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电镀的地位与作用在工业生产中的优势

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:抗高温氧化镀层 工业生产中常需要使用耐高温的材料来制造特殊用途的工件,这些工件暴露在高温腐蚀气体中,受到高温、气体腐蚀及气流冲刷的作用,严重影响了设备的寿命和运行的安全。在工业生产中,当电镀工艺条件改变时,镀层的磁性也相应改变,控制电镀工艺条件,可以获得所需要的磁性能。

电镀的地位与作用在工业生产中的优势

电镀是一种对金属(或非金属)工件表面进行装饰、防护或获得新的表面性能的工艺方法。对这个过程的形象说法,就是给金属(或非金属)工件穿上一件另一种金属材料的“外衣”,这件“外衣”就是镀层。镀层可以使工件表面美观,具有良好的导电性和润滑性、高硬度、高耐热性及高耐蚀性等优点。

电镀作为表面技术的重要组成部分,是工业上一种通用性强、使用面广的跨行业、跨部门的生产技术,广泛应用于电子、仪表、机械化工通信船舶航空航天、国防工业及各种日用轻工产品等领域。在工业生产中,主要的电镀金属种类有30余种,包括单金属镀层和合金镀层,其中应用较多的有锌、锡、镍、铜、铬、金、银、钴、铅、钛、锑、铑等单金属和铜-锡、铜-镍、铜-锌、锌-锡、锌-镍、铅-锡、锡-镍、锡-钴等合金。电镀的作用主要有改善工件表面外观质量,改善耐蚀性,提供特殊功能,以及研制新型材料等。

1.改善工件表面外观质量

这类镀层具备一定的防护性,但多以装饰性为目的,需求量大;单一金属镀层难以满足工件的使用要求,一般为合金镀层,如铜-镍-铬或铜-锡镀层等。这类镀层广泛应用于自行车、钟表等行业中,所得到的产品外表光亮美观,可达到防护和装饰的效果。随着电镀技术的发展,电镀贵金属(金、银、铑等)和仿金镀层在贵重装饰品和小五金商品中应用越来越多,镀后产品的外观质量好、经久耐用,深受用户的喜爱。

2.改善耐蚀性

为了提高工件的耐蚀性,延缓工件的腐蚀失效速率的镀层称为防护性镀层。由于腐蚀而成为废料的钢材约占其总产量的1/3,更严重的是一些关键部件的腐蚀破坏还易造成重大的安全事故。这类镀层成分广泛,例如,在钢铁工件上镀锌可有效避免基体在一般大气条件下的腐蚀;在海洋气候条件下常用镀镉层来保护基体金属;食品容器和罐头器皿等接触有机酸的钢铁材料产品,常采用镀锡层来保护,镀锡层不仅有很强的防护能力,而且其腐蚀产物对人体没有危害。

3.提供特殊功能

此类镀层称为功能性镀层,可满足工业生产的某些特殊要求。

(1)耐磨镀层 耐磨镀层主要是依靠给工件镀上一层高硬度的金属来提高工件的耐磨性,工业上多采用镀硬铬,如大型直轴或曲轴的轴颈、压印辊的辊面、发动机气缸活塞环及引擎阀门等均采用镀硬铬工艺来提高耐磨性能。

(2)减摩镀层 减摩镀层常用在滑动接触面上,如轴瓦和轴套上多采用镀锡、铅-锡合金、锡-钴合金、铅-铟和铅-锡-锑合金,获得的镀层具有很高的承载能力,减摩性能良好。(www.xing528.com)

(3)导电镀层 在电器、无线电及通信设备中,大量使用提高工件表面导电性的镀层,通常镀铜层、镀银层、镀金层等均属于此类镀层。若同时要求耐磨性好时,就要镀银-锑合金、金-钴合金、金-锑合金等。在波导元件生产中,大多数需要镀光亮银、镀光亮金等。

(4)抗高温氧化镀层 工业生产中常需要使用耐高温的材料来制造特殊用途的工件,这些工件暴露在高温腐蚀气体中,受到高温、气体腐蚀及气流冲刷的作用,严重影响了设备的寿命和运行的安全。例如电子管及晶体管的管脚与插座、喷气发动机的转子叶片和转子发动机的内腔等,常需要镀镍、铬及铬合金,所得镀层化学稳定性好,抗高温氧化,耐蚀性好。在有些情况下,还需要使用复合镀层,如Ni-Al2O3、Ni-Zr2O3、Cr-TiO2复合镀层等。

(5)焊接性镀层 某些电子元器件进行组装时,为了改善和提高它们的焊接性,常在表面镀一层金属镀层,最常用的有铜、锡、银以及锡-铅合金镀层。

(6)磁性镀层 录音机电子计算机等设备中所用的录音带、磁环线、磁鼓、磁盘等存储装置均需采用磁性镀层来改善其磁性能。这些材料中的磁性镀层大多数采用电镀方法来制造。在工业生产中,当电镀工艺条件改变时,镀层的磁性也相应改变,控制电镀工艺条件,可以获得所需要的磁性能。常用的磁性合金镀层有钴-镍、镍-铁、钴-镍-磷合金等。

(7)修复性镀层 修复性镀层可用于修补重要工件中加工过量的加工尺寸。当重要的机器工件磨损以后,可以采用电镀法修复其磨损部位,如汽车和拖拉机的曲轴、凸轮轴齿轮、花键、纺织机的压辊、深井泵轴等均可用电镀硬铬、镀铁(或复合镀铁)工艺加以修复。印染、造纸、胶片行业的工件也常采用镀铜、镀铬工艺等来修复。

(8)其他功能性镀层 在工业生产中,还有很多其他的功能性镀层的应用。如在热处理加工中,为了防止局部渗碳需要镀铜,为了防止局部渗氮需要镀锡;在反光镜和聚光灯的生产中,为了增加反光能力需要镀铬或银,为了消光需要镀黑铬或黑镍;在存在酸腐蚀的行业中,为了防止硫酸和铬酸的腐蚀则需要镀铅等。

4.研制新型材料

现代工业的发展对镀层质量的要求也越来越高,各种类型的电镀电源、电镀设备,以及电镀用的化学药品和添加剂应运而生,科技工作者研制出了各种电镀新工艺,开发出了许多高性能、应用潜力大的新型材料。如多层镀、复合镀、非晶态镀和纳米镀等技术,可将金属及非金属的碳化物、氧化物、硼化物等硬度高且耐热性好的颗粒与铜、镍、铬、钴镀层共沉积,得到综合性能优良的新型材料。

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