电镀基础培训资料.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电镀及设备培训资料,工务部,前言,前言,本资料主要从电镀基本原理和设备构造着手，通过对电镀原理和设备构造的简单讲解，使大家对电镀相关知识有初步的了解。对设备结构及流程进行说明，同时将各部品的结构、及工作原理进行讲解，并指出可能影响产品质量的重要结构及动作部分。为现场生产中更好地理解并控制重要品质项目提供帮助。,由于时间紧迫及水平有限，资料中的内容可能有错漏之处，欢迎大家指正。同时欢迎大家以各自所在的领域为出发点，对本资料提出改善建议。,工务部,2009,年,2,月,2,日,目录,1,、电镀简介。,4,2,、电镀原理及基础。,8,3,、连续电镀设备分析。,16,4,、特殊结构解析。,20,5,、电控系统。,40,目录,1,、行业简介,1,、电镀简介,2,、电镀原理及基础,3,、连续电镀设备分析,4,、特殊结构解析,5,、电控系统,返回,1,、电镀简介,1.1,电镀的现状和发展趋势,1.2,电镀分类,1,、行业简介,1.1,、电镀的现状和发展趋势：,1,、行业简介,电镀隶属于表面处理技术领域，在金属精饰中按吨位计占加工的首位。电镀的发展分三个时期：第一个时期是为了改善光泽或耐蚀性。第二个时期是因为劳力不足而迈向省力化、自动化。第三个时期为减轻公害时期，以拓展自身的生存空间,我国近代电镀行业发展较快，从业人员增多。但现有的电镀技术、设备及相关技术多是从欧洲、台湾引进；自主研发能力较弱。,总之,电镀工业在全世界已经发展了,160,多年，是一门既成熟又年轻的科学，我们电镀及科技工作者仍大有可为！,未来电镀的发展方向,:,合金和复合镀层等功能性电镀的研究,更加节能的电镀工艺,低污染化,以及新型电镀的研究,以适应科技和生产的需要,拓展行业的生存空间,1.2,、电镀分类：,1,、行业简介,挂 具,滚桶,电,镀,方,式,常规电镀,脉冲电镀,电刷镀,电 铸,滚 镀,连续电镀,挂 镀,自动挂镀线,滚 镀,连续电镀,2,、电镀原理及基础,1,、电镀简介,2,、电镀原理及基础,3,、连续电镀设备及流程分析,4,、特殊结构解析,5,、电控系统,返回,2,、电镀原理及基础,2.1,电镀原理,2.2,法拉第定律,2.3,镀层分析,2.4,电镀流程分析,2,、电镀原理及基础,2.1,、电镀原理,1,、电镀原理及基础,借助外界直流电的作用，在溶液中進行电解反应，使导电体的表面沉积一金属或合金层的方法，称为电镀。,图例：,阴极主要反应,:,Cu,2+,+2e,-,Cu,阳极主要反应,:,Cu Cu,2+,+2e,-,阴极副反应,:,2H,3,O,+,+2e,-,H,2,+2H,2,O,阳极副反应,:,6H,2,O O,2,+4H,3,O,+,+4e,-,2.2,、法拉第定理,1,、电镀原理及基础,法拉第定律是描述电极上通过的电量与电极反应物重量之间的关系,又称为电解定律,.,电解定律是自然界中最严格的定律之一,.,它不受温度、压力、电解质溶液浓度、溶剂的性质、电解质材料和形状等因素的影响。,第一定律：,电解时,电极上析出,(,或溶解,),物质的质量与电解液中所通过的电量成正比,.,m=,KIt,=KQ,m-,析出物质量,(g),K-,比例常数,(,电化当量,)(,g/Ah,),I-,电流强度,(A),t-,通电时间,(h),Q-,通过电量,(,Ah,),第二定律：,电极上每析出,(,或溶解,)1mol,的任何物质所需的电量为,n*96500C,或,n*26.8Ah,1,电量为,96500C,它是一个常数，一般称为法拉第常数,镀层厚度,d,的计算公式,(d,：,um),d=(KD,k,t,k,100)/(60),电镀时间,t,计算公式（,t,：,min,）,t=(60d)/(KD,k,k,100),-,电镀层金属密度,(g/cm,3,),D,K,-,阴极电流密度,(A/dm,2,),k,-,阴极电流效率,(,),1,、电镀原理及基础,举例：,已知镀镍液电流效率,k,为,95%，,D,K,为,15,A/d，电镀,1,分钟后所得镀层厚度是多少?,解：查得,镍的,K,为1.095,为,8.,9,根据公式,d=(KD,k,t,k,100)/(60),=(1.0951510.95100)/(608.9),=2.922(um),常用数据：,序号,金属,密度,g/cm,2,熔点,沸点,比热容,20J/g,线膨胀系数,2010,-6,/,热传导,20,时,W/cm,电阻系数,/cm,1,铜,8.96,1083,2595,0.3843,16.42,3.8644,1.63,3,锡,7.3,232,2270,0.2261,23,0.6573,11.3,4,金,19.3,1062.7,2949,0.1290,14.4,2.9609,2.21,5,银,10.9,960,2000,0.2336,18.9,4.0779,1.58,6,钯,12.0,1555,3980,0.2458,11.6,0.6741,10.8,8,镍,8.9,1452,2900,0.4689,13.7,0.5862,20,序号,金属,符号,原子价,比重,原子量,当量,电化学当量,mg/,库仑,克,/,安培小时,1,金,Au,1,19.3,197.2,197.2,2.0436,7.357,2,金,Au,3,19.3,65.7,65.7,0.681,2.452,3,银,Ag,1,10.5,107.88,107.88,1.118,4.025,4,铜,Cu,1,8.93,63.54,63.54,0.658,2.372,5,铜,Cu,2,8.93,63.54,63.54,0.329,1.186,7,锡,Sn,2,7.33,118.70,118.70,0.615,2.214,8,锡,Sn,4,7.33,118.70,118.70,0.307,1.107,序号,金属镀层名称,金属镀层重量,mg/cm,2,g/dm,2,1,铜镀层,0.89,0.089,2,金镀层,1.94,0.194,3,镍镀层,0.89,0.089,4,镍镀层,0.73,0.073,5,钯镀层,1.20,0.120,2.3,、镀层的分类：,1,、电镀原理及基础,使,用,目,的,功,能,性,镀,层,耐磨和减磨性镀层,抗高温氧化镀层,修复性镀层,热处理用镀层,磁性镀层,导电性镀层,其他,可焊性镀层,防护,-,装饰性镀层,保护基体金属,赋予美丽外观,.,提高制品表面硬度,增加其抗磨能力,(,Sn-Pb,),磁环,磁盘,磁膜,(Ni-,FeCo,-Ni),保护制品在热处理时不改变性能,(,CuSn,),修复损坏部位,(,FeCuCr,),改善焊接性能,(,Sn,),改善光学性能镀层等,(Cr,黑铬,),防止制品在高温下被氧化腐蚀,(Pt-,rh,),提高表面导电性能,(Au-Co),镀,层,结,构,简单镀层,复合镀层,组合镀层,单一金属镀层,(,ZnCr,),几层相同或不同金属叠加而成的镀层,(,暗,Ni-,半光,Ni-,光,Ni Ni-Au Ni-Cu),固体微粒均匀地分散在金属中而形成的镀层,(Ni-,SiC,Cu-Al,3,O,2,),1,、电镀原理及基础,对镀层的主要要求：,1,、,镀层与基体的结合必须牢固,附着力好,2,、,镀层完整,结晶细致紧密,孔隙率小,3,、,具有良好的物理、化学及机械性能,4,、具有符合标准规定的镀层厚度,且镀层分布要均匀,影响电镀质量的因素：,因,素,电,源,基,件,溶,液,电流密度,添加剂、导电盐、金属离子浓度等直接影响镀层的好坏,电流密度影响镀层的结晶效果,电流波形,电 极,电流波形对镀层的结晶组织、光亮、镀液的分散能力和,覆盖能力等都有影响,.,现在多使用脉冲电流,电极的形状、尺寸、位置影响镀层的分布效果,成 分,温 度,搅 拌,适当的温度可以提高溶液的导电性，促进阳极溶解，,提高阴极电流效率，减少针孔，降低镀层内应力等,加速溶液对流，降低阴极的浓差极化作用,表面状态,形 状,清洁、平整的基件表面镀层效果越好,影响电流分布，位置定位等,上料,脱脂,酸洗,活化,预镀,电镀,水洗,钝化,封孔,干燥,下料,前处理,电 镀,后处理,2.4,、电镀流程分析：,1,、电镀原理及基础,前处理,:,电镀前的所有工序统称为前处理,目的是修整工件表面,去除工件表面的油脂,锈皮,氧化膜等,为后面镀层沉积提供所需的电镀表面,.,前处理主要影响到外观结合力,据统计,60%,的电镀不良品由于前处理不良所造成,.,前处理的方式有,:,喷砂、磨光、抛光、热浸脱脂、超音波脱脂、电脱脂、酸洗活化等。,电镀,:,在工件表面得到所需镀层。整个流程的核心程序。,后处理：电镀后对镀层进行各种处理以增强镀层的各种性能。如耐腐蚀性、抗变色能力、可焊性等。,后处理的方式有：钝化、中和、着色、防变色、封孔等,2,、电镀原理及基础,1,、行业简介,2,、电镀原理及基础,3,、连续电镀设备分析,4,、特殊结构解析,5,、电控系统,返回,3,、连续电镀设备分析,3.1,用材分析,3.2,槽体结构,3.3,管路循环系统,3.4,机台骨架结构,3.5,其他配件,2,、电镀原理及基础,3.1,、用材分析：,1,、行业简介,不锈钢,:,密度,7.9g/cm,3,.,常用的有,JIS,标准,SUS 304 316,等,GB,的,1Cr18Ni9Ti,钢 由于钢中含有,Ti,能促使碳化物稳定而具有较高的抗晶间腐蚀性,.,对硝酸、醋酸、磷酸、盐及碱的溶液、有机酸、水蒸气及湿空气的耐腐蚀性高。对浓硫酸、盐酸、氢氟酸、氯气等耐腐蚀性差。在电镀设备中。主要用于骨架结构、高温槽体、脱脂阳极、及治具零件上都有使用。材料常见，价格便宜。,铜,:,紫铜密度,8.9g/cm,3,.,常用的铜材有紫铜和黄铜也有特殊结构用磷青铜。铜具有良好的导电性能和导热性能。电镀设备中。主要用于制作导电柱、汇流铜排。还有个别用来制作导热管或冷却管的。材料常见，价格贵。,Ti,:,银白色金属，密度,4.5g/cm,3,.,其力学性能与化学性能与不锈钢接近。塑性好，可焊接，可切削加工，耐腐蚀性好，抗氧化性优于不锈钢。主要用于,350,度以下，受力不大，要求高塑性，耐腐蚀性场合。其抗拉强度为,420MPA,，冲击强度为,80-100J/cm,2,弹性模量为,105GPA,。主要用于治具制作、泵浦轴心、加热器等。材料常见，价格贵。,PP:,化学名聚丙烯。又名百折胶。密度,0.91g/cm,3,.,是最轻的塑料之一。物料稍软，不易折断，比重轻，可浮于水面。极易燃烧，离开火源可自熄，火焰蓝色，黄顶，少许白烟，会发涨有熔液下滴，石油味，似煤。,PP,产品质量轻、韧性好、耐化学性好，缺点是尺寸精度低、刚性差。多用于槽体制作、管道以及一些治具制作。材料常见，价格便宜。,3.1,、用材分析：,1,、行业简介,PVC:,化学名聚氯乙烯。密度,1.1-1.3g/cm,3,。,PVC,中类很多，分软质、半硬质和硬质,PVC,。离开火源会自动熄灭，燃烧时火焰黄色，绿边,黄绿白烟，有氯气味。多用于槽体制作、管道以及一些治具制作。材料常见，价格便宜。,附图：,POM:,化学名聚甲醛。密度,1.41-1.43g/cm,3,。,俗名赛钢,。,较脆，易折断，可以燃烧，离开火源可自燃，火焰呈清晰之蓝色，无烟，有熔液下滴，气味有毒特别刺鼻，会令人流泪,。具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性，耐高温。适合做齿轮、轴承及管道零件等，材料常见，价格中等。,PP,、,PVC,黄铜,Ti,不锈钢,3.2,、槽体结构：,1,、行业简介,上槽,子槽,子槽堰口,1,、行业简介,堰口流量计算：,Q=CbH,3/2,(m,3,/min),C=107.1+0.177/H+14.2H/D+2.04(B/D),1/2,-25.7(B-b)H/DB,1/2,子母槽容积比：,1,：,5-6,倍,进水,流量计算：,1,、行业简介,各种槽体结构图：,3.2,、槽体结构：,1,、行业简介,视窗,溢流,排水,储槽：,储存药水，搅拌、加热、过滤、弱电解等一般在储槽内进行。容积根据交换速度，以及使用的时间，子槽容积等因素来决定，一般,Ni,、,Sn,储槽容积,250-400L,，,Au,、,Pd,在,150L,左右，水洗,80-120L,。,3.3,、管路循环系统：,1,、行业简介,泵浦管路,排水管路,回流管路,进水管路,管路是流体流动的通道，铺设时应避免过多的弯道，以防造成过大的管损。距离较远时应在一定位置做支撑补强。回流管路的大小一般为进水管径的,4-6,倍。管道材质一般采用,PVC,及,PP,管。,3.4,、机台骨架结构：,1,、行业简介,骨架为整个机械的最大承力部分，骨架多采用耐腐蚀的,SUS304,材质型钢，如,50*50*2,方管，角材。考虑长久使用及成本控制，多在骨架外喷双层防腐漆。骨架结构多为焊接结构，有些为方便拆装采用螺丝连接。制作骨架时应考虑其受力位置，操作位置，维修空间，各个功能区的定位,3.5,、其他配件：,1,、行业简介,2,、电镀原理及基础,1,、行业简介,2,、电镀原理及基础,3,、连续电镀设备分析,4,、,特殊结构解析,5,、电控系统,返回,4,、特殊结构解析,4.1,导电治具,4.2,刷镀治具,4.3,点镀治具,4.4,RC,罩头,2,、电镀原理及基础,4.1,、导电治具：,1,、行业简介,4.2,、刷镀治具：,1,、行业简介,刷鍍设备在現今的电镀厂也很普及，从简单的平台接觸式，到三角模具点接触式，以及固定模具專用尺寸接触式。刷布材料有不织布、,PP,混紗、羊毛,等。刷布厚度从,13mm,適用於三角模具，刷布越薄扩散越小，但是容易破損。刷布越厚，接触面积越大，扩散就越大。刷镀是所有电镀方式中，搅拌效果最好的，因为它是用连续摩擦方式來消除氢气泡，所以刷镀的电流密度很容易就可以开到几十个,ASD,以上。使用刷鍍上需注意几件事：第一就是流量，流量越大越好，黃金离子交换速度快，效率会很好，而且电流密度也可以开得更高。但是流量大就很容易产生扩散多镀的问题，所以需使用抽真空模具，让多余的药水可以迅速抽走。,4.2,、刷镀治具：,1,、行业简介,虹吸管接口,进水,进水,进水,阴极导台,阴极导线,虹吸管接口,虹吸管接口,气囊,4.3,、点镀治具：,1,、行业简介,4.4,、,RC,罩头：,1,、行业简介,1,、行业简介,立式点镀,RC,卧式点镀,相关图片：,刷镀,2,、电镀原理及基础,1,、行业简介,2,、电镀原理及基础,3,、连续电镀设备分析,4,、特殊结构解析,5,、电控系统,返回,5,、电控系统,5.1,电器元件,5.2,常用部件,5.3,电控回路,2,、电镀原理及基础,