在盛有電鍍液的鍍槽中,經(jīng)過清理和特殊預處理的待鍍件作為陰極,用鍍覆金屬制成陽極,兩極分別與直流電源的負極和正極聯(lián)接。電鍍液由含有鍍覆金屬的化合物、導電的鹽類、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到陰極上形成鍍層。陽極的金屬形成金屬離子進入電鍍液,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極,它只起傳遞電子、導通電流的作用。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維持。電鍍時,陽極材料的質(zhì)量、電鍍液的成分、溫度、電流密度、通電時間、攪拌強度、析出的雜質(zhì)、電源波形等都會影響鍍層的質(zhì)量,需要適時進行控制。
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合材料的過程,以滿足特殊的應用要求。根據(jù)鍍層與基體金屬之間的電化學性質(zhì)分類,電鍍層可分為陽極性鍍層和陰極性鍍層兩大類。凡鍍層金屬相對于基體金屬的電位為負時,形成腐蝕微電池時鍍層為陽極,故稱陽極性鍍層,如鋼鐵件上的鍍鋅層;而鍍層金屬相對于基體金屬的電位為正時,形成腐蝕微電池時鍍層為陰極,故稱陰極性鍍層,如鋼鐵件上的鍍鎳層和鍍錫層等。
隨著現(xiàn)代制造業(yè)的迅猛發(fā)展,電鍍加工的規(guī)模越來越大,對產(chǎn)量和效率的需求也越來越緊迫.手工生產(chǎn)早已經(jīng)不能滿足大生產(chǎn)的需要,因此,現(xiàn)代電鍍的一個特點就是采用全自動或半自動生產(chǎn)線進行生產(chǎn)。
如今,各種電鍍設備和配置基本上都是以單一鍍槽為單元的配置.其中除了滾鍍應用了機械操作外,其他既可以是手工生產(chǎn)裝置,也可以是自動生產(chǎn)線上可用的裝置。 這種自動線會有很多傳感器監(jiān)測各種參數(shù),特別是電鍍工藝參數(shù),比如電流密度、溫度、pH值等,都應該在正常范圍內(nèi)波動,當變動值超過規(guī)定的工藝范圍,被監(jiān)測到的訊號會轉(zhuǎn)化為相應的設備動作,向鍍液內(nèi)補充相應的原材料.可以實現(xiàn)全自動補加的成分包括主鹽溶液(將主鹽先溶解在一定量的蒸餾水中,由控制閥在接受到相關(guān)指令后再排除)、輔助鹽溶液、pH調(diào)節(jié)劑、光亮劑、添加劑等。如果是采用陽極籃,則陽極材料要選用角狀或球狀陽極,這時也可以實現(xiàn)陽極材料的自動補加。
電鍍設備對溶液實施過濾主要起凈化溶液作用。當除油液中油污等雜質(zhì)重時,除油效果變差,補充材料增加,所用液溫提高。若不過濾,通常只能部分或全部更新除油液。為此,向榮老先生開發(fā)了一種除油液過濾機,通過過濾,不但可提高除油效果,而且能大大延長除油液的使用壽命。
化學鍍是一種自催化還原工藝。當鍍液中有細小固體微粒時,則成為催化還原中心,鍍液中的本含量就不高的主鹽金屬離子,不是在工件上而是在這些微粒上很快還原而消耗掉,鍍液會很快失效而報廢。只有及時通過過濾去除這些微粒,才能或延長化學鍍液的使用壽命。
滾鍍滾鍍自動線也有環(huán)形機械或液壓式自動線與直線龍門式自動線兩大類。環(huán)形機械式適宜于傾斜自動裝卸的鐘型滾筒高速電鍍設備(板材、線材)和選擇性電鍍設備隨著經(jīng)濟的發(fā)展和電子電鍍的進步。對高速電鍍生產(chǎn)自動線。選擇性電鍍生產(chǎn)線的需求增多.大多數(shù)是技術(shù)與制造能力更大的公司承接。
可持續(xù)發(fā)展的電鍍工業(yè)模式,是綜合了電鍍生產(chǎn)線資源的節(jié)約和環(huán)境保護、效率提高等多種因素的電鍍生產(chǎn)模式。這種模式要求電鍍設備廠不僅僅是從電鍍工藝和環(huán)境保護的角度來制定方案,而且要從合理的能源結(jié)構(gòu)、資源的節(jié)省和再利用多方面為可持續(xù)發(fā)展留有充分的余地,比如,基本上將采用水的無排放技術(shù),也就是所謂的零排放技術(shù),即使有排水系統(tǒng),也將改變以往只以達到排放標準為目標的排放模式,而要將水資源本身和水中的可回收金屬全部加以回收。