金属零件电镀概述电镀表面处理工艺的应用应用控制

金属零件电镀概述电镀表面处理工艺的应用应用控制

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金属零件暴露在自然环境中后，在酸、碱、盐等化学物质的影响下会发生腐蚀。 为了防止此类现象的发生，通常需要对金属零件的表面进行电镀处理。 当前，我国制造业正处于高质量发展阶段，需要不断提高电镀表面处理技术水平，保障金属零件的使用。 从笔者近年来的学习、研究和实践经验来看，钢铁材料除了打磨、抛光、脱脂、蚀刻外，还需要在镀锌后进行进一步的处理，才能保证电镀表面处理的质量。 因此，有必要对整个电镀表面处理过程进行应用控制。

金属零件电镀概述

电镀是金属零件表面处理的常用方法。 目前，金属件电镀时，具体操作仍按镀前准备→电镀处理→镀后处理三大步骤进行。 例如，在镀前准备过程中，首先要求对金属零件的表面毛刺、氧化皮、锈皮、沙眼等缺陷进行抛光处理，以提高零件的平整度； 其次，需要进行粗抛、中抛、粗抛。 采用三种方法对金属件表面进行抛光，完成划痕处理，提高表面光亮度； 第三，要求采用化学方法、超声波方法、电化学方法、有机溶剂方法等进行脱脂，脱脂后采用一般浸泡。 侵蚀、光亮蚀刻、弱蚀刻等，去除金属零件表面的薄氧化膜，提高镀层与金属的连接强度等。虽然镀前的准备工作很复杂，但可以打下牢固的基础。为后续电镀表面处理奠定基础，保证电镀表面处理的效果。

金属零件电镀表面处理工艺分析

金属件的表面处理包括镀锌和电镀时镀铬。 由于锌是两性金属，在酸性和碱性溶液中均能溶解，在干燥空气中不会发生较大变化。 因此得到了推广和应用。 当使用氰化物镀液或无氰镀液时，前者有剧毒。 为了避免污染和危害，通常需要选择铵盐和碱性锌酸盐作为镀液。 为了讨论清楚，本文以铵盐镀锌工艺为例，从工艺特点、镀锌层后处理、镀铬防护装饰三个方面对其进行详细分析。

2.1 工艺特点分析

铵盐镀锌液具有电流效率高、沉积速度快的比较优势。 涂敷该溶液后，可获得光亮且结晶细密的涂层。 目前使用的铵盐镀锌在深镀能力和抛镀能力上存在差异，可以满足不同材料的表面处理需要。 实践表明，在钢材金属件的表面处理过程中，应用铵盐镀锌液后，一方面随着时间的推移会发生严重的腐蚀，另一方面处理后的废水处理起来也比较困难。 。 ，会对水环境造成相应的污染。 但在几何形状简单的零件和复杂零件的表面处理工艺中，可相应采用氯化铵-次氮基三乙酸镀液、氯化铵-柠檬酸镀液等。

2.2 镀锌层后处理

当采用电镀处理金属零件表面时，不能排除氢渗透，产生“氢脆”问题。 加工商通常根据这种情况进行脱氢操作。 例如，选择镀锌后的热处理方法，可以更好地促进氢气从中逸出。 同时，应用该方法后，为了增强镀锌层本身的耐腐蚀性，提高装饰效果，往往需要优化和提高金属层与镀锌层之间的结合力或连接强度。 从实践经验来看，进行铬酸盐钝化处理后可以形成钝化膜，从而提高镀锌层的稳定性。 例如常用的白色、黑色、彩色钝化等，都属于这一类。

2.3镀铬防护装饰

采用电镀方法进行金属零件表面处理有两个目的：①保护金属零件； ②装饰金属部件。 保护和装饰几乎同时进行。 具体来说，在镀锌时，通常需要进行镀铬保护装饰。 从实验和应用来看，镀铬后形成的钝化膜是氧化层，在空气中不会改变或失去光泽。 目前应用的普通镀铬、复合镀铬、镀硬铬等方法不仅可以改善金属件电镀后的外观，而且可以提高抛光后镀层的亮度。 目前，在使用铬酸溶液时，采用硫酸盐催化剂，可以将电流效率提高到10%左右（8%~13%），同时，将其硬度提高到800HV左右（600~900HV）。 尤其是当解决方案的维护难度较低时，这种流程受到从业者的青睐。 需要指出的是，在金属件电镀表面处理过程中，由于电镀对象的差异，往往会选择不同的镀锌方案，包括冷镀锌、热镀锌工艺等。

以钢材热镀锌表面处理为例

3.1 钢件热镀锌工艺

钢件是常规电镀对象之一。 近年来，为了防止钢件腐蚀，通常采用热浸镀锌工艺（以下简称“热浸镀锌”）。 根据目前的实验研究和应用经验，热镀锌可以保护钢材在成型后10年以上不生锈、不腐蚀。 需要指出的是，为减少后续运行维护成果，一般可采用二级防护方法，即通过在钢材表面涂覆有机涂料，形成双层防腐体系，全面提高防腐性能。 -钢件的腐蚀和防锈能力。 这次我们主要选用Q235钢材，规格为150mm×70mm×5mm。

3.2 钢件的预处理和镀锌

首先将选定的钢件进行碱洗除油、酸洗除锈，然后用清水清洗。 以碱洗脱脂为例，传统的化学脱脂方法往往存在碱洗时间过长的缺点。 因此，本次实践中采用电解脱脂方法。 根据脱氢反应式2H2O+2e=H2↑+2OH-和析氧反应式4OH--4e=O2↑+2H2O进行电解脱脂处理。 酸洗时采用电解酸洗法，主要基于电极反应去除电工钢件表面的氧化物和锈迹（电解工艺参数见表1）。 其次，将准备好的锌锅温度控制在（460±5）℃后，将清洗干净的钢件放入其中，3分钟内取出。 锌层厚度大于80μm。

表1 电解工艺参数

3.3 钢件热镀锌后处理

首先，在热镀锌层预处理方面，主要有五种方法（如表2）。

表2 钢件表面预处理

其次，为了选择适应性更好的镀锌层后处理方法，本研究分别对应国产环氧底漆（含锶黄颜料聚酰胺固化的双组份环氧漆）、国产磷化底漆、进口环氧底漆（双组份环氧底漆）。聚酰胺加合物固化双组份环氧漆）、进口环氧底漆（含磷酸锌聚酰胺固化双组份环氧漆）、进口环氧底漆（含磷酸锌低表面处理环氧漆），标有1#、2#、3# 、4#、5#，涂底漆，然后根据环境试验（常用的“湿热试验+盐雾试验+“附着力测试”程序）进一步分析不同工艺下对附着力的影响。湿热试验按照《军用装备实验室环境试验方法》第9部分的要求，共进行10个周期的试验，具体以24h/周期为基准进行操作，每个周期分为10个周期。 ：加热→高温高湿→冷却→低温四大阶段[7]。 盐雾试验按照上述方法第11部分的要求进行，共计96小时。 具体操作是盐雾和干燥交替进行。 附着力试验按照《油漆、清漆附着力试验拉离法》的要求进行。 首先将钢件样品用80#砂纸打磨，然后在室温下固化7天，然后用环氧树脂粘合剂粘合。 附着力处理后，最后放入万能力学试验机中进行实验，取气缸拉脱强度的平均值作为附着力测试值。 环境测试结果如图1、图2所示：

图1：环境测试前样品的打开部分

图2：环境测试后的样品剖面

第三，根据以往的实践经验和测试结果，使用喷砂方法的涂层样品在环境试验前后的开口截面显示，内聚力已被破坏，且附着力优于其他四种方法和稳定性比较好。 其中以5#环氧底漆黑的应用效果最好。 同时，与以往的实践经验相比，认为：①采用钝化处理方法后，钢件表面防护涂层中基材与底涂层之间可以形成结合性能。 当其性能更好时，防护能力就可以提高。 寿命，否则会影响其使用寿命。 根据漆膜拉力法测试，当粘结性能不小于5MPa且漆膜附着力不大于2MPa时，漆膜会脱落、起泡。 ②采用钝化+酒精擦拭的方法通常可以改善粘结性能，增加底漆的粘结力保留率。 ③如果采用非钝化方法，则无法达到预期的底漆涂层/热镀锌界面结合力目标。 ④非钝化+酒精擦拭方法对漆膜附着力影响相对较小。 只能起到局部作用，不能产生活化交联。 ⑤钝化后采用喷砂方法，可改善表面处理效果，改善基材表面粗糙度，提高与漆膜的附着力。

因此，在比较了五种不同方法在不同底漆中的应用效果后，我们选择了可靠性高、效果最大的表面处理技术5#环氧底漆和后钝化喷砂方法。 后钝化喷砂方法的具体应用中，要求首先严格控制喷射压力和砂粒大小，待完成热浸锌层处理后再进行喷砂。 根据钢件表面预处理结果：①结合强度大于5MPa； ②需选择含磷酸盐的底漆，以提高其防腐效果。

结论

金属部件由于其有限的特性而容易受到腐蚀。 通过电镀对表面进行处理，不仅可以起到保护作用，还可以对金属件表面进行装饰，增加其美观度。 综合以上分析可知，电镀表面处理工艺内容简单，内容复杂。 应用该工艺时，需要选择适应性高的镀锌液，形成镀锌层后进行后处理，并选择配套的防腐处理方法。 由于金属件电镀表面处理工艺应用时电镀对象不同，建议在实际应用钢件电镀表面处理之前，尽可能根据电镀对象进行综合分析，并应选择适用的热镀锌方法，以确保工艺应用。 可以提高钢件生产制造的全要素生产率。