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真空电镀工作条件的影响

发布来源:东莞市光键塑胶制品有限公司  发布日期: 2022-01-04  访问量:0

真空电镀工作条件是指真空电镀过程中的操作变化因素,包括:电流密度、温度、搅拌和电源波形等。

1.阴极电流密度任何镀液都有一个获得良好涂层的电流密度范围。获得良好涂层的最小电流密度称为电流密度下限,获得良好涂层的最大电流密度称为电流密度上限。一般来说,当阴极电流密度过低时,阴极极化作用较小,涂层晶粒较厚,生产中很少使用过低的阴极电流密度。随着阴极电流密度的增加,阴极极化作用也随之增加(极化值的增加取决于各种真空电镀溶液),涂层结晶变得细致紧密;但阴极上的电流密度不宜过大或超过允许的上限值(不同的真空电镀溶液在不同的工艺条件下有不同的阴极电流密度上限值)。超过允许的上限值后,由于阴极附近金属离子严重缺乏,形状如树枝的金属涂层会在阴极的尖端和凸出处产生,或者形状如海绵的疏松涂层会在整个阴极表面产生。在生产过程中,经常会遇到零件尖角和边缘的烧焦现象,严重时会形成树枝状晶体涂层。

真空电镀

2.当真空电镀溶液温度在其他条件下保持不变时,提高溶液温度通常会加速阴极反应速度和离子扩散速度,降低阴极极化效果,从而使涂层晶体变厚。但不能认为提高溶液温度是不利的。如果与其他工艺条件适当配合,提高溶液温度也会取得良好的效果。例如,提高温度可以提高允许阴极电流密度的上限。阴极电流密度的增加将增加阴极化,以弥补加热的不足,不仅不会使涂层晶体变厚,而且会加速沉积速度,提高生产效率。此外,它还可以提高溶液的导电性,促进阳极溶解,提高阴极电流效率(铬除外),减少针孔,降低涂层中的应力。

3.搅拌会加速溶液的对流,及时补充和减少阴极附近消耗的金属离子的浓差极化。因此,在其他条件相同的情况下,搅拌会使涂层结晶变粗。但搅拌后,可以提高允许的阴极电流密度上限,从而克服因搅拌降低阴极化而产生的结晶变粗现象。搅拌可以在较高的电流密度和较高的电流效率下得到紧密细致的涂层。对于一些光亮镀液,如光亮硫酸盐镀铜和光亮镀镍,搅拌还可以提高涂层的平整度。在某些情况下,条纹或橘皮涂层也可以消除。搅拌真空电镀液必须定期或连续过滤,以去除溶液中的各种固体杂质和渣滓,否则会降低涂层的结合力,使涂层粗糙、疏松、多孔。

4.电源真空电镀生产中常用的电源包括整流器和DC发电机。根据交流电源的相数和整流电路的不同,可以获得不同的电流波形。如单相半波、单相全波、三相半波、三相全波等。实践证明,电流波形影响涂层的结晶组织、亮度、分散能力和覆盖能力、合金成分和添加剂消耗,因此应注意电流波形的选择。目前,除一般DC外,还可根据实际需要采用周期性换向电流和脉冲电流。

周期性换向电流是直流电流方向的周期性变化,即在真空电镀过程中,直流电流的方向是正的,然后是反的。正电流是以镀件为阴极,反电流是以镀件为阳极。正真空电镀时间和反真空电镀时间的总和是周期时间(TK+TA=T)。实践证明,将周期性换向电流应用于氰化物镀铜和氰化物镀银,获得的涂层捏合比一般直流电获得的涂层要好得多。这是因为在反真空电镀过程中,可以去除真空电镀过程中产生的劣质涂层,减少或消除涂层上的粗糙度和毛刺;同时,还可以使涂层的尖端和边缘涂层厚度较厚,退镀时可以去除更多的涂层,使涂层厚度均匀,平整度好。

应用周期换向真空电镀时,最好先对零件进行阴极真空电镀,防止镀件在没有涂层的情况下作为阳极,造成基体金属腐蚀,污染镀液。

脉冲电流是单向(阴极)电流被一系列开路(无电流通过)周期性中断的电流。与换向电流不同的是,镀件不是阳极,而是间歇停止供电。由于间歇中断电流,阴极电位随时间周期变化。其波形包括方波、正弦波、三角波和锯齿波。实验证明,脉冲电流可以提高镀金层的硬度和导电性,使金层在高温下不易变色,并具有镀厚镀层的能力;在焦磷酸盐铜锡合金中,脉冲电流的使用可以提高镀层中锡的百分比含量;在某些情况下,脉冲电流的使用也可以减少氢的沉淀,提高阴极电流的效率,从而减少针孔、条纹和氢脆性。

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