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电镀层怎样分类?


 电镀层怎样分类?

1. 按电化学性质分类
可分为阳极性镀层和阴极性镀层。
(1) 阳极性镀层
镀层金属的电势比基体金属的电势低的镀层叫阳极性镀层。如钢铁件上镀锌,海洋环境下的铁制品表面镀镉,有机酸环境下的铁制品表面镀锡等。这类镀层的特点是当形成腐蚀微电池时,即当发生电化学腐蚀时,处于阳极的镀层金属不断损耗而基体金属得到保护。所以首先腐蚀的是镀层金属(如锌、镉,相对钢铁制品而言),对钢铁件起电化学保护作用。
对阳极性镀层,镀层的厚度对防护能力有决定性影响。

(2) 阴极性镀层
镀层金属相对于基体金属的电势高的镀层叫阴极性镀层。如钢铁件上的铜、镍、铬、金、银镀层等。阴极镀层只有在它完整无缺时,才对基体金属起保护作用。否则,这些镀层一旦形成腐蚀微电池,首先腐蚀的是作为阳极的基体金属,是从里往外腐蚀的,不但不能保护基体金属,反而加快腐蚀速度。所以对于阴极性镀层特别重要的是镀层要有一定厚度,孔隙率要尽可能低。
金属的电极电势随介质与工作条件的不同而发生变化,因而镀层究竟是阳极性镀层,还是阴极性镀层,要看镀层所处的介质和环境来确定。如对铁而言,在一般条件下锌是典型的阳极性镀层,但在70~80℃的热水中锌的电极电势却变得比铁高,因而成了阴极性镀层。再如锡对铁来说,在一般条件下是阴极性镀层,但在有机酸的介质中却变成阳极性镀层。

2. 按用途分类
可分为防护性镀层。防护-装饰性镀层、修复性镀层、功能性镀层等。
(1)护性镀层
防止基体金属在大气或其他环境中发生腐蚀的镀层叫防护性镀层。如钢铁件上的锌、镉、锡等镀层以及锌基合金镀层(锌-铁、锌-钴、锌-镍等)属于此类镀层。对于黑色金属工件,在一般大气条件下均采用镀锌进行防护。此镀层用途广泛,约占电镀生产量的50%以上。在潮湿和海洋性大气中可用镀镉层保护。对于紧固件的防护选用镉或镉-锡合金。如在化工生产中高压垫圈密封防腐等。锡镀层对有机酸有很好的耐蚀性,它不仅防锈力强,且产生的腐蚀化合物对人体无害,大量用于食品加工行业。

(2) 防护-装饰性镀层
既能防止基体金属发生腐蚀又具有美观的镀层称为防护装饰性镀层。如钢铁件上的铜/镍/铬镀层,镍-铁/铬镀层,铜-锡/铬等。它要求镀层既能防腐蚀,又具有装饰性。这类镀层往往是先镀“底层”,再镀“表层”,有时还有“中间层”。之所以如此,是因为很难找到一种单一的金属镀层能够同时满足防护与装饰的双重要求。一些镀层金属虽然防腐蚀能力很强,但在使用环境下它不能持久保持光泽。另外一些镀层金属虽然防腐蚀能力较差,但它能赋予制品外表经久不变的光泽,且不易磨损。因此,利用多层电镀彼此间的长处对其进行搭配使用,弥补相互的缺陷。如铜/镍/铬镀层,先镀铜作为底层,再镀镍作为中间层,以提高耐蚀性,外层是微带蓝色的光亮铬,有很好的装饰性。在仪器仪表、汽车、自行车的外表部件大都采用这种组合镀层。

(3) 修复性镀层
可使局部磨损的工件局部或整体加厚或恢复尺寸的镀层叫修复性镀层。一些主要的机械零部件,如火车、汽车。石油化工等机械上的大轴、曲轴、齿轮等都可以进行电镀修复,以延长使用寿命,深井泵轴等可用电镀硬铬、镀铁加以修复。

(4) 功能性镀层
功能性镀层是利用镀层金属的各种机械、物理、化学性能来满足各类场合的需要,根据镀层的性能,又可将它们分为以下主要的几类。
①耐磨和减摩镀层。靠提高制品的表面硬度来增加其抗磨损能力,在工业上多采用镀硬铬,如各种轴和曲轴的轴颈、印花辊的辊面、发动机的汽缸内壁和活塞环、冲压模具的内腔等;以铅-锡合金、铅-锡-铜合金等作减摩镀层,用于滑动接触面,起润滑作用,从而减少滑动摩擦。
②抗高温氧化镀层。对可能在高温下被氧化(高温腐蚀)的零部件表面镀高温抗氧化层,以提高零部件表面的抗高温氧化能力。如喷气发动机转子、叶片等高熔点的金属材料制作的某些特殊用途的工件需镀镍、镀铬。镀铂-锗合金;在某些情况下,还使用复合镀层,如镍-氧化锗。镍-氧化铝等来提高金属材料的抗高温氧化性能。
③磁性镀层。在电子计算机设备中的磁环、磁鼓、磁盘、磁膜磁储存部件,均需使用磁性材料。常用的磁性合金镀层有钴-镍、镍-铁、镍-磷-钴等。目前多采用电镀和化学镀方法来制备磁性材料,以满足这方面的要求。通过改变电镀工艺参数,还可以调整镀层的磁性能参数。
④可焊性镀层。一些电子元器件组装时,需要进行钎焊。为了改善它们的焊接性能,通常镀的锡、银或锡-铅合金。金等都属于此类镀层。若同时要求耐磨,可镀以银-锑合金。金-钴合金、金-锑合金等。
在生产实践中应用的其他功能镀层还有很多。如为了增强钢丝与橡胶热压时的点合性,可以在钢丝上镀黄铜(铜-锌合金) ;为提高表面导电性能的镀层,可镀铜或镀银,既要求导电性能好,同时还要具有一定的耐磨性时,则应镀以金或银合金;为了抵抗硫酸及铬酸的腐蚀,可以镀铅。为防止局部渗碳需镀铜,防止局部渗氮则应镀锡;为了增加反光能力,可以镀铬、银或高锡青铜;为了消光或吸收光能转变为热能,可镀黑镍、黑铬等。

3.按镀层的组合形式分类
可分为简单结构、多层组合结构。复合镀层等三类。
(1) 简单结构
只镀单层镀层,也称单金属电镀。用一层金属来满足使用要求。

(2) 多层组合结构
多层镀层可由不同金属镀层组成,如铜/镍/铬三层结构;也可由相同金属组成,如高耐蚀性的双层镍和三层镍等。

(3) 复合镀层
是以金属为基,非金属或金属微粒为分散相,组成弥散结构的镀层,即复合镀层,具有高耐磨,高耐蚀性。利用复合镀技术,改善材料表面结构或状态,提高材料的使用功能,扩大材料的应用范围,获得具有一定功能的镀层,乃是电镀的发展趋势。

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