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如何选择合适的金属电镀方式以及怎样判断镀层质量

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其实,说起电镀,你真的了解的足够多吗?都知道电镀是利用电解的原理将导电体铺上一层金属的方法。当然除了导电体以外,电镀亦可用于经过特殊处理的塑胶上。通过电镀能够增加金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、光滑性、耐热性和表面美观。这就是促进电镀行业近年来发展迅速的决定性因素。

由于电镀涉及的范围非常广泛,所以行业内根据电镀类型将给予了不同编码,方便业内人士辨别:

表面处理

FINISH

代码

镀锌


白锌

ZINC CLEAR

ZI

蓝锌

ZINC BLUE

ZU

彩锌

ZINC YELLOW

ZC

黑锌

ZINC BLACK

ZB

镀镍

亮镍

NICKEL FLASH

NI

镀铬

亮铬

CHROME FLASH

CR

镀锡

亮锡

TIN FLASH

ET

本色

自然本色

NATURAL

NL

氧化

本色

NAturaL anoDIze

NA
黑色

BLACK ANODIZE

BL

了解了电镀代码后,我们再详细了解一下各个类型的电镀

1、电镀锌

电镀锌是金属件最常见的镀层,又好看又便宜,款式也很多,包括有白锌、蓝锌、彩锌、黑锌等色彩。电镀锌最为显著的特点就是经济实用且操作方便,但是它的防腐蚀性能一般,电镀锌中性盐雾试验在72小时之内,如果采用特殊封闭剂,中性盐雾试验能够达200小时以上,但价格比较贵,是一般镀锌的5~8倍。

下图为电镀蓝白锌螺丝

下图为电镀黑锌螺丝

下图为电镀彩锌工艺件

2、电镀镍

电镀镍的金属一般用于既要防腐蚀性高,又要导电性好的地方。由于金属镍具有很强的钝化能力,在表面能迅速生成一层极薄的钝化膜,能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀,因此电镀镍层在空气中的稳定性很高。电镀镍具有优良的抛光性,通过后期抛光后可长期保持靓丽光泽,并且镍镀层的硬度较高,能够有效的提高金属件的耐磨性。

下图为电镀镍的金属件

3、氧化

氧化发黑+涂油是现下很流行的一种金属件镀层,氧化是目前最便宜的一种电镀方式,并且涂油耗尽之前表面美观度不错。但是氧化处理的金属镀层在有油状态下中性盐雾试验只能达到3~5小时。发黑的紧固件扭矩—预紧力一致性也很差。后期可以在安装装配时通过在内处螺纹上涂抹油脂后再旋合。

下图为氧化发黑的螺丝

4、电镀铬

铬镀层一般是作为装饰。因为铬镀层在大气中能保持稳定,不易变色和失去光泽,并且硬度高耐磨性好。优质的电镀铬金属件与不锈钢同样昂贵因此通常是在不锈钢强度不够时,才会使用镀铬金属件代替,所以很少应用在防腐蚀性要求高的工业领域。为了防止腐蚀,镀铬前需要先镀铜和镍。铬镀层可以承受650℃的高温,但与电镀锌一样存在氢脆问题。

下图为电镀铬配件

电镀标准及质量检验:

金属件表面处理国家标准GB/T5267.1-2002螺纹电镀层标准,该标准包括:GB/T5267.1-2002紧固件电镀层,GB/T5267.2-2002紧固件非电解锌片涂层两个标准。本标准等同采用国际标准ISO4042-1999螺纹紧固件电镀层标准。

我们对金属件的进行表面处理,主要是为了通过提高产品防腐蚀能力,从而提示产品实用性和市场价格,因此抗腐蚀性能的优劣是金属件品质的主要判断准则,其次才是外观。

怎么判断金属件电镀质量呢?标准如下:

1、外观检查

金属件表面光滑细腻、光泽度好且镀层均匀,没有漏镀部位;没有脏污、孔隙、针孔、剥离、烧焦镀层、灰暗、起皮、结皮状况和明显的条纹以及麻点、黑色镀渣、钝化膜疏松、龟裂、脱落和严重的钝化痕迹。

2、镀层厚度

金属件的镀层厚度决定了其接触空气后的耐腐蚀程度,但这不并不表示镀层越厚质量就越好,过厚的镀层在安装过程中会对产生螺纹干涉,增加安装难度,所以镀层厚度最好保持在为4~12um。

热浸镀锌标准的平均厚度为54 um(称呼径≤3/8为43 um),最小厚度为43 um(称呼径≤3/8为37 um)。

3、镀层分布

沉积方法不同,金属件表面的镀层聚集方式也不同。电镀时镀层金属并不是均匀地沉积在外周边缘上,因此边缘和转角处镀层会比平面处厚一些。以螺丝为例,螺纹牙顶镀层最厚,沿着螺纹侧面渐渐变薄,在牙底处沉积最薄。而热浸镀锌正好相反,较厚的镀层沉积在内转角和螺纹底部,机械镀的镀层金属沉积倾向与热浸镀相同,但是更为光滑而且在整个表面上厚度要均匀得多。

4、氢脆

在进行金属件加工处理时,尤其在镀前的酸洗和碱洗以及随后的电镀操作中,金属表面容易在氢原子沉积的过程中产生氢。当金属件安装使用时,氢会朝着应力最集中的部分转移,引起压力增高到超过它的强度并产生微小的表面破裂,氢渗入到新形成的裂隙中去。这种压力-破裂-渗入的循环一直继续到金属件断裂。在镀后及时进行加热烘烤,可以使氢从镀层中渗出,通常在200℃左右的温度下进行,处理时间根据其要求的抗拉强度来决定。

由于机械镀锌是非电解质的,所以热浸镀的镀件几乎不会出现氢脆现象。

四、金属件的热处理:

热处理是将金属件进行一定的加热,保温和冷却,使其内部组织发生变化从而获得预期的性能、组织和结构的工艺过程。退火、正火、淬火、回火是热处理的四种主要方式,俗称“四把火”,其中的淬火与回火关系密切,通常两种方式配合使用,缺一不可。

退火顾名思义,就是将工件先进行加热并保温一段时间,然后让其缓慢冷却,这样有助于工件内部组织达到或接近平衡状态,释放前道工序产生的内部应力,从而获得良好的工艺性能和使用性能,为淬火作准备。

正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却,正火的效果同退火相似,只是得到的组织更细,常用于改善材料的切削性能,可用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。

淬火是将工件加热保温后,在水、油或其他无机盐溶液、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。

回火是将淬火后的工件在高于室温而低于650℃的适当温度下进行较长时间的保温,再进行冷却,它可降低淬火后工件的脆性。

怎么样,是不是发现电镀其实也没有想象中的那么简单呢?当然,这只是电镀知识的冰山一角,路漫漫其修远兮,以后我会给分享更多的电镀知识、技术和经验。

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