- 11月 28, 2024
制造商為定制產(chǎn)品使用不同的電鍍表面處理,這些后處理工藝大多能提高產(chǎn)品的美觀度,而另一些則能增強(qiáng)產(chǎn)品的功能性,還有一些則兩者兼具。
金屬電鍍?nèi)匀皇巧a(chǎn)后表面處理的實(shí)用選擇,也是現(xiàn)代技術(shù)的一個(gè)重要體現(xiàn),使其成為許多應(yīng)用領(lǐng)域的理想選擇。本文探討了金屬電鍍表面處理工藝及其原理,詳細(xì)介紹了這些技術(shù)的原理以及選擇電鍍工藝的考慮因素。
什么是金屬電鍍處理?
金屬電鍍表面處理涉及使用鉻、銅、鎳或其他金屬在部件上形成外層,以改善其美觀性和耐腐蝕性。電鍍處理對(duì)金屬和其他材料制成的零件提供有許多好處,它有助于改善機(jī)加工零件的表面粗糙度。這種表面處理技術(shù)具有美觀、減少摩擦、提高硬度和改善油漆附著力等優(yōu)點(diǎn)。
金屬電鍍工藝的基本操作步驟
金屬電鍍工藝包括從預(yù)處理到后處理的幾個(gè)步驟,本文將重點(diǎn)介紹電鍍的基本程序:
步驟 1:預(yù)處理
預(yù)處理有助于去除基底上可能妨礙電鍍過(guò)程的所有有害污染物,這包括清潔、漂洗和其他預(yù)處理,以去除電鍍表面的污染物。
步驟 2:確定清洗的效果
零件的要求通常決定了要使用的電鍍工藝,同樣,這也決定了電鍍前基體的清潔程度。例如,有些電鍍技術(shù)只需要去除大量泥土和污垢,而有些則需要去除油脂。
步驟 3:設(shè)置電鍍槽
這是電鍍的關(guān)鍵環(huán)節(jié),您需要設(shè)置好陽(yáng)極、陰極、整流器、槽和合適的電鍍液等材料。
步驟 4:電鍍過(guò)程
一接通電流,沉積過(guò)程就開(kāi)始了。如果需要較厚的電鍍層,則必須將元件暴露在電流下更長(zhǎng)時(shí)間。不過(guò),您還需要考慮溫度、電壓水平、浸入時(shí)間等變量。
步驟 5:后處理
在產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)理想的沉積后,必須進(jìn)行后處理清潔。這里,拋光是提高制成品質(zhì)量的有效手段。
步驟 6:廢水處理
金屬電鍍處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生重金屬,這些重金屬通常是有害物質(zhì)。因此,處理這些物質(zhì)的有效方法是在處理電鍍廢水前對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。
不同類(lèi)型的金屬電鍍處理
有各種標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)電鍍表面處理可供使用,以下是其中一些:
1.鍍鋅
鋅仍然是在金屬基材上實(shí)現(xiàn)鍍鋅的具有成本效益的材料之一。制造商通過(guò)熔池浸漬和噴涂來(lái)使用鍍鋅。在可溶性鋅鹽電解槽中,基材處于陰極位置,而金屬鋅則處于陽(yáng)極位置。鍍鋅技術(shù)能在金屬上形成延展性很好的鍍層,也能更好地控制鍍層厚度和均勻性。
2.鍍鉻
鍍鉻一般是使用鉻酸和三價(jià)鉻鍍液在金屬部件上形成一層覆蓋層,鍍鉻的主要目的是提高材料的美觀度。此外,鍍鉻表面處理還可提高材料的硬度,從而使其具有更好的耐腐蝕性能。
3.鍍鎳
鎳是化學(xué)電鍍法中另一種常見(jiàn)的鍍金屬。鍍鎳有助于提高部件的美觀性和耐磨性,這種電鍍方法適用于鋁和銅。
4.鍍銅
銅具有高導(dǎo)電性,電鍍銅是電路板等電子產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)配置,因其電鍍效率高、材料成本低而成為常見(jiàn)的選擇。
5.鍍鎘
鍍鎘是在鋁、鋼、銅和鐵等不同金屬上沉積一層金屬層,這種工藝適用于潛艇的螺栓和螺釘以及軍用降落傘扣的鍍層。此外,它還具有高延展性、耐腐蝕性、易焊接性和耐化學(xué)性。
6.鍍銀
鍍銀與鍍金相同,都能提高所用材料的美觀度。當(dāng)導(dǎo)電性是您需要考慮的一個(gè)因素時(shí),鍍銀是一種理想的金屬飾面類(lèi)型。許多制造商使用鍍銀的原因是其成本效益,因?yàn)樗墙鸬母锰娲?。此外,它?duì)銅制零件的電鍍也很有效。
7.鍍金
這種金屬以其抗氧化性和高導(dǎo)電性而聞名。鍍金是將這些卓越特性轉(zhuǎn)移到銅和銀等金屬上的有效方法,它在增強(qiáng)電子零件(如電氣連接器)的導(dǎo)電性方面有著廣泛的應(yīng)用。
8.鍍錫
這種工業(yè)加工方法是利用電流在材料表面沉積一層可焊接的錫涂層。電鍍錫是一種極具成本效益的工藝,因?yàn)殄a很容易獲得,而且成本低于金、鈀或鉑等金屬。
9.鍍銠
鍍銠可在首飾表面沉積一層薄薄的銠涂層,這一工藝與浸銠或閃銠工藝相同,它有助于提高首飾的光澤、耐用性和光反射效果。
定制產(chǎn)品的金屬電鍍技術(shù)
不同行業(yè)使用的金屬電鍍技術(shù)多種多樣。以下是其中一些:
電鍍
這是一種典型的金屬電鍍工藝,需要在電解質(zhì)溶液中通入電流,以溶解帶電的金屬顆粒(離子)。帶電(正)的金屬離子會(huì)附著在工件上,而在這種情況下,工件在電路上帶有負(fù)電荷。將工件放入化學(xué)溶液中時(shí),溶解的金屬微粒會(huì)上升到材料表面。
電鍍可增強(qiáng)工件的化學(xué)、機(jī)械和物理特性。它能在鍍層金屬上形成光滑和均勻的涂層,這層薄薄的鍍層可在金屬工件上形成保護(hù)性的美觀外觀。
化學(xué)電鍍
也稱(chēng)為無(wú)電解電鍍技術(shù),是電鍍的理想替代技術(shù),也是一種更簡(jiǎn)單、具有成本效益的選擇。顧名思義,它不需要外部電流。
無(wú)電解電鍍法使用還原性化學(xué)鍍液在不同材料表面沉積銅、金、鎳和銀等金屬。由于它是一種化學(xué)過(guò)程,不需要機(jī)械或電力,也能產(chǎn)生催化還原路徑。
化學(xué)電鍍適用于表面堅(jiān)硬的部件,具有出色的耐腐蝕性。石油和海洋行業(yè)在制造其部件時(shí)經(jīng)常采用這種工藝。一些常見(jiàn)的部件,如泵或閥門(mén),經(jīng)常暴露在腐蝕環(huán)境中,就是采用化學(xué)電鍍技術(shù)進(jìn)行表面處理的。
浸入式電鍍
浸入式金屬電鍍工藝是將金屬浸入含有貴金屬離子的化合物中,貴金屬中的離子通常是穩(wěn)定的。因此,會(huì)產(chǎn)生自然拉力,使金屬離子與初始金屬發(fā)生錯(cuò)位,從而形成一層薄薄的貴金屬離子層。這種工藝比無(wú)電解和電鍍工藝要慢一些。它只適用于鉑金、銀和金等貴金屬。
滲碳
滲碳是一種金屬電鍍工藝,可使金屬表面固化,同時(shí)使基材金屬保持柔軟。這種技術(shù)與表面硬化或外殼硬化相同,其結(jié)果是形成一層較薄的堅(jiān)固金屬層,稱(chēng)為表面外殼。
制造商會(huì)在零件加工到最終形狀后對(duì)其進(jìn)行滲碳處理,因?yàn)闈B碳處理有助于提高工件金屬元素含量的硬度。滲碳是產(chǎn)品設(shè)計(jì)師用來(lái)防止腐蝕的理想金屬電鍍技術(shù)。
物理氣相沉積(PVD)
這種金屬電鍍是一種薄膜制備方法,在真空條件下,將氣態(tài)原子、分子或電離成離子的材料源(液體或固體)表面進(jìn)行物理升華,然后利用低壓等離子體或氣體在基底表面沉積具有特定功能的薄膜。
基本的物理氣相沉積技術(shù)有濺射沉積、離子鍍、真空蒸發(fā)、電弧等離子電鍍等。PVD 鍍膜具有沉積速度快、附著力強(qiáng)、衍射效果好、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)。
等離子噴鍍
這種金屬電鍍是一種高度靈活、高效的熱噴涂技術(shù),它是將熱軟化或熔化的材料噴涂在材料表面,以達(dá)到理想的鍍層效果。它采用強(qiáng)大的噴涂技術(shù),可以噴涂陶瓷、金屬和金屬陶瓷等各種材料。
等離子噴涂的應(yīng)用包括噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)、磨損部件修復(fù)等,它具有出色的耐磨損、耐電、耐熱和抗氧化性。
金屬電鍍的優(yōu)缺點(diǎn)
金屬電鍍表面處理有許多優(yōu)點(diǎn),金屬電鍍的常見(jiàn)優(yōu)點(diǎn)有
- 它能增加用于制造部件的材料的美感;
- 不同的金屬電鍍表面處理可與多種材料兼容;
- 有助于保護(hù)部件免受磨損和腐蝕;
- 一種具有成本效益的表面處理方法;
- 它能增強(qiáng)材料的硬度和強(qiáng)度。
雖然這種后處理技術(shù)對(duì)制件有很多好處,但也有一些缺點(diǎn),包括
- 在特定環(huán)境下,電鍍層會(huì)因磨損而碎裂;
- 金屬電鍍過(guò)程可能較長(zhǎng),影響部件的規(guī)格。
金屬電鍍表面處理的考慮因素
如果處理得當(dāng),金屬表面處理可帶來(lái)廣泛的好處,包括耐用性、功能性和美觀性。因此,為了獲得金屬電鍍表面處理的理想效果,以下是進(jìn)行金屬電鍍的一些考慮因素:
鍍前材料條件
在對(duì)材料進(jìn)行電鍍之前,材料必須處于可電鍍的狀態(tài)。例如,如果基材上有熱處理鱗片、氧化物、油積物和其他殘留物,則電鍍沉積物可能無(wú)法附著在基材表面。
因此,必須通過(guò)酸洗、噴砂、化學(xué)除垢劑、脫氧劑、堿性預(yù)浸泡等預(yù)處理程序去除這些堆積物。
鍍層厚度
鍍層厚度過(guò)厚或過(guò)薄都可能導(dǎo)致電鍍復(fù)雜化,在實(shí)際情況時(shí)需要確定首選的最大和最小厚度的范圍。不過(guò),為了使金屬電鍍表面的厚度范圍可以達(dá)到并具有針對(duì)性,這里有一些因素可以參考:
在大多數(shù)情況下,電鍍可形成均勻的涂層。因此,嚴(yán)格的厚度公差不成問(wèn)題。
- 標(biāo)出工件表面有嚴(yán)格的鍍層厚度范圍內(nèi)的區(qū)域,其次考慮凹槽、拐角和其他幾何參數(shù)也至關(guān)重要。
- 鍍層在電鍍表面的某些區(qū)域比其他區(qū)域沉積得更多。例如,在拐角或凹陷區(qū)域的區(qū)域內(nèi),電鍍層會(huì)變得更薄。
- 必須設(shè)立檢查點(diǎn)來(lái)確定電鍍公差要求,確保在最合適的表面上設(shè)置檢查點(diǎn)。
- 對(duì)于具有任何加工螺紋的工件,檢查其厚度很重要。電鍍工件(如液壓配件、螺釘?shù)龋┑暮穸韧ǔJ瞧矫娴乃谋蹲笥?。因此,在所需的電鍍工藝中考慮積層會(huì)有所幫助,確保螺紋工件符合基本規(guī)格并完美配合。
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結(jié)論
金屬電鍍表面處理對(duì)于確保您的產(chǎn)品具有極佳的美觀性、耐磨性,以及較長(zhǎng)的使用壽命和較強(qiáng)的耐腐蝕性。然而,不了解您的產(chǎn)品需要什么電鍍表面處理可能是一個(gè)制約因素。因此,有必要了解不同的后處理工藝,并確定理想的表面處理方案。