在盛有電鍍液的鍍槽中,經(jīng)過(guò)清理和特殊預(yù)處理的待鍍件作為陰極,用鍍覆金屬制成陽(yáng)極,兩極分別與直流電源的負(fù)極和正極聯(lián)接。電鍍液由含有鍍覆金屬的化合物、導(dǎo)電的鹽類、緩沖劑、pH調(diào)節(jié)劑和添加劑等的水溶液組成。通電后,電鍍液中的金屬離子,在電位差的作用下移動(dòng)到陰極上形成鍍層。陽(yáng)極的金屬形成金屬離子進(jìn)入電鍍液,以保持被鍍覆的金屬離子的濃度[1]。在有些情況下,如鍍鉻,是采用鉛、鉛銻合金制成的不溶性陽(yáng)極,它只起傳遞電子、導(dǎo)通電流的作用。電解液中的鉻離子濃度,需依靠定期地向鍍液中加入鉻化合物來(lái)維持。電鍍時(shí),陽(yáng)極材料的質(zhì)量、電鍍液的成分、溫度、電流密度、通電時(shí)間、攪拌強(qiáng)度、析出的雜質(zhì)、電源波形等都會(huì)影響鍍層的質(zhì)量,需要適時(shí)進(jìn)行控制。
電鍍電源經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段:
(1) 直流發(fā)電機(jī)階段這種電源耗能大、效率低、噪聲大.已經(jīng)被淘汰。
(2) 硅整流階段是直流發(fā)電機(jī)的換代產(chǎn)品,技術(shù)十分成熟,但效率低,體積大,控制不方便。目前,仍有許多企業(yè)使用這種電鍍電源。
(3) 可控硅整流階段是目前替代硅整流電源的主流電源,具有、體積小、調(diào)控方便等特點(diǎn)。隨著核心器件——可控硅技術(shù)的成熟與發(fā)展.該電源技術(shù)日趨成熟,已獲得廣泛應(yīng)用。
(4) 晶體管開(kāi)關(guān)電源即脈沖電源階段脈沖電鍍電源是當(dāng)今為的電鍍電源,它的出現(xiàn)是電鍍電源的一次革命。這種電源具有體積小、、性能、紋波系數(shù)穩(wěn)定.而且不易受輸出電流影響等特點(diǎn)。脈沖電鍍電源是發(fā)展的方向,現(xiàn)已開(kāi)始在企業(yè)中使用了。
電鍍的過(guò)程
1 把鍍層金屬接在陽(yáng)極
2 把鍍件接在陰極
3 陰陽(yáng)極以鍍上去的金屬的正離子組成的電解質(zhì)溶液相連
4 通以直流電的電源后,陽(yáng)極的金屬會(huì)進(jìn)行氧化反應(yīng)(失去電子),溶液中的正離子則在陰極被還原(得到電子)成原子并積聚在負(fù)極表層。
電鍍后被電鍍物件的美觀性和電流大小有關(guān)系,電流越小,被電鍍的物件便會(huì)越美觀;反之則會(huì)出現(xiàn)一些不平整的形狀。電鍍的主要用途包括防止金屬氧化 (如銹蝕) 以及進(jìn)行裝飾。不少硬幣的外層亦為電鍍。
單金屬電鍍至今已有170多年歷史,元素周期表上已有33種金屬可從水溶液中電沉積制取。常用的有電鍍鋅、鎳、鉻、銅、錫、鐵、鈷、鎘、鉛、金、銀等l0余種。在陰極上同時(shí)沉積出兩種或兩種以上的元素所形成的鍍層為合金鍍層。合金鍍層具有單一金屬鍍層不具備的組織結(jié)構(gòu)和性能,如非晶態(tài)Ni—P合金,相圖上沒(méi)有的各蕊sn合金,以及具有特殊裝飾外觀,特別高的抗蝕性和優(yōu)良的焊接性、磁性的合金鍍層等。
復(fù)合鍍是將固體微粒加入鍍液中與金屬或合金共沉積,形成一種金屬基的表面復(fù)合材料的過(guò)程,以滿足特殊的應(yīng)用要求。根據(jù)鍍層與基體金屬之間的電化學(xué)性質(zhì)分類,電鍍層可分為陽(yáng)極性鍍層和陰極性鍍層兩大類。凡鍍層金屬相對(duì)于基體金屬的電位為負(fù)時(shí),形成腐蝕微電池時(shí)鍍層為陽(yáng)極,故稱陽(yáng)極性鍍層,如鋼鐵件上的鍍鋅層;而鍍層金屬相對(duì)于基體金屬的電位為正時(shí),形成腐蝕微電池時(shí)鍍層為陰極,故稱陰極性鍍層,如鋼鐵件上的鍍鎳層和鍍錫層等。