电镀的工艺安排

    电镀方式的选择取决于镀件的特征和产量，而准备工作则根据材料的特点和产品镀前的状态来确定。基本程序用以加工大多数钢铁类的普通制件，但对于其他材料和各种不同性质的镀层，就必须针对具体情况考虑其差异，并进行调整。实际上没有一种能适合各种不同情况的万能工艺。

    镀前准备包括预备性的准备工作和生产线上的镀前处理两部分。预备性的工作包括对镀件做细致的表面机械处理，如磨光、抛光或滚光、刷或砂布打磨、去除毛刺棱边、吹砂或喷丸等。这些都按实际需要来安排。经过精细的机械加工的产品，许多附加的机械处理就没必要了。有些最后热处理的制件往往也不再适合做机械性的加工，除非有需要吹砂、打磨或细致的表面修饰。产品视库存、转工序、运输等等不同情况，表面须有厚薄不同的油层以及粘附的加工碎屑、尘土污物等也必须先作预备性清理，如溶剂脱脂、水液冲洗、碱液浸泡(化学除油)等，以预先将大部分污物去净，以免污染槽液。

    毛胚、锻铸表面及某些热处理后残留的氧化皮须做补充的酸洗。有些顽渍可能要手工擦洗。

    上电镀线的被镀件一般只应有少量薄油，没有厚重的氧化皮或污物，以免过多地增加生产槽液的负荷。这样便使零件可以经过正常的电解除油、清洗、短暂的弱腐蚀来活化表面并暴露出基体的晶面后进行正常的镀覆。为了防止一些碱性镀液的污染，须在镀前将残酸用稀碱中和。生产线上进行的整个准备工艺部分，目的是使被镀件清洁并逐步活化，而这种清洁与活化对于保证镀覆优良的镀层是必要的措施。镀层若架在某些污染物的表面，哪怕只是微米或纳米级的膜层，也无法保证其正常地结合和顺序地生长。由于表面已经过活化，在镀前的槽间转移过程中必须尽量避免与周围的空气较长时间地接触，否则准备工序就须重复。

    镀件进入镀槽后一般迅即给予额定的电流密度，实际的电压视具体情况而有所上下。通常均不超过6-12V。但若电镀溶液的工作温度超过40度时，零件进槽后须稍作迟延然后再通电，以防镀面与溶液间有温度差异。工业镀铬件一般均不立即通电而规定有预热阶段。

    表面活泼易于在镀液内溶解的材料浸入溶液时应预先钝化;反应，表面易于钝化的材料须让电流缓慢地从零开始增大。像镀铬等内腔深处较难覆盖的镀液，开始时用超过正常1 – 2 倍的电流密度处理1 – 2 分钟比较有利。而提高初始电流密度的方法也被开发来在一些普通镀液内消除极薄而均匀的预钝化膜层。例如将清理后的表面预先用K₂Cr₂O₇-，等钝化，然后使其在镀液内按上法消除，从而获得更牢固和更均匀的镀层。

    (卡达尔)很早曾提出这种保持被镀表面新鲜活化的方法，但须仔细控制才能得到较好的结果。负电位比较高的基体材料，由于很易从溶液内自发置换，须进行保护性的预镀。内脏、小孔内部均应覆盖周全，否则很易遭到腐蚀。即使是普通钢材，在腐蚀性很强的镀液内凹处、小孔内壁无法完整镀覆时也会遇到同样的问题。镀后处理的首要任务是保证清洗得十分干净，洗涤用水必须规范。正常的清洗是顺序多槽洗涤或直接冲洗，清洗时加喷淋或喷雾常能使清洗更为有效并且节水。顺序多槽洗涤一般采用逆流供水，反向的水流最后用于补充镀槽损耗，这样有助于节水和环保。

    最后清洗中常见的故障是凹处、小孔和缝隙等处的残液清除不尽。这种情况加速日后镀层的破坏、腐蚀相配的制件或组件、损坏与之接触的材料，特别是纺织品和纸制品，因而必须避免。

    经最后清洗的镀件必须经过脱水以保持制品的干燥。脱水实际上也是镀后要求较细的工作，虽然普通吹干、烘干、简单的凉干都能脱水，但操作不良时大多会使镀面遗留水印。更应避免用手触摸。用有机硅油来浸泡脱水是较好的方法。如制件须防锈，可以在最后浸以置换型防锈油，这样可以除去残余水分并同时达到防锈的目的。最后浸热油也可，但能耗较高，而且浸热油时如果零件还带有水，便会爆溅而伤人。如果为了向镀层或膜层内填充润滑油，油料则要加热到120-200度(或更高，以便扩孔、排气和降低润滑油的粘度。

    最后清洗的水质很重要。受污染的水、盐分或硬度较高的水，干燥后会有微量有害物质残留，日后导致镀件锈蚀或出现其他故障。如条件不允许采用高质量的供水，则水质应做检验并监控。水质不良引起的问题并不少见。如今对用水已制订了一些标准，如航标HB-5472，国外通行的标准如ASTM D-1193。有的水源污染严重，即使滴在滤纸上干后也残留明显的污迹，这样的清洗水将使镀层质量变坏。

    电镀时阴极电流效率很少能达到100% :，除非不用水溶液。析出的氢渗入镀层和基体材料便使材料出现氢脆。钢材强度愈高，氢脆愈明显。氢脆有时也波及到一些镀层本身，而零件上各种原因产生的残余应力的负面效果常常会使氢脆问题更难处理。修理维护工作中的重复电镀，以及零件在长期工作环境中接触的含氢介质甚至腐蚀过程中导致的氢渗入，会给电镀过程留下隐患。因此一些重要的和强度高的制件往往在电镀前回火，而在电镀后仔细除氢，以免出现问题。

    镀后除清洗外，钝化和防锈是最常增加的措施，以充分保护电镀层而延长其使用寿命。为了提高电镀后镀层的工作性能，多年来已出现了形形色色的补充处理方法，或者增加一些后续工艺以使镀层向新的材料形式转化。例如激光强化以改善抗磨损和腐蚀，高温扩散以制备阶梯型材料等。

    为了规范电镀的各种准备工艺，历年来曾做过许多工作。不少部门或企业，包括国内外的重要行业，差不多都总结了自己的工艺规范作为一种原则性的规定，这十分有利于保证质量和电镀生产的发展。在国际上比较有名的规范首推美国材料试验学会的ASTM 标准，这个系列的标准几乎囊括了各种不向基体材料的标准准备方法。


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