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電鍍

來源: 發(fā)布時間:2023-06-09

  電鍍電鍍需要一個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,并在陰極上進行金屬沉積的過程。因此,這是一個包括液相傳質(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,陽極材料的質(zhì)量、電鍍液的成分、溫度、電流密度、通電時間、攪拌強度、析出的雜質(zhì)、電源波形等都會影響鍍層的質(zhì)量,需要適時進行控制。

  電鍍液有六個要素: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,則在陰極發(fā)生如下反應(yīng):從鍍液內(nèi)部擴散到電極和鍍液界面的金屬離子Mn+從陰極上獲得n個電子,還原成金屬M。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的溶解,釋放n個電子生成金屬離子Mn+。

  電鍍都是在一定的金屬溶液中,通過加載直流電流使金屬離子在陰極表面有序沉積的過程;瘜W(xué)鍍就是在一定溶液中,通過自催化氧化還原反應(yīng),將金屬沉積到工件表面,整個過程不通電,如化學(xué)鎳,化學(xué)銅,再沉厚鎳,沖鉻等主要流程,然后清洗-烘烤-下掛-檢查-包裝。

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