浅谈电镀

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评价电镀工艺一般有哪些指标？

评价任何电镀工艺都要用到若干通用的指标，这些指标主要包括电流效率（与沉积速度有关）、分散能力、深镀能力、镀层结晶状态、镀液稳定性、经济效益等，有些还会对镀层要求一些特定的指标，比如脆性、孔隙率等。功能性镀层则要加上功能性指标，比如电导率、反光系数等。

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内容： 选择电镀电源有三个要求：第一，要符合电镀工艺所要求的规范，包括电源的功率大小、波形指标、电流电压值可调范围等；第二，是电源本身的可靠性能，这主要是指结构的合理性、安全性以及线路特点、冷却方式等；第三，要考虑其价格的性价比。

确定一个镀种及其所有的镀槽要配置多大的和什么样的电源是实施电镀生产首要的重要工作。实际生产当中确定确定电镀电源有两种方法：一种要根据镀液容量来确定的体积电流密度法；另一种是按受镀面积来计算的单位面积电流密度法。

所谓体积电流密度，就是根据每升镀液镀液允许通过的最大电流来调整整个镀槽需要通过的电流强度，从而确定所要用的电源最大和常规输出的功率。镀铜一般是0.2～0.3A/L，镀镍是0.1～2.5A/L，光亮镀镍是0.3～0.35A/L，酸性镀锌是0.5～0.6A/L，碱性镀锌可达1.2A/L，镀铬是2～3A/L。以镀亮镍为例，600L的镀液最大工艺电流可达0.6A/L×600L=180A，这样选用200A的电源即可。

根据受镀面积也可以计算出最大电流。以镀铬为例，如果是600L的镀液，在60℃时，允许的最大电流密度为100A/dm2，设镀槽满载时可以镀10dm2，则所需要的电源最大输出电流为100A/dm2×10dm2=1000A，也就是要配置1000A、18V的整流电源。

在确定了电源的功率大小以后。还要根据电镀工艺的需要和电镀现场的条件来选择电镀电源的波形、冷却方式、体积大小和防腐蚀能力等，包括成本因素综合仅以平衡。

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高频开关电镀电源的日常维护
内容： 随着电力通讯业的不断发展，开关电源在县级通讯系统中的使用越来越广泛。但由于开关电源在我国应用时间不是很长，目前尚无一个统一的维护标准，根据我们在日常维护工作中的一些经验，提出自己的一些看法，供参考。

高频开关电镀电源

1开关电源不宜采用预检预修维护方法

在早期，由于国产相控电源元件易老化，可靠性不高，以预检预修方式进行维护有一定的积极意义。但九十年代的高频开关电源采用了新型元器件，其质量高、运行稳定可靠，并且具有完善的自我保护功能及较高的自动化程度。如果仍然采用传统的预检预修维护方式，不但不能发现隐患，还会由于反复拆卸造成一些人为故障。我们在实际工作中就曾发生过由于拆卸造成损坏的事例。

2应定期进行数据分析

我们将开关电源电脑记录下来的各种信息定期打印出来，可以很方便地了解到电源本身的历史资料，例如何时发生过交流中断、何时进行了电池充放电，以及电源目前的工作状态等等。通过对这些资料的分析，可发现一定的问题，如有必要可及时进行数据修改。

3应加装防尘隔离装置

我们知道，无防尘隔离装置的机房内，机房含尘量较大。由于开关电源采用强迫风冷方式冷却的居多，空气流动势必将尘土带入设备中，而开关电源不宜经常拆卸清理，过量的尘土累积，遇潮湿天气就会造成漏电短路，导致故障发生。我单位就曾有一模块投入运行不到半年就发生自动停机，经技术人员前来检查，拆开发现其内部尘土厚度已将电子元件埋没，经确认引起故障是尘土短路造成的。近来随着环境恶化，灰尘污染已是主要的污染源之一。一块2000A的模块价值七、八万元，一个电源室加装隔离装置约需八千元。因此，无论从经济的角度还是从可靠性的角度来看，加装防尘隔离装置都是必要的，有条件的还应配装空调设备。

4及时实施集中监控

随着通信设备的扩容，电源设备越来越多，其分布点越来越分散，需要维护的人员越来越多，与减员增效形成矛盾。解决矛盾的一条重要途径就是实施集中监控。实施集中监控可根据现有条件逐步进行，不必强求一步到位。实行集中监控做到减人增效，又解决故障处理的时效性，还能减少备品备件数量，可谓一举数得，是值得大力推广的。

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电镀时加光亮剂不亮是何原因
内容： 如果使用的光亮剂没有质量问题。而加入光亮剂仍不起亮，是有机杂质过多的现象。在酸性镀锡光亮剂中使用大量的有机物。数量达20g/L之多。在电镀过程中，这些有机物大部分夹杂在镀层中，但有些却在强大的双电层电场中被电解成了杂质。当这些杂质积累到一定含量时，便会严重影响到正常光亮剂发挥作用（杂质分子吸附在金属表面，阻挡了光亮剂分子的吸附），所以造成了加光亮剂也不光亮的现象。

去除这些杂质的方法是采用活性炭吸附法。而不能使用双氧水处理。经过活性炭吸附后，光亮剂的作用便会正常发挥。

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内容： 由梁超伟设计发明的适于花纹电镀的电镀设备，它包括电镀主体、阴极、阳极以及供应阴、阳极的电源电路，所述的电镀主体包括主支架、安装于主支架上带有阴极的上模和带有阳极的下模；所述的主支架上部安装有气缸，上模安装于气缸的活塞端；主支架的下部安装有模架，下模安装于模架上，通过气缸的运动带动上模与下模的开合。所述的主支架上还安装有控制电镀液的循环系统。人手一按电源开关，上、下模具结合，阳离子流向阴极并在其上还原，待电镀物上便形成一层金属的镀层；整个操作简单、生产效率高，成本低，广泛适用于不锈钢等材料的花纹图案的电镀上。

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内容： 对于任何一种镀液，其工艺条件中都明确规定了电流密度的上限和下限，有的还指出了最佳电流密度。所谓电流密度，就是将通过镀槽的总电流除以受镀制件的表面积。控制电流密度在工艺规定的范围，才可以得到合格的镀层；否则，即使形状简单的零件也会镀不到合格的镀层，不是烧毛，就是发暗，但镀槽上安装的是电流表，所显示的是通过镀槽的总电流，因此要根据镀件的面积来计算出所需要的总电流，以便从电流表上监测电流密度的变化。

在电镀的电源回路中， 往往还要安置一个电压表，以显示镀槽电压。电镀过程中的槽电压（E）时有几个串联的电位组成的，即阴极电位k、阳极电位a、槽内电压降IR内和槽外导体电压降IR外。可以用公司表示如下：

E=k+a+IR内+IR外

这几个不同电位的变化都会影响到电流密度的变化。通常是电阻增加，使电压升高，而阳极钝化或镀液电导的增加以及导线电阻的增加都会使电压升高。也就是通过观察电压表也能了解镀液是否工作正常，因此电镀过程中对电流表和电压表都要加以注意。

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为什么要用直流电进行电镀？交流电也行吗？
内容： 自由电子在导体中定向运动就形成电流。如果电流的方向和大小始终不变，这样的电流就叫直流电，例如干电池和蓄电池输出的电流就是直流电。如果电流的方向和大小都随着时间变化的就叫交流电。例如工业和照明用电都是交流电，各个国家和地区交流电的强度和方向随时间变化的次数是不同的。我国的工业和民用电都是交流电，电压为220V，频率为每秒50次。当然直流电也不都是平稳的直流，如果方向不变而大小不断的改变，像人的脉搏跳动一样，就叫脉冲直流电。

电镀过程中，金属制品与电源的负极连接，帶正电的金属离子在负极上得到电子还原为金属晶体形成镀层。随着过程的延续，镀层增厚；而在正极也就是阳极上，发生的是与阴极相反的过程，是金属离子将电子交出，成为离子进入镀液中去。如果采用交流电，制件一会儿是负极，进行电镀，一会儿是阳极，又往镀液溶解金属，最终不可能得到完整而有用的镀层，因此通常只能用直流电进行电镀而不能用交流电。当然随着电镀技术的进步，可以采用带有脉冲的直流电实现对镀层的某些改进，但阴极过程的主流仍然是在直流电作用下的电沉积。因为有些镀种在存在一些交流因素（带负半周的脉冲）时，结晶会更加细化。有些镀种如镀铬，则要求完全平稳的直流。

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电镀液为什么能导电？
内容： 所谓导电就是让电流通过。往往只知道金属能够导电。现在已经知道电能有多种传导方式，并且在传导过程中会发生形式或能量的变化。比如可以在空中传导的电磁波和微波、在电解质溶液中传导的离子流、在金属固体中传导的电子等，电镀液是由各种电解质配制成的溶液，在电流经过点击导入时，镀液中的阴阳离子就会在电场中做定向运动，阳离子流向阴极，从而使电流导通，并在电极表面进行能量的转换。

电镀液中往往含有各种酸碱盐的离子，这些离子虽然种类很多、大小不一，但其正、负离子的电荷量却是相等的，因此配成的镀液本身是不带电的。

电镀液的导电能力取决于加入的酸碱盐的本性和他们的含量（即浓度），也于温度、黏度和离子所处的状态有关。

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什么是电镀？
内容： 在金属制件表面上获得镀层的方法是很多的。最早由鎏金，后来有热浸镀，也有近百年发展起来的电镀、化学镀、真空镀、离子镀、热喷镀等。电镀是其中一种先进的的和应用最广泛的工艺。

顾名思义，电镀和其他镀覆方法不同，它是采用通电的方法，是镀液中的化学物质还原为金属，从而在金属表面镀出金属或合金，并且形成一种均匀和连续的、与基体材料有良好结合力的镀层。电镀的一般过程是：将待镀金属制件经过适当的前处理，置于有镀液的镀槽内并与阴极连接并以准备镀出的金属或其他不溶性导电材料作为阳极，在一定温度条件下，通以适当的电流，即可以在金属制品上镀出金属镀层。

电镀操作起来是很简单的，但是要镀出合格和优良的镀层也不是很容易的。首先必须调整和维护好镀液，控制恰当的温度和电流密度；还必须针对具体情况对镀件进行严格的表面处理，除去表面的油污和金属氧化物；并且要有设计合理的挂具和合适的阴阳极距离、比例以及恰当的镀后处理。

由于电镀层性能优良，可以使低价值的材料表面获得高价值的镀层，从而在各种产品加工，从而在各种产品和加工业中有广泛应用。生产中可用的镀层和合金已经近百种，并且已经发展到在不导电材料如塑料或树脂、陶瓷或玻璃上经表面金属化处理后，也能进行电镀。还可以将一些磨料或特殊功能的材料与金属镀层一起复合镀到制品表面，使表面具有各种新功能。

随着现代通讯、电子计算机和微电子技术的进步，电镀在电子产品中的应用也越来越多，使电镀成为现代加工制造中不可缺少的加工工种

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1　电镀生产现场工艺管理的主要内容

1)控制各槽液成分在工艺配方规范内。遵守规定的化学分析周期。

2)保持电镀生产的工艺条件。如温度、电流密度等。

3)保持阴极与阳极电接触良好。

4)严格的阴极与阳极悬挂位置。

5)保持镀液的清洁和控制镀液杂质。

6)保持电镀挂架的完好和挂钩、挂齿良好的电接触。

2　电镀槽液加料方法

加料要以“勤加”“少加”为原则。

2.1　固体物料的补充

某些有机固体料先用有机溶剂溶解,再慢慢加入以提高增溶性。若直接加入往往会使镀液混浊。一般的固体物料,可用镀槽中的溶液来分批溶解。即取部分电镀液把要加的料在搅拌下慢慢加入,待静止澄清,把上层清液加入镀槽。未溶解的部分,再加入镀液,搅拌溶解。这样反复作业,直到全部加完。在不影响镀液总体积的情况下,也可以用去离子水或热的去离子水搅拌溶解后加入镀槽。有些固体料易形成团状,影响溶解过程。可以先用少量水调成稀浆糊状,逐步冲稀以避免团状物的形成。

2.2　液体物料的补充

可以用去离子水适当稀释或用镀液稀释后在搅拌下慢慢加入。严禁将添加剂光亮剂的原液加入镀槽。

2.3　补充料的时机

加料最好是在停镀时进行。加入后经过充分搅匀再投入生产。在生产中加料,要在工件刚出槽后的“暂休”时段加入。可在循环泵的出液口一方加入,加入速度要慢,药料随着出液口的冲击力很快分散开来。

2.4　加料方法不当可能造成的后果

1)如果加入的是光亮剂,则易造成此槽工件色泽差异。

2)如果加入的是没有溶解的固体料,则易造成镀层毛刺或粗糙。

3)如果是加入酸调节pH,会造成槽液内部pH不均匀而局部造成针孔。

3　镀液及其它辅助溶液密度的测试方法

3.1　要经常测定溶液的密度

新配制的镀液或其它辅助液,都要测定它的密度并作为档案保存起来供以后对比。镀液的密度一般随着槽龄增加而增加。这是由于镀液中杂质离子、添加剂分解产物等积累的结果,因此可以把溶液密度与溶液成分化验数据一起综合进行分析,判断槽液故障原因以利排除。

3.2　溶液密度测定方法

在电镀生产中,常用密度计或波美计测试溶液密度。密度与波美度可以通过下列公式转换。对重于水的液体密度=145/(145-波美度),波美度=(145x145)/密度,在用波美计测试时,其量程要从小开始试测,若波美计量程选择不当,会损坏波美计。测试密度不要在镀槽内进行,应取出部分镀液在槽外进行。在镀槽中测试,当比重计或波美计万一损坏,镀液会被铅粒污染。应将待测液取出1.5L左右(用2000mL烧杯),热的溶液可用水浴冷却。然后将样液转移至1000mL直形量筒中,装入量为距筒口约20mm处,就可用比重计测量。