电镀工艺：定义、工作原理和应用

电镀是一种应用广泛的精加工工艺。 这个过程改善了零件的外观和性能。 最初，金属只能用其他金属电镀，但随着最近的技术进步，也可以用这种工艺改进非金属。

此外，电镀可以将某些金属的理想特性与其他材料结合起来。 这些特性通常包括强度、耐磨性、外观、耐腐蚀性和导电性。 此外，该过程旨在提高或改善材料的性能。 材料可以是金属、塑料，甚至是木头。

除了以上这些信息，电镀是如何工作的？ 哪些金属材料最适合在此过程中使用？ 这种电镀工艺的优缺点是什么？ 请继续阅读，因为我们提供了这些问题的答案以及您需要了解的有关电镀工艺的其他重要信息。

什么是电镀？

电镀是一种涂层工艺，自 19 世纪初以来一直存在^th 世纪。 尽管所使用的技术有所进步，但基本过程保持不变。

电镀只是意味着使用电流在物体或材料上涂上一层或多层金属层。 该过程也称为电沉积，导致金属薄层沉积到材料上。 因此，这个过程旨在改变材料的物理特性，也称为基材。

此外，由于电镀工艺，基材具有更好的美学吸引力、防腐蚀保护以及增加的耐磨性和抗撕裂性或增加的厚度。

电镀是如何工作的？

电镀的工作原理是通过电流将金属溶解并沉积到另一个表面上。 这个过程有四个主要组成部分。

• 阳极： 这是电路中使用的带正电的电极。 阳极容纳用于电镀过程的金属。
• 阴极： 这是电路中使用的带负电的电极。 它装有您要电镀的材料，也称为基材。
• 电镀液： 这是最重要的一项 金属表面处理解决方案. 它用作促进电路中电流流动的催化剂。 镀液通常含有硫酸铜和一种或多种金属盐。
• 能量源： 电源为电路增加电流。 当连接到阳极时，电源将电力引入系统。

电镀工作原理

那么，电镀是如何进行的呢？ 下面是电镀的步骤。

将阳极（金属）和阴极（基材）置于电镀液或电解液中。 随后，通过阳极将电引入装置。

因此，在将电引入阳极时，发生氧化。 结果形成金属原子作为正离子（阳离子）溶解在镀液中。 此外，电路中的电流导致金属离子（带正电的离子）移动到带负电的基板。 这导致在基板上沉积薄金属层。

此外，要使电镀过程取得成功，请始终记住以下几点。 一、电流的好坏影响电镀工艺 这里的质量包括电压高低和电流施加时间。

其次，电解液的化学成分及其温度也决定了工艺的有效性。 最后，始终考虑阳极相对于阴极的位置。 这是因为溶解的金属离子到达基材的距离也决定了电镀的效果。

然而，为了达到最佳电镀效果，工程师必须遵守这些预防措施。

电镀过程中的注意事项

• 处理溶液时要非常小心，因为它含有硫酸并且具有很强的腐蚀性。 如果溶液或电​​解质进入眼睛，请用大量清水冲洗眼睛，并立即就医。
• 执行此过程时，请始终佩戴护目镜和手套等安全装置，以避免电解质与皮肤直接接触。 其他重要装备包括围裙和通风橱。 确保使用通风橱，因为它可以防止电解液烟雾在排出时接触到您的脸。
• 此外，请将电镀溶液放在动​​物和幼儿接触不到的地方。
• 避免电解液与家用化学品接触。 它们之间的接触会引发反应，使电解质失效或向大气中释放有害气体。
• 储存电解质的理想温度在 40 到 95 华氏度之间。 此外，请始终将其存放在原始容器中，并盖紧盖子。
• 从电镀套件中转移电解液时，务必使用塑料漏斗。
• 尝试此过程时，请遵循所有电气安全预防措施。 其中包括橡胶垫、接地、保险丝和绝缘手套。
• 在此过程中不要佩戴戒指和其他首饰，因为它们通常是金属的，可能会导致触电。

三种电镀方法

涂覆基材时可采用不同类型的电镀方法。 这些包括：

• 滚镀
• 挂镀
• 卷对卷电镀

让我们更详细地讨论这些方法。

滚镀

这种旋转导致桶内的基材翻滚，促进涂层金属的均匀应用。 因此，工程师使用这种类型来增强耐腐蚀性并改善基材外观。 同样，工程师也使用滚镀来提高基材的耐磨性和抗撕裂性。

此外，由于它允许在筒内添加多个基板，因此它提供了一种更便宜的大批量零件电镀方法。 这使得滚镀成为电镀的理想选择 紧固件 和冲压件。 另一方面，用这种方法电镀需要更多时间，因为它需要低电流。

挂镀

挂镀不同于滚镀。 在这种情况下，基材会留在一个地方。 这种方法不允许在滚镀中看到的自由移动。 此外，它还涉及使用金属支架，基板通过弹簧夹、电线或螺钉固定在支架上。 结果，基板在浸入电解质中时保持不动。

此外，重要的是要注意，工程师在处理精密零件时会使用挂镀。 换句话说，零件可能难以承受滚镀的翻滚体验。

此外，当基板较大或复杂时，挂镀也是理想的选择。 当高质量的饰面很重要时，它是工程师的选择，适用于医疗和电子、汽车以及国防和军事设备。

另一方面，挂镀需要大量的人力投入才能成功，因此成本相当高。 尽管如此，这种电镀方法保证了在电镀过程中不会损坏基板。

卷对卷电镀

卷对卷电镀既经济又高效。 这是一种独特的电镀方法，因为它允许在基板上选择性地沉积金属。 卷对卷电镀通常用于制造或冲压产品的条带电镀，为工程师提供比其他电镀类型更多的好处。

有不同类型的卷对卷电镀；

• 控制深度电镀：电镀仅发生在基板的两个边缘上。 它不会发生在其他任何地方。
• 点镀： 使用这种类型的卷对卷电镀涉及使用掩模。 在这里，金属沉积仅以点状图案出现在未遮蔽的区域。
• 扁平库存： 这种方法类似于点镀，因为它涉及在基板的未掩蔽区域上沉积金属。 它们之间的唯一区别是没有点镀上看到的点图案。
• 胶带遮蔽电镀： 这种卷对卷电镀方法涉及在连续条带中的基板上进行金属沉积。 重要的是要注意，您应该使用遮蔽胶带覆盖不需要电镀的区域。

通常，卷对卷电镀是您想要电镀特定基板区域时的理想选择。 此外，它具有高电镀率并为基材提供更高的导电性和耐久性。 使用这种方法电镀的材料也很耐用且耐腐蚀。 此外，这种电镀方法在用于大批量工作时还可以节省成本。

适合电镀的金属材料

电镀过程可以发生在一种金属或多种金属的组合上。 工程师在这个过程中使用了许多金属。 但是，以下是最常用的金属。

• 铜： 铜电镀 增强材料层之间的附着力。 它还增加了基材的耐热性和导电性。
• 锌： 锌具有很高的耐腐蚀性。 此外，当使用锌与镍合金进行电镀时，它提高了基材对大气腐蚀的抵抗力。
• 镍： 这是适合电镀的金属材料之一，因为它耐磨。 它还具有提供元素电阻、导电性和硬度基板的合金。
• 银： 白银 金属电镀饰面 具有高延展性和延展性。 它还具有令人愉悦的外观并且出色地抵抗接触磨损。 此外，银提高了材料的导电性和导热性。
• 钯： 由于其耐腐蚀性而经常使用，钯还可以提高基材的硬度和耐腐蚀性。
• 金： 这是一种具有很高审美情趣的贵金属。 此外，它在使用时赋予基材高导电性、抗锈蚀、耐腐蚀和耐磨性。
• 锡： 这种明亮的金属既便宜又环保。 它使基材在使用时具有耐腐蚀性和高延展性。

电镀的优缺点

既然我们对电镀有了更多的了解以及为什么它对工程师和制造商很重要，那么让我们来讨论一下它的优点和缺点。

电镀的优点

• 提供基材保护： 保护物体免受腐蚀和失去光泽是主要优点之一。 此外，它还提高了物体的防震性和耐热性。
• 减少摩擦： 电镀物体可以最大限度地减少金属相互摩擦时的摩擦。 因此，减少了刮擦和产生的热量。 此外，更少的摩擦也意味着更少的磨损，让您可以长时间使用物品。
• 改善对象属性： 这个过程赋予物体额外的属性，如厚度、磁性和导电性。 这为生产需要具有此类特性的材料的电子产品和其他产品提供了工艺应用。
• 改善附着力： 在某些情况下，电镀表面不是最终涂层，而只是中间步骤。 表面起到胶水的作用，将基材和外涂层结合在一起，提高附着力。

电镀的缺点

• 环境污染： 如果操作不当，此过程会产生对环境有害的危险废物。 但是，您可以通过适当的废物管理来避免这种情况。
• 设置昂贵： 此过程的完整设置非常昂贵，因为您必须在启动和运行之前获得金属、化学品和其他昂贵的设备。
• 需要时间： 金属沉积发生得非常缓慢，这需要很多时间。 当材料需要不止一层时，它甚至会消耗更多时间。

电镀件的应用

电镀在各行各业都有应用。 让我们检查其中的一些。

航空航天

飞机部件通常会承受很大的温度变化，因此对它们进行电镀有助于延长其使用寿命。 此外，它还提高了贱金属的耐磨性和抗撕裂性。

汽车行业

为了获得美观的饰面，汽车公司将铬和镍等电镀金属应用于各种汽车和摩托车零件。

医疗和牙科

镊子和植入物等医疗和牙科工具，包括替换关节、螺钉和板，都带有电镀部件。 该层使它们更耐腐蚀。

模型

由于传统上生产定制或小批量金属零件的原型非常昂贵，制造商现在将这一过程与 3D印刷 制作原型时。 这样，节省成本和时间。

功率

用于电力或太阳能传输的电镀物体有助于大大提高其导电性。 此外，它提高了它们的耐用性。

首饰/珠宝

这可能是该工艺应用最多的行业。 制造商依靠这种工艺来改善首饰的外观和耐用性，例如手镯、戒指、吊坠等。

电镀应用的具体例子

• 铬和锌镍在航空航天工业用电镀螺栓和紧固件中的应用
• 汽车工业中的镀铬保险杠和其他金属部件
• 有助于牙科手术的牙嵌体
• 电线镀银和镀镍以提高导电性
• 将花朵和虫子等可生物降解的物品变成工匠的艺术品

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结论

电镀工艺是一项已经存在很长时间的技术。 它有助于生产具有改进性能、耐用且美观的部件。 要使电镀成功，需要阳极、阴极、电解质和电源。

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