作用，在溶液中進行電解反應，使導電體的表面沉積一金屬或合金層的方法，稱為電鍍。

☆圖例：陰極主要反應:

Cu2++2e-→Cu

陽極主要反應:

Cu→Cu2++2e-

陰極副反應:2H3O++2e-→H2+2H2O

陽極副反應:6H2O→O2+4H3O++4e-

2.2、法拉第定理法拉第定律是描述電極上通過的電量與電極反應物重量之間的關系,又稱為電解定律.電解定律是自然界中最嚴格的定律之一.它不受溫度、壓力、電解質溶液濃度、溶劑的性質、電解質材料和形狀等因素的影響。☆第一定律：電解時,電極上析出(或溶解)物質的質量與電解液中所通過的電量成正比.m=KIt=KQm-析出物質量(g)K-比例常數(電化當量)(g/A·h)I-電流強度(A)t-通電時間(h)Q-通過電量(A·h)☆第二定律：電極上每析出(或溶解)1mol的任何物質所需的電量為n*96500C或n*26.8A·h1電量為96500C,它是一個常數，一般稱為法拉第常數■鍍層厚度d的計算公式(d：um)d=(K×Dk×t×ηk×100)/(60×ρ)■電鍍時間t計算公式（t：min）t=(60×ρ×d)/(K×Dk×ηk×100)ρ-電鍍層金屬密度(g/cm3)DK-陰極電流密度(A/dm2)ηk-陰極電流效率(％)☆舉例：已知鍍鎳液電流效率ηk為95%，DK為15A/d㎡，電鍍1分鐘后所得鍍層厚度是多少?解：查得鎳的K為1.095,ρ為8.9根據公式d=(K×Dk×t×ηk×100)/(60×ρ)

=(1.095×15×1×0.95×100)/(60×8.9)=2.922(um)☆常用數據：序號金屬密度g/cm2熔點℃沸點℃比熱容20℃J/g℃線膨脹系數20℃×10-6/℃熱傳導20℃時W/cm℃電阻系數μΩ/cm1銅8.96108325950.384316.423.86441.633錫7.323222700.2261230.657311.34金19.31062.729490.129014.42.96092.215銀10.996020000.233618.94.07791.586鈀12.0155539800.245811.60.674110.88鎳8.9145229000.468913.70.586220序號金屬符號原子價比重原子量當量電化學當量mg/庫侖克/安培小時1金Au119.3197.2197.22.04367.3572金Au319.365.765.70.6812.4523銀Ag110.5107.88107.881.1184.0254銅Cu18.9363.5463.540.6582.3725銅Cu28.9363.5463.540.3291.1867錫Sn27.33118.70118.700.6152.2148錫Sn47.33118.70118.700.3071.107序號金屬鍍層名稱金屬鍍層重量

mg/cm2g/dm21銅鍍層0.890.0892金鍍層1.940.1943鎳鍍層0.890.0894鎳鍍層0.730.0735鈀鍍層1.200.1202.3、鍍層的分類：使用目的功能性鍍層耐磨和減磨性鍍層抗高溫氧化鍍層修復性鍍層熱處理用鍍層磁性鍍層導電性鍍層其他可焊性鍍層防護-裝飾性鍍層保護基體金屬,賦予美麗外觀.提高制品表面硬度,增加其抗磨能力(Sn-Pb)磁環`磁盤`磁膜(Ni-Fe`Co-Ni)保護制品在熱處理時不改變性能(Cu`Sn)修復損壞部位(Fe`Cu`Cr)改善焊接性能(Sn)改善光學性能鍍層等(Cr,黑鉻)防止制品在高溫下被氧化腐蝕(Pt-rh)提高表面導電性能(Au-Co)鍍層結構簡單鍍層復合鍍層組合鍍層單一金屬鍍層(Zn`Cr)幾層相同或不同金屬疊加而成的鍍層(暗Ni-半光Ni-光NiNi-AuNi-Cu)固體微粒均勻地分散在金屬中而形成的鍍層(Ni-SiCCu-Al3O2)☆對鍍層的主要要求：1、鍍層與基體的結合必須牢固,附著力好2、鍍層完整,結晶細致緊密,孔隙率小3、具有良好的物理、化學及機械性能4、具有符合標準規定的鍍層厚度,且鍍層分布要均勻☆影響電鍍質量的因素：因素電源基件溶液電流密度添加劑、導電鹽、金屬離子濃度等直接影響鍍層的好壞電流密度影響鍍層的結晶效果電流波形電極電流波形對鍍層的結晶組織、光亮、鍍液的分散能力和覆蓋能力等都有影響.現在多使用脈沖電流電極的形狀、尺寸、位置影響鍍層的分布效果成分溫度攪拌適當的溫度可以提高溶液的導電性，促進陽極溶解，提高陰極電流效率，減少針孔，降低鍍層內應力等加速溶液對流，降低陰極的濃差極化作用表面狀態形狀清潔、平整的基件表面鍍層效果越好影響電流分布，位置定位等上料脫脂酸洗活化預鍍電鍍水洗鈍化封孔干燥下料前處理電鍍后處理2.4、電鍍流程分析：前處理:電鍍前的所有工序統稱為前處理,目的是修整工件表面,去除工件表面的油脂,銹皮,氧化膜等,為后面鍍層沉積提供所需的電鍍表面.前處理主要影響到外觀結合力,據統計,60%的電鍍不良品由于前處理不良所造成.前處理的方式有:噴砂、磨光、拋光、熱浸脫脂、超音波脫脂、電脫脂、酸洗活化等。電鍍:在工件表面得到所需鍍層。整個流程的核心程序。后處理：電鍍后對鍍層進行各種處理以增強鍍層的各種性能。如耐腐蝕性、抗變色能力、可焊性等。后處理的方式有：鈍化、中和、著色、防變色、封孔等3.電鍍的基本五要素1.陰極：被鍍物，指各種接插件端子。2.陽極：若是可溶性陽極，則為欲鍍金屬。若是不可溶性陽極，大部分為貴金屬（白金，氧化銥）.3.電鍍藥水：含有欲鍍金屬離子的電鍍藥水。4.電鍍槽：可承受，儲存電鍍藥水的槽體，一般考慮強度，耐蝕，耐溫等因素。5.整流器：提供直流電源的設備。4.電鍍厚度1.厚度表示法：u”微英寸，μm,微米,2.錫合金電鍍:

作為焊接用途,一般膜厚在100~200μ``最多.3.鎳電鍍

現在電子連接器皆以打底，故在５０μ``以上為

一般規格，較低的規格為３０μ``，(可能考慮

到折彎或者成本)4.金電鍍

為昂貴的電鍍加工,故一般電子業在選用規格時,

考慮到其實用環境、使用對象,制造成本,若需通

過一般強腐蝕實驗必須在50μ``以上.5.鍍層檢驗1.外觀檢驗:目視法,放大鏡(4~10倍)2.膜厚測試:X-RAY熒光膜厚儀.3.密著實驗:折彎法,膠帶法或兩者并用.4.焊錫實驗:沾錫法,一般95%以上沾錫面積均勻平滑

即可.5.水蒸氣老化實驗:測試是否變色或腐蝕斑點,及后

續的可焊性.6.抗變色實驗:使用烤箱烘烤法,是否變色或者脫皮.7.耐腐蝕實驗:鹽水噴霧實驗,硝酸實驗,二氧化硫實驗,硫化氫實驗等.6.封孔劑7.電鍍計算

理論厚度的計算：由法拉第兩大定律導出下列公式：

理論厚度Z（μ``）==2.448CTM/ND（Z厚度，T時間，M原子量，N電荷數，D密度，C電流密度）金理論厚度==24.98CT（密度19.3，分子量196.9665，電荷數1）銅理論厚度==8.74CT（密度8.9，分子量63.546，電荷數2）銀理論厚度==25.15CT（密度10.5，分子量107.868，電荷數1）鈀理論厚度==10.85CT（密度12.00，分子量106.42，電荷數2）80/20鈀鎳理論厚度==10.42CT（密度11.38，分子量96.874，電荷數2）90/10錫鉛理論厚度==20.28CT（密度7.713，分子量127.8，電荷數2）今有一客戶委托電鍍加工一端子，數量總為5000K，其電鍍規格為鎳50μ``，金GF，錫鉛為100μ``。1.設定厚度為：鎳60μ``，金1.3μ``，錫鉛120μ``。2.假設效率各為：鎳90%，金20%，錫鉛80%。3.可使用電流密度范圍各為：鎳設定15ASD，金

0~10ASD，錫鉛2~30ASD。4.電鍍槽長各為：鎳6米，金2米，錫鉛6米。5.端子間距為2.54mm。6.單支電鍍面積各為：金15mm2，鎳54mm2，錫鉛29mm2。請問：1.產速為多少？

2.需要多少時間才能生產完畢？（不包含開關機時間）

3.鎳電流各為多少安培？

4.金，錫鉛電流密度及電流各為多少？解答：1.鎳效率=鎳設定膜厚/鎳理論膜厚0.9==60/Z

Z=67μ``（鎳理

論膜厚）

鎳理論膜厚==8.074CT

67==8.074×15×T

T==0.553分

（電鍍時間）

鎳電鍍時間=鎳電鍍槽長/產速

0.553=6/VV=10.85米

/分（產速）2.完成時間=總量×0.001×端子間距/產速t=5000000×0.001×2.54/10.85==1170.5分1170.5/60==19.5Hr（完成時間）3.鎳電鍍總面積==鎳電鍍槽長/端子間距×單支鎳電鍍面積

M=6×1000/2.54×54==127559mm2==12.7559dm2

鎳電流密度==鎳電流/鎳電鍍總面積

15==A/12.7559

A==191

安培4.金效率==金設定膜厚/金理論膜厚

0.2==1.3/Z

Z=6.5μ``（金理論膜厚）

金電鍍時間==金電鍍槽長/產速

T=2/10.85==0.1843分

金理論膜厚=24.98CT

6.5==24.98×C×0.1843

C=1.412ASD

（電流密度）

金電鍍總面積=金電鍍槽長/端子間距×單支金電鍍面積

M=2×1000/2.54×15==11811mm2==1.1811dm2

金電流密度==金電流/金電鍍總面積

1.412=A/1.1811

A=1.67安培

錫鉛效率=錫鉛設定膜厚/錫鉛理論膜厚0.8=120/Z

Z==150μ``（錫鉛理論膜厚）

錫鉛電鍍時間==錫鉛電鍍槽長/產速

T=