电刷镀技术理论知识Word文件下载.docx

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目前已有一百多种不同用途的溶液，适用于各个行业不同的需要。

6、溶液性能稳定，使用时不需要化验和调整；

无毒，对环境污染小；

不燃、不爆，储存、运输方便。

7、配有专用除油和除锈的电解溶液，所以表面预处理效果好，镀层质量高，结合强度大。

8、有不同型号的镀笔，并配有形状不同、大小不一的不溶阳极，对各种不同几何形状及结构复杂的零部件都可修复。

某些阳极也可使用可溶性阳极。

9、费用低，经济效益大。

10、镀后一般不需要机械加工。

11、一套设备可在多种材料上刷镀，可以镀几十种镀层。

获得复合镀层非常方便，并可用叠层结构得到大厚度镀层。

12、镀层厚度的均匀性可以控制，既可均匀镀，也可以不均匀镀。

三、电刷镀技术的的用途

1、修复槽镀产品的缺陷。

2、修复加工超差件及零件的表面磨损，恢复其尺寸精度和几何形状精度。

3、修复零件表面的划伤、沟槽、凹坑、斑蚀。

4、强化新品表面，使其有较高的力学性能和较好的物化性能。

5、制备零件表面的防护层，如要求表面耐腐蚀、耐高温、耐氧化，对铝及铝合金表面进行氧化处理。

6、完成槽镀难于完成的作业。

如：

（1）零件太大或要求特殊而无法槽镀。

（2）工件难以拆装或拆装运输费用昂贵，对大型设备现场修理。

（3）只需局部镀的大件或镀盲孔。

（4）零件浸入镀槽会引其他部位的损坏或污染镀液。

第二节电刷镀设备

现代电刷镀技术要求有专用的设备和工辅具。

它包括电源装置，一整套齐备的镀笔工具和可更换的阳极及包裹材料，还有夹持零件转动的转胎和其他辅助工具。

一、电源

电源是实施电刷镀的主要设备，是用来提供电能的装置。

因此，必须达到下列设计要求：

1、电源必须具备变交流电为直流电的功能，并要求负载电流在较大范围内变化时，电压的变化很小。

2、输出电压应能无级调节，以满足各道工序和不同溶液的需要。

常用电源电压可调节范围为0V～30V，大功率电源最高电压可达到50V。

3、电源的自调作用强，输出电流应能随镀笔和阳极接触面积的改变而自动调节。

4、电源应装有直接或间接地测量镀层厚度的装置，以显示或控制镀层的厚度。

5、有过载保护装置。

当超载或短路时，能迅速切断主电路，保护设备和人员安全。

6、电源应体积小、质量轻，工作可靠，操作简单，维修方便。

目前，国内有许多厂家生产电刷镀电源，以其控制和输出形式，大体有恒压式、恒流式、脉冲式三种类型。

其组成部分和工作原理是基本相同的，一般主要由整流装置、安培小时计、过载保护电路及其他一些辅助电路组成。

二、镀笔

镀笔由阳极与镀笔杆组成，镀笔杆包括导电杆、散热器、绝缘手柄等。

1、阳极的分类及选用

按所使用的材料阳极可分为：

石墨阳极、铂铱合金阳极、不锈钢阳极、可溶性阳极和其他材料阳极。

为了适应不同形状和不同尺寸工件的需要，可将阳极制作成圆柱、半圆、月牙、平板、方条、线状等各种形状。

在实践操作中，选用什么形状及多大尺寸的阳极，要根据待镀工件表面的形状和大小平决定。

例如：

线细状阳极适用于填补沟槽、凹坑；

圆柱状阳极用于内径或小平面，半圆形阳极用于内孔或平面；

月牙形阳极用于外圆；

平板形阳极用于平面或外圆等。

一般小面积刷镀，设计的阳极工作面积占被镀面积的1/5～1/3为最佳。

但刷镀大面积时，由于受材料大小和强度的限制，不可能做成很大尺寸的阳极，所以只能根据现有材料的尺寸，做出尽量大的阳极来使用。

2、阳极的包裹及包裹材料

目前使用的阳极，其外表面如不用适当的材料包裹是不允许直接用来刷镀的。

阳极包裹的作用是储存镀液，防止阳极与工件直接接触短路，以免烧伤工件。

同时对阳极表面腐蚀下来的石墨粒子和其他杂质起到机械过滤作用。

常用的包裹材料主要是医用脱脂棉，涤纶棉套，或人造毛套等。

包裹时，一般先在阳极表面上包一层适当厚度的脱脂棉花，外面再用涤纶棉套或人造毛套裹住。

阳极的包裹主要是将与工件接触的表面包起来。

包裹圆柱、平板形阳极的步骤和方法是：

（1）将脱脂棉花撕成片状（厚度约3mm～6mm）。

（2）根据阳极形状和大小，用剪刀将棉花剪成条状。

（3）用棉花条沿阳极外表面包裹。

棉花的开头与收尾应扯成楔形，使棉套紧密均匀。

（4）选择适当尺寸的涤纶绵套套住棉花，并用橡皮筋捆紧，以提高棉套的耐磨性。

阳极的包裹层厚度要均匀、适当。

太厚时，虽然储存镀液多，但电阻大，沉积速度慢，太薄时，储存镀液少，容易磨穿，造成工件局部过热，甚至发生短路，影响镀层质量。

包套厚度一般取5mm～15mm（指包套在虚态情况下）。

3、镀笔的使用和保管

在刷镀时，对于每一种溶液都必须有一支或几支专用镀笔。

每支镀笔使用前都必须先在笔杆上贴上所用镀液的名称标签，不能混用。

镀笔用完后要用清水冲洗干净分别存放，不能混放，更不能混用，尤其是镀铜与镀镍的镀笔不能混用，以免镀液互相污染。

下一次使用镀笔前，应注意检查电缆线插孔处是否有锈蚀，若有锈蚀，要拆卸清理干净。

石墨阳极长时间使用也会被腐蚀，可用锉刀、刮刀等工具将表面腐蚀刮除，继续使用。

过度腐蚀就要报废。

阳极包套一旦磨穿就要及时更换。

换下的棉花一般不能再用，较干净的棉花可用水冲冼，晒干后继续使用。

用过的镀笔，长时间不再用时，应将阳极、锁紧螺帽、导电杆、散热器分别拆开，清理干净后分别保管，以备再用。

三、辅助器具及材料

1、转胎

它是用来夹持零件转动的设备。

为了满足阴极和阳极之间相对运动速度的要求，减少劳动强度，对于轴类零件的电刷镀，它是不可缺少的设备。

2、盛液杯、塑料盘、挤压瓶

盛液杯用来盛装镀液，塑料盘用来回收镀液或废水，挤压瓶用来盛冲洗水或装镀液作为供送镀液的器具。

3、手提式电机、各种小砂轮、油石、刮刀

这些是用来清理、整形工件的划痕、沟槽、凹坑等缺陷和修整镀层不可缺少的一整套工具。

4、绝缘胶带、塑料布

绝缘胶带和塑料布用来粘贴和遮蔽工件的非镀面，防止污染和腐蚀。

5、剪刀、橡皮筋、针和线

剪刀用于剪棉花和涤棉套，橡皮筋做捆扎包套用，针和线用来缝合包套。

第三节电刷镀溶液

电刷镀溶液与有槽电镀溶液相比有明显的特点。

大多数金属镀液都是有机鳌合物的水溶液；

除了小部分有特殊要求的镀液（金、银）外，其余的镀液都不含有氰化物；

镀液中金属离子含量高，沉积速度快；

部分溶液的酸性或碱性较强，多数溶液的pH值在4～10之间，其腐蚀性小。

酸性镀液一般比碱性镀液的沉积速度快，但酸性镀液一般不宜直接在组织疏松的材料上起镀；

碱性镀液和中性镀液比酸性镀液的沉积速度慢些，但是它们的镀覆工艺性能和镀覆层的力学性能是比较好的。

电刷镀溶液分为表面预处理溶液、单金属镀液、合金镀液、退镀液和钝化液5大类，共18个系100多个品种。

电刷镀溶液质量的好坏直接关系到工件的修复质量。

一般来讲，对电刷镀所用溶液有以下要求：

（1）溶液长时间不用时，不应有沉淀、变色、变质发生；

（2）镀液中金属离子浓度较为恒定；

（3）镀液利用率高，用过的废液对环境污染少或无污染；

（4）镀液对人体伤害少或是绿色环保镀液。

一、表面预处理溶液

用于表面预处理的溶液主要有电解除油液（电净液）和对表面电解刻蚀（除锈）的活化液。

（一）1号电净液的性能、用途与工艺规范

该溶液为无色透明的碱性水溶液，pH=13，冻点为－10℃。

可以长期存放，腐蚀性小。

1号电净液具有较强的去油污能力，并且有轻微的去锈蚀作用，适用于所有金属表面的电解除油。

其操作工艺规范为：

工作电压8V～15V

相对运动速度60mm/s～130mm/s

电源极性正接（高强度钢除外）

（二）0号电净液的性能、用途与工艺规范

这是一种与1号电净液性能相似的除油溶液。

无色透明，pH=13，冻点为－10℃，可长期存放。

0号电净液的除油效果比1号电净液要好，尤其适用于铸铁等组织疏松材料。

操作工艺规范为：

相对运动速度60mm～130mm

电源极性正接

（三）1号活化液的性能、用途与工艺规范

该溶液无色透明，呈酸性，pH=0.4，冻点为－15℃，可长期存放。

1号活化液有去除金属表面氧化膜和疲劳层的能力，对基体腐蚀较慢，适用于低碳钢、低碳合金钢以及白口铸铁等材料的表面活化处理。

活化时按以下工艺规范操作：

相对运动速度100mm/s～160mm/s

电源极性正接或反接

（四）2号活化液的性能、用途与工艺规范

溶液的pH=0.3，无色透明，冻点为－17℃，可长期存放。

2号活化液具有较强的去除金属表面氧化膜和疲劳层的能力，对基体腐蚀快，适用于中碳钢、中碳合金钢、高碳钢、高碳合金钢、铝和铝合金、灰口铸铁、镍层以及难熔金属的活化处理。

也可用于去除金属毛刺和剥蚀镀层。

工作电压6V～14V

电源极性反接

（五）3号活化液的性能、用途与工艺规范

3号活化液呈淡绿色，pH=4，冻点为－9℃，可长期存放。

3号活化液对铁素体基体的作用较弱，甚至不起作用，而对碳化物的作用很强。

因此除对铜等少数材料活化时单独使用外，一般与其他活化液（1号、2号）配合使用。

主要用途是去除中、高碳钢、铸铁等材料经1号、2号活化液活化后表面出现的炭黑层，以提高镀覆层与基体的结合强度。

工作电压10V～25V

相对运动速度100mm/s～130mm/s

（六）4号活化液的性能、用途与工艺规范

该溶液无色透明，pH=0.2，冻点为－18℃，可长期存放。

4号活化液腐蚀能力很强，适用于钝化状态的铬、镍钢或者经上述活化液活化后仍难施镀的基体材料的活化处理。

也可用于去除金属毛刺和剥蚀旧镀层。

二、单金属镀液

（一）镀镍溶液

1、镍的性质和用途

在表面镀覆技术中，镍是应用最广泛的镀层。

尤其在机械零件修复和强化零件表面用得最多。

这是因为镍镀层具有优良的物理、化学和力学性能。

镍镀层在真空中有很好的化学稳定性，不易变色。

镍有很强的钝化能力，能够迅速地生成一层很薄的钝化膜，所以在常温下能很好地抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。

镍在有机酸中很稳定，在浓硝酸中处于钝化状态，在硫酸和盐酸中溶解缓慢，但易溶于稀硝酸中。

电刷镀镍层具有较高的硬度，并有较好的塑性。

因此，被广泛应用于要求硬度高、耐磨性好的零件表面。

镍还有较好的抗高温氧化性能，在温度高于600