- 11月 28, 2024
制造商为定制产品使用不同的电镀表面处理，这些后处理工艺大多能提高产品的美观度，而另一些则能增强产品的功能性，还有一些则两者兼具。
金属电镀仍然是生产后表面处理的实用选择，也是现代技术的一个重要体现，使其成为许多应用领域的理想选择。本文探讨了金属电镀表面处理工艺及其原理，详细介绍了这些技术的原理以及选择电镀工艺的考虑因素。
什么是金属电镀处理？
金属电镀表面处理涉及使用铬、铜、镍或其他金属在部件上形成外层，以改善其美观性和耐腐蚀性。电镀处理对金属和其他材料制成的零件提供有许多好处，它有助于改善机加工零件的表面粗糙度。这种表面处理技术具有美观、减少摩擦、提高硬度和改善油漆附着力等优点。
金属电镀工艺的基本操作步骤
金属电镀工艺包括从预处理到后处理的几个步骤，本文将重点介绍电镀的基本程序：
步骤 1：预处理
预处理有助于去除基底上可能妨碍电镀过程的所有有害污染物，这包括清洁、漂洗和其他预处理，以去除电镀表面的污染物。
步骤 2：确定清洗的效果
零件的要求通常决定了要使用的电镀工艺，同样，这也决定了电镀前基体的清洁程度。例如，有些电镀技术只需要去除大量泥土和污垢，而有些则需要去除油脂。
步骤 3：设置电镀槽
这是电镀的关键环节，您需要设置好阳极、阴极、整流器、槽和合适的电镀液等材料。
步骤 4：电镀过程
一接通电流，沉积过程就开始了。如果需要较厚的电镀层，则必须将元件暴露在电流下更长时间。不过，您还需要考虑温度、电压水平、浸入时间等变量。
步骤 5：后处理
在产品上实现理想的沉积后，必须进行后处理清洁。这里，抛光是提高制成品质量的有效手段。
步骤 6：废水处理
金属电镀处理过程中会产生重金属，这些重金属通常是有害物质。因此，处理这些物质的有效方法是在处理电镀废水前对其进行预处理。
不同类型的金属电镀处理
有各种标准的工业电镀表面处理可供使用，以下是其中一些：
1.镀锌
锌仍然是在金属基材上实现镀锌的具有成本效益的材料之一。制造商通过熔池浸渍和喷涂来使用镀锌。在可溶性锌盐电解槽中，基材处于阴极位置，而金属锌则处于阳极位置。镀锌技术能在金属上形成延展性很好的镀层，也能更好地控制镀层厚度和均匀性。
2.镀铬
镀铬一般是使用铬酸和三价铬镀液在金属部件上形成一层覆盖层，镀铬的主要目的是提高材料的美观度。此外，镀铬表面处理还可提高材料的硬度，从而使其具有更好的耐腐蚀性能。
3.镀镍
镍是化学电镀法中另一种常见的镀金属。镀镍有助于提高部件的美观性和耐磨性，这种电镀方法适用于铝和铜。
4.镀铜
铜具有高导电性，电镀铜是电路板等电子产品的标准配置，因其电镀效率高、材料成本低而成为常见的选择。
5.镀镉
镀镉是在铝、钢、铜和铁等不同金属上沉积一层金属层，这种工艺适用于潜艇的螺栓和螺钉以及军用降落伞扣的镀层。此外，它还具有高延展性、耐腐蚀性、易焊接性和耐化学性。
6.镀银
镀银与镀金相同，都能提高所用材料的美观度。当导电性是您需要考虑的一个因素时，镀银是一种理想的金属饰面类型。许多制造商使用镀银的原因是其成本效益，因为它是金的更好替代品。此外，它对铜制零件的电镀也很有效。
7.镀金
这种金属以其抗氧化性和高导电性而闻名。镀金是将这些卓越特性转移到铜和银等金属上的有效方法，它在增强电子零件（如电气连接器）的导电性方面有着广泛的应用。
8.镀锡
这种工业加工方法是利用电流在材料表面沉积一层可焊接的锡涂层。电镀锡是一种极具成本效益的工艺，因为锡很容易获得，而且成本低于金、钯或铂等金属。
9.镀铑
镀铑可在首饰表面沉积一层薄薄的铑涂层，这一工艺与浸铑或闪铑工艺相同，它有助于提高首饰的光泽、耐用性和光反射效果。
定制产品的金属电镀技术
不同行业使用的金属电镀技术多种多样。以下是其中一些：
电镀
这是一种典型的金属电镀工艺，需要在电解质溶液中通入电流，以溶解带电的金属颗粒（离子）。带电（正）的金属离子会附着在工件上，而在这种情况下，工件在电路上带有负电荷。将工件放入化学溶液中时，溶解的金属微粒会上升到材料表面。
电镀可增强工件的化学、机械和物理特性。它能在镀层金属上形成光滑和均匀的涂层，这层薄薄的镀层可在金属工件上形成保护性的美观外观。
化学电镀
也称为无电解电镀技术，是电镀的理想替代技术，也是一种更简单、具有成本效益的选择。顾名思义，它不需要外部电流。
无电解电镀法使用还原性化学镀液在不同材料表面沉积铜、金、镍和银等金属。由于它是一种化学过程，不需要机械或电力，也能产生催化还原路径。
化学电镀适用于表面坚硬的部件，具有出色的耐腐蚀性。石油和海洋行业在制造其部件时经常采用这种工艺。一些常见的部件，如泵或阀门，经常暴露在腐蚀环境中，就是采用化学电镀技术进行表面处理的。
浸入式电镀
浸入式金属电镀工艺是将金属浸入含有贵金属离子的化合物中，贵金属中的离子通常是稳定的。因此，会产生自然拉力，使金属离子与初始金属发生错位，从而形成一层薄薄的贵金属离子层。这种工艺比无电解和电镀工艺要慢一些。它只适用于铂金、银和金等贵金属。
渗碳
渗碳是一种金属电镀工艺，可使金属表面固化，同时使基材金属保持柔软。这种技术与表面硬化或外壳硬化相同，其结果是形成一层较薄的坚固金属层，称为表面外壳。
制造商会在零件加工到最终形状后对其进行渗碳处理，因为渗碳处理有助于提高工件金属元素含量的硬度。渗碳是产品设计师用来防止腐蚀的理想金属电镀技术。
物理气相沉积（PVD）
这种金属电镀是一种薄膜制备方法，在真空条件下，将气态原子、分子或电离成离子的材料源（液体或固体）表面进行物理升华，然后利用低压等离子体或气体在基底表面沉积具有特定功能的薄膜。
基本的物理气相沉积技术有溅射沉积、离子镀、真空蒸发、电弧等离子电镀等。PVD 镀膜具有沉积速度快、附着力强、衍射效果好、应用范围广等特点。
等离子喷镀
这种金属电镀是一种高度灵活、高效的热喷涂技术，它是将热软化或熔化的材料喷涂在材料表面，以达到理想的镀层效果。它采用强大的喷涂技术，可以喷涂陶瓷、金属和金属陶瓷等各种材料。
等离子喷涂的应用包括喷气发动机保护、磨损部件修复等，它具有出色的耐磨损、耐电、耐热和抗氧化性。
金属电镀的优缺点
金属电镀表面处理有许多优点，金属电镀的常见优点有
- 它能增加用于制造部件的材料的美感；
- 不同的金属电镀表面处理可与多种材料兼容；
- 有助于保护部件免受磨损和腐蚀；
- 一种具有成本效益的表面处理方法；
- 它能增强材料的硬度和强度。
虽然这种后处理技术对制件有很多好处，但也有一些缺点，包括
- 在特定环境下，电镀层会因磨损而碎裂；
- 金属电镀过程可能较长，影响部件的规格。
金属电镀表面处理的考虑因素
如果处理得当，金属表面处理可带来广泛的好处，包括耐用性、功能性和美观性。因此，为了获得金属电镀表面处理的理想效果，以下是进行金属电镀的一些考虑因素：
镀前材料条件
在对材料进行电镀之前，材料必须处于可电镀的状态。例如，如果基材上有热处理鳞片、氧化物、油积物和其他残留物，则电镀沉积物可能无法附着在基材表面。
因此，必须通过酸洗、喷砂、化学除垢剂、脱氧剂、碱性预浸泡等预处理程序去除这些堆积物。
镀层厚度
镀层厚度过厚或过薄都可能导致电镀复杂化，在实际情况时需要确定首选的最大和最小厚度的范围。不过，为了使金属电镀表面的厚度范围可以达到并具有针对性，这里有一些因素可以参考：
在大多数情况下，电镀可形成均匀的涂层。因此，严格的厚度公差不成问题。
- 标出工件表面有严格的镀层厚度范围内的区域，其次考虑凹槽、拐角和其他几何参数也至关重要。
- 镀层在电镀表面的某些区域比其他区域沉积得更多。例如，在拐角或凹陷区域的区域内，电镀层会变得更薄。
- 必须设立检查点来确定电镀公差要求，确保在最合适的表面上设置检查点。
- 对于具有任何加工螺纹的工件，检查其厚度很重要。电镀工件（如液压配件、螺钉等）的厚度通常是平面的四倍左右。因此，在所需的电镀工艺中考虑积层会有所帮助，确保螺纹工件符合基本规格并完美配合。
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结论
金属电镀表面处理对于确保您的产品具有极佳的美观性、耐磨性，以及较长的使用寿命和较强的耐腐蚀性。然而，不了解您的产品需要什么电镀表面处理可能是一个制约因素。因此，有必要了解不同的后处理工艺，并确定理想的表面处理方案。
