一.電鍍的定義
電鍍的定義電鍍是指在含有欲鍍金屬的鹽類溶液中﹐以被鍍基體金屬為陰極﹐通過電解作用 ﹐使鍍液中欲鍍金屬的陽離子在基體金屬表面沉積出來﹐形成鍍層的一種表面加工方法。
鍍層性能不同于基體金屬﹐具有新的特征。根據(jù)鍍層的功能分為防護(hù)性鍍層﹐裝飾性鍍層 及其它功能性鍍層。
二.電鍍原理
電鍍原理被鍍的零件為陰極﹐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(shí)﹐則在陰極發(fā)生如下反應(yīng)﹕從鍍液內(nèi)部擴(kuò)散到電極和鍍液 界面的金屬離子Mn+從陰極上獲得n個(gè)電子﹐還原成金屬M。另一方面 ﹐在陽極則發(fā)生與陰極相反的反應(yīng)﹐即陽極界面上發(fā)生金屬M 的溶解﹐釋放n個(gè)電子生成金屬離子Mn+。 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(jìn)行金屬沉積的過程。完成電沉積過程必須經(jīng)過以下三個(gè)步驟﹕
1.液相傳質(zhì)﹕鍍液中的水化金屬離子或絡(luò)離子從溶液內(nèi)部向極界面遷移﹐到達(dá)陰極的雙電層溶液一側(cè)。
2.電化學(xué)反應(yīng)﹕水化金屬離子或絡(luò)離子通過雙電層﹐并去掉它周圍的水化分子或配位體層﹐從陰極上得電子生成金屬原子。有三種方式﹕電遷移﹐對流和擴(kuò)散。
3.電結(jié)晶﹕金屬原子沿金屬表面擴(kuò)散到結(jié)晶生長點(diǎn)﹐以金屬原子態(tài)排列在晶格內(nèi)﹐形成鍍層。
三.電鍍工藝
電鍍工藝電鍍工藝過程一般包括電鍍前預(yù)處理 、電鍍鍍后處理（鈍化處理和除氫處理）、電鍍前預(yù)處理電鍍及鍍后處兩個(gè)階段。鍍前預(yù)處理的目的是為了得到干凈新鮮的金屬表面﹐為最后獲得高質(zhì)量鍍層作準(zhǔn)備。 主要進(jìn)行脫脂﹐去銹蝕﹐去灰塵等工作。步驟如下﹕
步，使表面粗糙度達(dá)到一定要求﹐可通過表面磨光﹐拋光等工藝方法來實(shí)現(xiàn)。
第二步，去油脂﹐可采用溶劑溶解以及化學(xué)﹐電化學(xué)等方法來實(shí)現(xiàn)。
第三步，除銹﹐可用機(jī)械﹐酸洗以及電化學(xué)方法除銹。
第四步，活化處理﹐一般在弱酸中侵蝕一定時(shí)間進(jìn)行鍍前活化處理
第五步，鈍化處理 所謂鈍化處理是指在一定的溶液中進(jìn)行化學(xué)處理﹐在鍍層上形成一層堅(jiān)實(shí)致密的﹐ 穩(wěn)定性高的薄膜的表面處理方法。鈍化使鍍層耐蝕性大大提高并能增加表面光澤和抗污 染能力。這種方法用途很廣﹐鍍Zn,Cu等后﹐都可進(jìn)行鈍化處理。
第六步，除氫處理。 有些金屬如鋅﹐在電沉積過程中﹐除自身沉積出來外﹐還會(huì)析出一部分氫﹐這部分 氫滲入鍍層中﹐使鍍件產(chǎn)生脆性﹐甚至斷裂﹐稱為氫脆。為了消除氫脆﹐往往在電鍍后 ﹐使鍍件在一定的溫度下熱處理數(shù)小時(shí)﹐稱為除氫處理。
電鍍鎳是銀白色微黃的金屬﹐具有鐵磁性﹐密度8.9/gNaN-2﹐熔點(diǎn)為1453℃。金屬鎳易溶 于稀硝酸﹐難溶于鹽酸和硫酸﹐在硝酸中處于鈍化狀態(tài)。在空氣中鎳與氧作用﹐表面迅速 生成一極薄的鈍化膜﹐能抵抗大氣﹐堿和一些酸的腐蝕。鎳與強(qiáng)堿不發(fā)生作用。
四.鍍鎳的電極反應(yīng)
(1)陰極反應(yīng) 鍍鎳時(shí)，陰極上的主反應(yīng)是鎳離子還原 Ni2++2e-=Ni
(2)陽極反應(yīng) 鍍鎳時(shí)，陽極上的主反應(yīng)為金屬鎳的電化學(xué)溶解： Ni－2e-=Ni2+ 當(dāng)陽極電流密度過高，鍍液中又缺乏陽極活化劑時(shí)，將會(huì)發(fā)生陽極鈍化，并有析出氧氣的副反應(yīng)： 2H2O － 4e- = O2↑+4H+的副反應(yīng)發(fā)生 2H+ +2e-= H2↑
陰極不斷生成新的鎳，陽極的鎳不斷溶解于溶液中。
五.電鍍鎳與化學(xué)鍍鎳對比
化學(xué)鍍鎳又稱無電鍍或自催化鍍，它是一種不加外在電流的情況下，利用還原劑在活化零件表面上自催化還原沉積得到鎳層，當(dāng)鎳層沉積到活化的零件表面后由于鎳具有自催化能力，所以該過程將自動(dòng)進(jìn)行下去。一般化學(xué)鍍鎳得到的為合金鍍層，常見的是Ni-P合金和Ni-B合金。相較Ni-P合金而言，Ni-B合金的熔焊能力更好，共晶溫度高，內(nèi)應(yīng)力較小，是一種更為理想的化學(xué)鍍鎳方式。
六.電鍍鎳在CELL APR JIG中的使用
CELL APR JIG中底板材料為45號(hào)鋼，由于其要進(jìn)入APR清洗機(jī)中進(jìn)行溶液的浸 泡清洗，所以對其耐腐蝕性要求特別高。國產(chǎn)化項(xiàng)目中采用表面化學(xué)鍍鎳,大大提高其耐腐蝕性。
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