电镀工作条件的影响

摘要：机械工具知识入门-特点-分类篇:详细解析了电镀工作条件是指电镀时的操作变化因素包括电流密度、温度、搅拌和电源的波形等。

电镀工作条件的影响

电镀工作条件是指电镀时的操作变化因素包括：电流密度、温度、搅拌和电源的波形等。

1.阴极电流密度任何镀液都有一个获得良好镀层的电流密度范围，获得良好镀层的最小电流密度称电流密度下限，获得良好镀层的最大电流密度称电流密度上限。一般来说，当阴极电流密度过低时，阴极极化作用小，镀层的结晶晶粒较粗，在生产中很少使用过低的阴极电流密度。随着阴极电流密度的增大，阴极的极化作用也随之增大（极化数值的增加量取决于各种不同的电镀溶液），镀层结晶也随之变得细致紧密；但是阴极上的电流密度不能过大，不能超过允许的上限值（不同的电镀溶液在不同工艺条件下有着不同的阴极电流密度的上限值），超过允许的上限值以后，由于阴极附近严重缺乏金属离子的缘故，在阴极的尖端和凸出处会产生形状如树枝的金属镀层、或者在整个阴极表面上产生形状如海绵的疏松镀层。在生产中经常遇到的是在零件的尖角和边缘处容易发生“烧焦”现象，严重时会形成树枝状结晶或者是海绵状镀层。

2.电镀溶液温度当其它条件不变时，升高溶液的温度，通常会加快阴极反应速度和离子扩散速度，降低阴极极化作用，因而也会使镀层结晶变粗。

但是不能认为升高溶液温度都是不利的，如果同其它工艺条件配合恰当，升高溶液温度也会取得良好效果。例如升高温度可以提高允许的阴极电流密度的上限值，阴极电流密度的增加会增大阴极极化作用，以弥补升温的不足，这样不但不会使镀层结晶变粗而且会加快沉积速度，提高生产效率。此外还可提高溶液的导电性、促进阳极溶解、提高阴极电流效率（镀铬除外）、减少针孔、降低镀层内应力等效果。

3.搅拌 搅拌会加速溶液的对流，使阴极附近消耗了的金属离子得到及时补充和降低阴极的浓差极化作用，因而在其它条件相同的情况下，搅拌会使镀层结晶变粗。

然而采用搅拌后，可以提高允许的阴极电流密度上限值，这样就可以克服因搅拌降低阴极极化作用而产生的结晶变粗现象，采用搅拌可以在较高的电流密度和较高的电流效率下得到紧密细致的镀层。对某些光亮性镀液，如光亮硫酸盐镀铜和光亮镀镍，搅拌还可以提高镀层的整平性。在某些情况下，还可消除条纹或桔皮状镀层。

采用搅拌的电镀液必须进行定期或连续过滤，以除去溶液中的各种固体杂质和渣滓，否则会降低镀层的结合力并使镀层粗糙、疏松、多孔。

4.电源 电镀生产中常用的电源有整流器和直流发电机，根据交流电源的相数以及整流电路的不同可获得各种不同的电流波形。例如单相半波、单相全波、三相半波和三相全波等。实践证明，电流的波形对镀层的结晶组织、光亮度、镀液的分散能力和覆盖能力、合金成分、添加剂的消耗等方面都有影响，故对电流波形的选择应予重视。目前除采用一般的直流电外，根据实际的需要还可采用周期换向电流及脉冲电流。

周期换向电流就是周期性地改变直流电流的方向，即在电镀时，直流电流的方向，一段时间是正向，接着的一段时间是反向，正向电流就是将镀件作为阴极，而反向电流就是将镀件作为阳极。一段正向电镀的时间和一段反向退镀的时间之和就是一个周期的时间（tK+tA=T）。

实践证明，把周期换向电流应用于氰化物镀铜和氰化物镀银，所获得的镀层捏比用一般直流电所得的镀层好得多，这是由于在反向退镀时，可除去电镀时产生的劣质镀层，减少或消除镀层上的粗糙和毛刺；同时还能使镀件尖端和边缘镀层厚度较厚处，退镀时除去较多的镀层，使镀层厚度均匀，整平性好。

在应用周期换向电镀时，零件入槽最好先进行阴极电镀，以防止镀件在无镀层时作为阳极，造成基体金属腐蚀而污染镀液。

脉冲电流就是单向（阴极）电流周期性地被一系列开路（无电流通过）所中断的电流。它与换向电流所不同的是不把镀件作阳极，而是间歇地停止供电，由于间歇中断电流，阴极电位随时间周期性地变化。其波形有方波、正弦波、三角波和锯齿波等。

实验证明，使脉冲电流，可提高镀金层的硬度和导电性，并使金层在高温下不易变色，还具有镀取较厚镀层的能力；在焦磷酸盐电镀铜-锡合金中，使用脉冲电流可提高镀层中锡的百分含量；在某些场合下，使用脉冲电流还可以减少氢的析出、提高阴极电流效率，从而减少针孔、条纹和氢脆等。