电镀基本原理及各镀液异常处理方法

电镀基本原理及各镀液异常处理方法讲解------邵玉群电镀基础知识•一、什么叫电镀•电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面，以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程，就叫电镀。•简单的理解，是物理和化学的变化或结合。•普通的说：电与化学物质（化学品）的结成。•例如：一块铁板上镀上一层铜（通电在铜的镀液上）。•二、电镀必须具备什么条件：•要办一个电镀厂，一个车间必须要有：外加的直流电源和特定电解液（或叫镀液）以及特定金属阳极组成的电解装置。就是除了厂房、水、废水处理外，还必须有直流的整流器。镀液通过（镀铜、镍、锌、锡、金、银）等镀种，以及镀什么镀种先择好阳极板。如：镀镍要用镍板，镀铜要用电解铜板，磷铜球。但镀铬不是用铬板，而是铅锡、铅锑合金板（即不溶性阳极）。•除此外，化学镀等镀种通过化学反应结成的镀层是不用电镀的，一般叫化学镀镍.电镀基础知识•[电镀]是在含有某种金属离子的电解液中,将被镀工件作为阴极,通以一定波形的低压直流电。而使金属离子得到电子,不断在阴极沉积为金属的加工过程。[分散能力]在特定条件下,一定溶液使电极上(通常是阴极)镀层分布比初次电流分布所获得的结果更为均匀的能力。也称均镀能力。电镀基础知识•电流密度是什么?如何计算?答:电流密度是指每单位面积的电极上的电流强度。电镀上是以一平方分米为基本计算单位，所以，通过一平方分米电极面积的电流强度就称为该电极的电流密度。阴极电流密度用DK表示，阳极电流密度用DA表示，单位是安培/平方分米，即A/d㎡。例如镀件总面积为50平方分米，使用的电流为100安培，则电流密度为100安培÷50平方分米=2安培/平方分米。阴极电流密度对镀层质量影响很大，过高过低都会产生质量低下的镀层。电流密度还直接决定镀层沉积速度，影响生产效率。电镀基础知识•什么叫做电流效率?答:电流通过电镀溶液在阴极上所析出金属的重量，并不一定和电解定律(电解时电板上析出或溶解物质的重量与电流通过的电量成正比)理论计算的重量相符合，一般是比理论量少。这是由于电解时不单纯地进行金属离子放电还原成金属，而且还进行别的副反应。例如氢的析出，就会消耗一定的电量。因此，要析出一定量的金属时，其实际所需的电流比理论计算值要大。故按理论计算所需的电流值和实际需要的电流值之比，就叫做电流效率。电流效率愈高，电能的浪费愈少。电镀基础知识•镀件电镀前一般的质量要求如何?答:镀件进行电镀前一定要做到无氧化皮、无锈、渍、无油污，表面能完全被水润湿，不挂水珠。电镀基础知识•电解除油与化学除油比较有什么特点?答:电解除油溶液的组成和化学除油溶液大致相同。电解除油的速度通常较化学除油的速度高，油污清除得更干净。电解除油液中的碱度可以比化学除油时降低一些，因为此时皂化作用不是主要的，另外也不必添加乳化剂。若使用乳化剂，则它们会形成大量泡沫浮在溶液表面上，因而阻碍氢气和氧气的顺利逸出。当电接触不良而打火时易造成爆炸事故。为保证电镀层质量，在零件入槽电镀前，多采用电解除油。电镀基础知识•镀件电镀完毕之后，为什么要用清水冲洗干净?答:因为产品电镀完毕出槽之后，表面及孔洞粘附有大量的镀液，而镀液本身通常都有一定的腐蚀性。如果不清洗干净，会对镀层及基体产生腐蚀，影响了产品的外观及防护性能。故镀件出槽后，应即用清水冲洗干净，然后加以干燥。电镀基础知识•在氰化镀铜溶液中，使用空气搅拌合适吗?答:在氰化镀铜溶液中，不宜使用空气搅拌。因为空气中的二氧化碳会与溶液中的碱反应生成碳酸盐。过量的碳酸盐会对铜镀层产生不良的影响。CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O电镀基础知识•在电镀过程中，挂具发热烫手，是由于镀液温度太高造成的吗?答:挂具的发热虽然与溶液的温度有关系，但主要的原因是:(1)通过挂具的电流太大。(2)挂具上的接触不良，电阻增高而使挂具发热。电镀基础知识•控制电镀层厚度的主要因素是什么?答:控制电镀层厚度的主要因素为电流密度、电流效率与电镀时间。另外电镀的镀液浓度和温度也有很大关系。电镀基础知识•为什么镀件从化学除油到酸蚀，中间要经水洗?答:因为通常的化学除油溶液都是碱性的，如果把除油溶液直接带进酸腐蚀溶液中，就会起酸、碱的中和反应，降低了酸的浓度和作用。中和反应的生成物粘附在工件上，会影响镀层的质量。故工件在化学除油后，一定要经清水冲洗干净，才能进入酸腐蚀的溶液。电镀基础知识•配制电镀液的基本程序如何:答:配制电镀液的基本程序如下:(1)将汁量好的所需电镀药品先放入开料槽(小槽)内，再加入适量的清水溶解，注意勿将药品直接倒入镀槽内。(2)溶液所含的杂质，可以先用各种化学方法清除，并以活性炭处理。(3)已处理静置好的溶液，滤入清洁的镀槽中，加水至标准量。(4)调节好镀液工艺规范(pH值、温度、添加剂等)。(5)最后用低电流密度进行电解沉积，以除去其它金属离子杂质，直至溶液适合操作为止。阳极的状态在颜色上的反映•在电镀生产中,阳极的状态对正常生产的影响是很大的。而阳极的状态在阳极板的颜色上能够反映出来,所以通过观察阳极的颜色也能发现电镀生产中的一些问题所在。浅谈电镀槽中的阳极排布•“边缘效应”及解决措施电镀过程中槽内不同位置的所有镀件，都能获得均匀的电流密度，这一点实际是做不到的。通常镀槽在工作状态下，阴极上不同位置的挂具、挂具上不同位置上的镀件，其电流密度相差很大，有的甚至相差数倍。处理电镀故障的原则•1首先要沉稳，冷静思考平常要有一定的准备，包括各种资料、背景材料，以便及时采取措施，但要避免采取一些使情况更复杂的莽撞行动。2坚持按“章”办事要核对原辅材料及工艺操作条件是否符合工艺规定。3到第一线仔细调查“耳听为虚，眼见为实”到第一线了解实情便于解决问题。电镀故障处理•电镀层出现毛刺、粗粒，通常是那些原因造成的，如何解决?答:镀层出现毛刺、粗粒，主要是镀液受悬浮杂质污染所造成的。其来源是:空气中的灰尘、阳极的泥渣、金属杂质的水解产物。此外，还有镀液成分不正常和操作条件不合要求等等。解决的办法是:调正镀液成分和操作条件。如果是悬浮杂质所造成，则应将镀液过滤。电镀故障处理•怎样除去氰化物镀液中的碳酸盐?答:除去氰化物镀液碳酸盐的方法有:(1)冷却法——在冷却氰化镀液的时候，碳酸钠能从溶液中结晶而得以除去，冷却温度最好在0℃左右，时间8小时以上。在冬天时，可应用自然冷却。应用冷却法，金属盐的损失约为10%左右。冷却法不适宜于除去碳酸钾，因为钾盐的溶解度很大。(2)化学沉淀法——可采用硫酸钙、氢氧化钙氢氧化钡等，它们的反应如下:CaSO4+Na2CO3→CaCO3↓+Na2SO4Ca(OH)2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOHBa(OH)2+Na2CO3→BaCO3↓+2NaOH应用硫酸钠，使碳酸钠成碳酸钙沉淀，反应生成的硫酸钙比碳酸钠危害小，。应用氢氧化钙或氢氧化钡的优点是反应后产生的氢氧化钠，在一般溶液中是需要的。(3)稀释法——这个方法是将溶液稀释来减低碳酸盐的浓度，这就将损失一部分溶液，只有在不得已的情况下才可使用。电镀故障处理•光亮酸铜溶液中的杂质对镀层质量有何影响?答:在光亮硫酸盐镀铜溶液中，金属杂质的影响比其它电镀溶液少。很多的金属离子由于外界带入或基体金属的腐蚀(如铁、镍、锌)逐渐在镀液内累积，由于铜的电极电位较正，在强酸性溶液中，它们的存在，不足以造成共沉积的条件，因此影响也不大。但铁、镍的存在会降低溶液的导电度，在含量高时会使镀层粗糙。砷、锑的电位与铜相接近，能与铜共沉积，而使镀层粗糙变脆。铅在溶液中能沉淀而出，影响不大。某些有机杂质也常常引起镀层发脆。电镀故障处理•焦铜溶液的好坏对镀层质量有何影响?•PH的影响过高过低都会导致镀层烧焦。•溶液浓度的比例失调会导致产品表面产生花斑。甚至镀层粗糙。•镀液杂质的影响是导致镀层低区发暗或发黑。电镀故障处理•氰化物镀液中的碳酸盐过多，会造成什么样的故障。答:氰化物镀液在碳酸盐过多的情况下，要造成下列的故障:(1)阳极极化作用增加。(2)阴极效率降低。(3)溶液的导电度减低。(4)光泽范围缩小。(5)镀层容易渗点。(6)镀层易呈海绵状(特别在镀金或镀银溶液中)。(7)溶液的粘度增加，带出损失增大。