电镀设备及超声波清洗设备的研发、设计、制造、销售和服务为一体,电镀是一种电化学过程,也是一种氧化还原过程.电镀的基本过程是将零件浸在金属盐的溶液中作为阴极,金属板作为阳极,接直流电源后,在零件上沉积出所需的镀层。
例如:镀镍时,阴极为待镀零件,阳极为纯镍板,在阴阳极分别发生如下反应:
阴极(镀件):Ni2++2e→Ni (主反应)
2H++2e→H2↑ (副反应)
阳极(镍板):Ni -2e→Ni2+ (主反应)
4OH--4e→2H2O+O2+4e (副反应)
不是所有的金属离子都能从水溶液中沉积出来,如果阴极上氢离子还原为氢的副反应占主要地位,则金属离子难以在阴极上析出.根据实验,金属离子自水溶液中电沉积的可能性,可从元素周期表中得到一定的规律,如表1.1所示。
阳极分为可溶性阳极和不溶性阳极,大多数阳极为与镀层相对应的可溶性阳极,如:镀锌为锌阳极,镀银为银阳极,镀锡-铅合金使用锡-铅合金阳极.但是少数电镀由于阳极溶解困难,使用不溶性阳极,如酸性镀金使用的是多为铂或钛阳极.镀液主盐离子靠添加配制好的标准含金溶液来补充.镀铬阳极使用纯铅,铅-锡合金,铅-锑合金等不溶性阳极。
要想按工艺要求完成电镀加工,光有电源和镀槽是不够的,还必须要有一些保证电镀正常生产的辅助设备。包括加温或降温设备、阴极移动或搅拌设备、镀液循环或过滤设备以及镀槽的必备附件如电极棒、电极导线、阳极和阳极篮、电镀挂具等。
1.加温或降温装置
由于电镀液需要在一定温度下工作,因此要为镀槽配备加温设备。比如镀光亮镍需要镀液温度保持在50℃,镀铬需要的温度是50~60℃,而酸性光亮镀铜或光亮镀银又要求温度在30℃以内。这样,对这些工艺要求需要用热交换设备加以满足。对于加温一般采用直持加热方式。
2.阴极移动或搅拌装置
有些镀种或者说大部分镀种都需要阴极处于摆动状态,这样可以加大工作电流,使镀液发挥出应有的作用(通常是光亮度和分散能力),并且可以防止、边角镀毛、烧焦。
有些镀种可以用机械或空气搅拌代替阴极移动。机械搅拌是用耐腐蚀的材料做的搅拌机进行,通常是电机带动,但转速不可以太高。空气搅拌则采用经过滤去除了油污的压缩空气。
3.过滤和循环过滤设备
为了保证电镀质量,镀液需要定期过滤。有些镀种还要求能在工作中不停地循环过滤。过滤机在化学工业中是常用的设备,因此是有行业标准的设备。不过也是以企业自己的标准为主。可根据镀种情况和镀槽大小以及工艺需要来选用过滤机。
4.电镀槽必备附件
电镀槽必须配备的附件包括阳极和阳极网篮或阳极挂钩、电极棒、电源连接线等。有些工厂为了节省投资,不用阳极网篮,用挂钩直接将阳极挂到镀槽中也可以,但至少要套上阳极套。
阳极篮大多数采用钛材料制造,少数镀种也可以用不锈钢或钢材制造。
电极棒是用来悬挂阳极和阴极并与电源相连接的导电棒。通常用紫铜棒或黄铜棒制成,比镀槽略长,直径依电流大小确定,但少要在5cm以上。
电源连接线的关键是要保证能通过所需要的电流。是采用紫铜板,也有用多股电缆线的,这时一定要符合对其截面积的要求。
5.挂具
挂具是电镀加工重要的辅助工具。它是保证被电镀制品与阴极有良好连接的工具,同时也对电镀镀层的分布和工作效率有着直接影响的装备。已经有专业挂具生产和供应商提供行业中通用的挂具并根据用户需要设计和定做挂具。
6.镀前清洗设备
超声波清洗在电镀前工艺应用
产品电镀前处理工艺非常重要,一般的传统工艺使用酸液对工件进行处理,对环境污染较重,工作环境较差,同时,的弊端是结构复杂零件酸洗除锈后的残酸很难冲洗干净。工件电镀后,时间不长,沿着夹缝出现锈蚀现象,破坏电镀层表面,严重影响产品外观和内在质量。超声波清洗技术应用到电镀前处理后,不仅能使物体表面和缝隙中的污垢迅速剥落,而且电镀件电镀层牢固不会返锈。
利用超声波在液体中产生的空化效应,可以清洗掉工件表面沾附的油污,配合适当的清洗剂,可以迅速地对工件表面实现高清洁度的处理。
电镀工艺,对工件表面清洁度要求较高,而超声波清洗技术是能达到此要求的理想技术。利用超声波清洗技术,可以替代溶剂清洗油污;可以替代电解除油;可以替代强酸浸蚀去除碳钢及低合金钢表面的铁锈及氧化皮。
电镀所需要的设备主要是整流电源、镀槽、阳极和电源导线,还有按一定配方配制的镀液。要使电镀过程具有科研的或工业的价值,需要对电镀过程进行控制,也就是要按照一定的工艺流程和工艺要求来进行电镀,并且还要用到某些辅助设备和管理设备,比如,过滤机、加热或降温设备、化验设备、检测设备等。
整流电源
与其他工业技术相比,电镀技术的设备不仅很简单,而且有很大的变通性,以电源为例,只要是能够提供直流电的装置,就可以拿来做电镀电源,从电池到直流发电机,从桥堆到硅整流器、从可控硅到开关电源等,都是电镀可用的电源。其功率大小既可以由被镀产品的表面积来定,也可以用现有的电源来定每槽可镀的产品多少。
当然,正式的电镀加工都会采用比较可靠的硅整流装置,并且主要的指标是电流值的大小和可调范围,电压则由0~18V随电流变化而变动。根据功率大小而可选用单相或三相输入,要能防潮和散热。工业用电镀电源一般从l00A到几千安不等,通常也是根据生产能力需要而预先设计确定的,是单槽单用,不要一部电源向多个镀槽供电。如果只在实验室做试验,则采用5~1OA的小型实验整流电源就行了。
1993年我国机械工业部组织专家编制了电镀用整流设备的标准(JB/T1504-1993),对我国设计和生产的电镀整流器的型号、规格、技术参数等都作出了相关规定。随着电力科学技术的进步,在整流电源的设计和制作上已经有很大改进,很多电镀电源已经向多功能、大功率、小体