電鍍、電鑄、電泳、濺鍍及陽極處理的區(qū)別

2022/07/30

一、電鍍

 

是應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程。

 

電鍍的原理與電解精煉銅的原理是一致的。電鍍時，一般都是用含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)配成電鍍液；把待鍍金屬制品浸入電鍍液中與直流電源的負(fù)極相連，作為陰極；用鍍層金屬作為陽極，與直流電源正極相連。通入低壓直流電，陽極金屬溶解在溶液中成為陽離子，移向陰極，這些離子在陰極獲得電子被還原成金屬，覆蓋在需要電鍍的金屬制品上。

 

二、電鑄

 

大致可分為三類，即裝飾性電鍍（以鍍鎳-鉻、金、銀為代表）、防護(hù)性電鑄（以鍍鋅為代表）和功能電鍍(以鍍硬鉻為代表電鑄是利用電鍍法來制造產(chǎn)品的功能電鍍之一。

 

據(jù)稱電鑄始于1838年，主要用于工藝藝術(shù)品。當(dāng)時，俄國的Jacoli在石膏母型上涂敷石臘，通過石墨使其表面具有導(dǎo)電性，然后表面鍍銅，鍍后脫模，以此制成銅的復(fù)制品。日本昭和初年，京都市工業(yè)研究所和大板造幣司等單位就已積極開展了在石膏母型上鑄銅，在絕緣體上電鍍等方面的研究，并制作了許多精美的金屬工藝品。但是，以石膏或臘等作為母型模進(jìn)行電鑄時，不僅制造技藝要求高、操作麻煩，而且母型易破損，難以制出精致的復(fù)制品，所以電鑄的應(yīng)用范圍十分有限。

經(jīng)過一個世紀(jì)的發(fā)展，電鑄技術(shù)已廣泛應(yīng)用于輕工業(yè)，電子工業(yè)等許多領(lǐng)域，尤在制造薄壁，精密或形狀復(fù)雜，難以機(jī)械加工的零件（如金屬箔，噴嘴，波導(dǎo)管，表面粗糙度測量儀等）和模具（如唱片壓模，塑料模，橡膠壓模等）方面發(fā)揮著重要作用，已被人們作為一種尖端加工技術(shù)而受到高度重視。

 

后來，由于塑料母型材料的問世以及電鍍水平的提高，電鑄技術(shù)也得到很大發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于制造那些采用其它方法不能制造的或加工有困難的急需產(chǎn)品。特別是最近幾年，由于電鑄用于制造宇航或原子能的某些零件，它已作為一種尖端加工技術(shù)而為人們所矚目。（此外通過電鍍使金屬與金屬相結(jié)合的所謂“電結(jié)合技術(shù)”也進(jìn)行了研究。這種電結(jié)合的金屬不會因熱而改變金屬材質(zhì)的機(jī)械性能和物理性。

 

電鑄是通過電解使金屬電沉積在鑄模上制造或復(fù)制金屬制品的過程，電鑄精度可達(dá)到0.001mm~~0.01mm。

 

電鑄加工特點(diǎn)：

1、能準(zhǔn)確，精密地復(fù)制型面和細(xì)微紋路；

 

2、能獲得尺寸精度高，表面粗糙度小于0.1um的復(fù)制品，同一原模生產(chǎn)的電鑄產(chǎn)品，一致性較好；

 

3、借助一些特殊性材料，可把復(fù)雜零件的內(nèi)表面復(fù)制為外表面，外表面復(fù)制為內(nèi)表面，復(fù)制出來的產(chǎn)品與原模一致。

 

電鑄加工主要應(yīng)用于：

 

1、復(fù)制精細(xì)的表面輪廓花紋（如唱片模，工藝美術(shù)品模，紙幣，證券，郵票的印刷版）；

 

2、復(fù)制注塑用模具，電火花加工用的電極工具；

 

3、制造復(fù)雜，高精度的空心零件和薄片零件（如波導(dǎo)管等）

 

4、制造表面粗糙度樣版，反光鏡，表盤，異形噴嘴等特殊零件。

 

目前，電鑄技術(shù)已為世人矚目，每當(dāng)在機(jī)械加工中產(chǎn)生困難時，應(yīng)用電鑄技術(shù)，能把一般機(jī)械加工中較為困難的零件內(nèi)表面轉(zhuǎn)化為芯模的外表面，也能把難以成型的金屬材料轉(zhuǎn)化為容易成型芯模材料（如蠟，樹脂，塑料等）這使電鑄成為機(jī)械工業(yè)普遍適用的一種尖端加工技術(shù)。電鑄廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工體，精密光學(xué)儀器，火箭發(fā)動機(jī)，化工，雷達(dá)和激光波導(dǎo)管，能夠在龐大的工件上電鑄出0.5um以下的金屬線條。

 

現(xiàn)能電鑄的金屬有銅，鎳，鎳鈷合金，鐵，鎳錳合金，等。用電鑄方法加工的產(chǎn)品主要有波導(dǎo)管，風(fēng)速管，文氏管，超音速氣切割嘴，金屬箔，篩網(wǎng)，印染滾筒，唱片壓模，塑料或橡膠零件壓模型腔，波紋管，風(fēng)洞噴管內(nèi)壁，火箭發(fā)動機(jī)再生冷卻推力室外壁等等。

 

電鑄銅層導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性好，主要用于要求導(dǎo)電導(dǎo)熱性能良好的場合，如波導(dǎo)管，超音速氣切管，塑料或橡膠成型模具的主體外層等。

 

電鑄鎳具有較高的強(qiáng)度和硬度，抗蝕性良好而常作結(jié)構(gòu)件。如文氏管，風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ停芰匣蜾\壓鑄件的成型模具型腔，表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)塊等。為提硬度可鑄鎳鈷合金，提高焊接性能可鑄鎳錳合金

 

三、電泳涂裝

 

是利用外加電場使懸浮于電泳液中的顏料和樹脂等微粒定向遷移并沉積于電極之一的基底表面的涂裝方法。電泳涂裝的原理發(fā)明于是20世紀(jì)30年代末，但開發(fā)這一技術(shù)并獲得工業(yè)應(yīng)用是在1963年以后，電泳涂裝是近30年來發(fā)展起來的一種特殊涂膜形成方法，是對水性涂料最具有實(shí)際意義的施工工藝。具有水溶性、無毒、易于自動化控制等特點(diǎn)，迅速在汽車、建材、五金、家電等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。

 

電泳涂裝是把工件和對應(yīng)的電極放入水溶性涂料中，接上電源后，依靠電場所產(chǎn)生的物理化學(xué)作用，使涂料中的樹脂、顏填料在以被涂物為電極的表面上均勻析出沉積形成不溶于水的漆膜的一種涂裝方法。電泳涂裝是一個極為復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)過程，其中至少包括電泳、電沉積、電滲、電解四個過程。電泳涂裝按沉積性能可分為陽極電泳（工件是陽極，涂料是陰離子型）和陰極電泳（工件是陰極，涂料是陽離子型）；按電源可分為直流電泳和交流電泳；按工藝方法又有定電壓和定電流法。目前在工業(yè)上較為廣泛采用的是直流電源定電壓法的陽極電泳。

電鍍和電泳兩者的區(qū)別：

就是中間對象不同，一種是金屬離子，一種是膠體。處理后的結(jié)果也不一樣，電鍍是鍍一層金屬，起保護(hù)，防銹，美觀等功能；電泳一般是用于噴漆，即表面涂一層漆，常用于汽車行業(yè)。

電鍍有金屬質(zhì)感。電泳只是高仿電鍍，性能，顏色還是有一定的差距，電泳很難做出電鍍的金屬質(zhì)感。

四、濺鍍

 

原理主要利用輝光放電(glowdis-charge)將氬氣(Ar)離子撞擊靶(tar-get)表面,靶材的原子被彈出而堆積在基板表面形成薄膜。濺鍍薄膜的性質(zhì)、均勻度都比蒸鍍薄膜來的好,但是鍍膜速度卻比蒸鍍慢很多。新型的濺鍍設(shè)備幾乎都使用強(qiáng)力磁鐵將電子成螺旋狀運(yùn)動以加速靶材周圍的氬氣離子化,造成靶與氬氣離子間的撞擊機(jī)率增加,提高濺鍍速率。一般金屬鍍膜大都采用直流濺鍍,而不導(dǎo)電的陶磁材料則使用RF交流濺鍍,基本的原理是在真空中利用輝光放電(glowdis-charge)將氬氣(Ar)離子撞擊靶材(tar-get)表面，電漿中的陽離子會加速沖向作為被濺鍍材的負(fù)電極表面，這個沖擊將使靶材的物質(zhì)飛出而沉積在基板上形成薄膜。

 

一般來說，利用濺鍍制程進(jìn)行薄膜披覆有幾項(xiàng)特點(diǎn)：

 

(1)金屬、合金或絕緣物均可做成薄膜材料。

(2)再適當(dāng)?shù)脑O(shè)定條件下可將多元復(fù)雜的靶材制作出同一組成的薄膜。

(3)利用放電氣氛中加入氧或其它的活性氣體，可以制作靶材物質(zhì)與氣體分子的混合物或化合物。

(4)靶材輸入電流及濺射時間可以控制，容易得到高精度的膜厚。

(5)較其它制程利于生產(chǎn)大面積的均一薄膜。

(6)濺射粒子幾不受重力影響，靶材與基板位置可自由安排。

(7)基板與膜的附著強(qiáng)度是一般蒸鍍膜的10倍以上，且由于濺射粒子帶有高能量，在成膜面會繼續(xù)表面擴(kuò)散而得到硬且致密的薄膜，同時此高能量使基板只要較低的溫度即可得到結(jié)晶膜。

(8)薄膜形成初期成核密度高，可生產(chǎn)10nm以下的極薄連續(xù)膜。

(9)靶材的壽命長，可長時間自動化連續(xù)生產(chǎn)。

(10)靶材可制作成各種形狀，配合機(jī)臺的特殊設(shè)計做更好的控制及最有效率的生產(chǎn)。

蒸鍍和濺鍍的區(qū)別：

濺鍍,是真空濺射鍍膜的簡稱,是一種物理鍍膜的方法.
真空鍍膜主要指一類需要在較高真空度下進(jìn)行的鍍膜，具體包括很多種類，包括真空離子蒸發(fā)，磁控濺射，MBE分子束外延，PLD激光濺射沉積等很多種。主要思路是分成蒸發(fā)和濺射兩種。
需要鍍膜的被稱為基片，鍍的材料被成為靶材。 基片與靶材同在真空腔中。
蒸發(fā)鍍膜一般是加熱靶材使表面組分以原子團(tuán)或離子形式被蒸發(fā)出來，并且沉降在基片表面，通過成膜過程（散點(diǎn)－島狀結(jié)構(gòu)-迷走結(jié)構(gòu)-層狀生長）形成薄膜。
對于濺射類鍍膜，可以簡單理解為利用電子或高能激光轟擊靶材，并使表面組分以原子團(tuán)或離子形式被濺射出來，并且最終沉積在基片表面，經(jīng)歷成膜過程，最終形成薄膜。

五、陽極處理

 

一種電解過程，提供鍍層金屬的金屬片作用有如陽極，電解液通常為鍍著金屬的離子溶液，被鍍物作用則有如陰極。陽極與陰極間輸入電壓后，吸引電解液中的金屬離子游至陰極，還原后即鍍著其上。同時陽極的金屬再溶解，提供電解液更多的金屬離子。某些情況下使用不溶性陽極，電鍍時需添加新的電解液補(bǔ)充鍍著金屬離子。

 

一般鋁合金很容易氧化，氧化層雖有一定鈍化作用，但長期曝露之結(jié)果，氧化層仍會剝落，喪失保護(hù)作用，因此陽極處理的目的即利用其易氧化之特性，藉電化學(xué)方法控制氧化層之生成，以防止鋁材進(jìn)一步氧化，同時增加表面的機(jī)械性質(zhì)。