电镀（镀铬、镀镍、镀锌）
电流从槽液中沉积出金属
电镀用电流给零件镀上一层薄薄的另一种金属，如铬、镍或锌。浴室水龙头上闪亮的铬，和螺栓上偏黄的锌，都是电镀的。它在增加外观、防锈或耐磨的同时，让零件保持精确的形状。
工作原理
清洗并上挂具。 零件经脱脂、冲洗，并在酸中短暂浸泡以去除氧化物（活化）。然后挂在挂具上，或放进导电的滚筒中翻滚。
浸入电解液。 槽中装有电解液（水中溶有镀层金属的盐，如硫酸镍）。槽液常被加热并搅拌。
接通电流。 直流电源（整流器）把零件接到负极，使其成为阴极。正极一侧是镀层金属的棒，作为阳极。
离子移动并镀上。 金属离子带正电，因此向零件漂移。在那里它们得到电子，变回固态金属，一个原子一个原子地镀在每个被润湿的表面上。
阳极溶解。 随着金属离开溶液，镍或锌阳极溶解来补充。在镀铬槽中，阳极不溶解，所以要另外添加化学品。
冲洗并重复。 零件在各槽之间冲洗；装饰性镀铬依次经过镀铜、镀镍和镀铬槽。镀锌件通常还要浸一次钝化液（一层薄的转化膜，增加耐腐蚀性，并带来蓝色或黄色色调）。
厚度取决于电流和时间：电流越大或时间越长，镀层越厚。电镀在电场最强的边缘和拐角处长得更快，在孔和凹处则更慢。
关键数据
- 材料
- 铬、镍、锌、铜、锡、银、金镀层；基体为钢、黄铜、铜、铝，以及先做导电处理的塑料
- 典型零件
- 水龙头、汽车饰条、螺栓和螺钉、液压活塞杆、电触点、珠宝
- 零件尺寸
- 从微小的连接器针脚，到几米长的辊和杆；由槽体决定上限
- 精度
- 非常薄且可控：镀锌通常 5–25 µm，装饰性镀铬远小于 1 µm，硬铬几十到几百 µm
- 表面质量
- 复制底下的表面：抛光的零件镀后如镜面般光亮，哑光的零件仍是哑光
- 适合的批量
- 从单件修复到滚筒线上的数百万个紧固件
- 模具与设备成本
- 挂具和夹具很便宜；带槽体、吊车和废水处理的自动电镀线要几十万到数百万美元
- 速度
- 薄锌或装饰性镀铬只要几分钟，厚硬铬则长达许多小时
优点与局限
优点
- 薄而均匀的镀层，保持零件的尺寸
- 许多金属可用于外观、防腐、耐磨或导电
- 镜面般光亮的装饰性表面
- 大批量时每件成本低，尤其是滚镀
局限
- 深孔和凹处不均匀；边缘处堆积更多
- 使用有毒化学品（例如六价铬和氰化物槽液），需要严格的废液处理
- 电镀时产生的氢会使高强度钢变脆，因此零件事后要烘烤
- 每一步都依赖完美的清洁；前处理不好，镀层会剥落或起泡
应用领域
- 汽车镀锌的紧固件和支架、镀铬饰条、镀镍零件
- 给排水与家居镀铬水龙头、花洒、门把手
- 液压与机械硬铬活塞杆、辊、模具
- 电子连接器上的金和锡，电路板上的铜和镍
- 航空航天起落架零件和紧固件上的镉或锌镍
- 珠宝与硬币在较便宜的金属上镀金和镀银
如何识别
- 一层非常薄的镀层，顺着底下零件的每一处细节、划痕和抛光纹。
- 略带蓝色调的镜面般光亮的铬，或螺钉上钝化锌的彩虹色、黄色或蓝色光泽。
- 接触痕迹：零件接触挂具的地方有一小块裸露或暗淡的点。
- 失效时，光亮表面下出现微小的麻点或气泡，或在尖锐的边缘处剥落。
对比
观看
VIEW CHEM · 阳极、阴极和离子流动的动画
Mayer Motorsports · 车间参观：抛光，然后镀铜、镍和铬
Proinvest Group | Unlimited Steel Solutions · 液压杆上的工业硬铬
Riley Surface World · 带龙门吊和槽体的自动滚镀锌线
查看实拍照片
- 维基百科：电镀 — 原理示意图和电镀线照片
- 维基百科：镀铬 — 镀铬的汽车和摩托车零件，装饰铬与硬铬
- 维基共享资源图片搜索
记住
- 零件是负极；槽液中带正电的金属离子落在上面，变成金属。
- 电流和时间决定厚度，从不到 1 µm 到几百 µm。
- 零件的清洁和对有毒槽液的安全处理，决定电镀的成败。
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