什么是金属电镀？

金属电镀是一种表面处理工艺，涉及在基材或工件上沉积镍、铜、金或其他金属。它通常用于涂覆金属和其他材料，使其具有美感，并通过在其上形成一层薄薄的金属来保护它们免受腐蚀。

这种表面处理可以通过电镀或化学镀来实现。金属镀层具有诸多优点，包括降低腐蚀几率、减少摩擦、提高导电性、改善表面粗糙度、提高油漆附着力、可焊性和强度。

金属电镀工艺分步指南

金属电镀定制产品涉及一系列预处理和后处理步骤。虽然金属电镀技术各有不同，但我们将在本部分探讨电镀的基本程序：

步骤 I：预处理

预处理可确保去除金属表面的所有污染物，这些污染物可能会使电镀过程复杂化。此步骤包括清洁、冲洗和其他预处理，有助于去除电镀表面的有害污染物。虽然有些基材只需要一次清洁，但其他基材可能需要两次或更多次清洁才能确保去除所有污染物。

第二步：确定清洁效果

理想的电镀技术取决于您的定制部件的要求。此外，它还决定了在工艺开始之前电镀表面的清洁程度。例如，使用某些 CAD 电镀技术，您只需要去除大量土壤和污垢，而其他 CAD 电镀技术则需要去除油脂。因此，您可以使用水阻测试、反射率或擦拭测试来检查基材的清洁度，以确保基材表面没有任何残留物。

步骤 III：准备电镀站

由于重点是电镀，因此您需要一个槽、一个整流器或其他直流电源、一个阳极、一个阴极和兼容的电镀溶液来为您的产品准备电镀站。

步骤 IV：电镀

一旦接通电流，金属沉积就开始了。但是，为了获得更厚的镀层，必须将电镀表面暴露在电流中更长时间。温度、浸没时间、电压水平等都是电镀基材时需要考虑的变量。

第五步：后处理

在产品上形成理想的沉积层后，后处理清洁至关重要。此外，电解抛光可有效提高制造部件的耐腐蚀性能。

第六步：废物处理

金属电镀后会产生重金属，这些重金属往往毒性极大，对人体有害，因此对电镀废水进行预处理后排放是一种有效的处理方法。

定制零件的常见金属电镀技术

金属电镀技术多种多样，每种技术都有独特的程序和结果。以下是不同行业使用的典型金属电镀技术：

电镀

电镀是一种标准的金属电镀技术，它利用电解液中的电流来熔化工件表面的带电金属颗粒（溶解离子）。带正电的金属离子与工件结合，而工件在电路中带负电。当工件浸入化学溶液中时，溶解的金属颗粒会留在材料表面。

电镀可改善工件的机械、化学和物理属性。这种电镀方法可在工件上形成一层薄而均匀、快速且光滑的所需金属或合金保护层，从而改善工件的美观度和功能性。

浸镀

金属浸镀技术是将金属工件浸入含有贵金属离子的化合物中。贵金属离子通常很稳定；因此，会产生自然拉力，将金属离子从初始金属中移出，形成一层薄薄的贵金属离子层。然而，这个过程比电镀过程更耗时，而且它只适用于银、铂和金等贵金属。

化学镀

化学镀（自催化）是一种经济高效且简单的电镀替代方法。由于它不需要任何外部电流，因此通常称为自催化或化学镀。化学镀利用还原化学浴在多种材料表面形成镍、铜、银和金等金属。由于化学镀是一种不需要电力或机械的化学过程，因此它会在路径上产生催化还原。

化学镀非常适合具有良好表面质量的复杂表面部件耐腐蚀性。因此，石油和海洋工业的制造商使用这种金属电镀技术来加工其应用所需的组件。通常暴露在腐蚀性元素和环境中的标准组件（如泵或阀门）采用化学镀技术进行加工。

渗碳

这种金属镀层使金属部件的表面变硬，同时使基底金属保持柔软。渗碳或表面硬化形成一层更薄、更坚固的金属涂层，称为表面层。

由于渗碳使元素含量变硬，产品设计师经常使用渗碳零件加工使其最终成型时更加坚硬。这种金属电镀技术有助于提高工业中使用的金属部件和机械的耐腐蚀性。

等离子喷涂

等离子喷涂涉及将熔化或热软化的材料喷涂到工件表面以获得所需的涂层。该技术通常有效且灵活，因为它使用复杂的喷涂技术，便于喷涂各种材料，包括金属陶瓷、陶瓷和金属。喷气发动机保护和修复磨损部件是典型的等离子喷涂技术应用。它具有出色的抗氧化、耐磨、耐热、抗磨损和抗电性能。

物理气相沉积 (PVD)

此种金属镀层是在真空条件下，通过物理方式将材料源（固体或液体）表面的分子、气态原子熔化或电离成离子，再利用低压等离子体或气体在基材表面沉积具有特定功能的涂层的一种薄膜制备技术。

溅射沉积、真空蒸发、离子镀、电弧等离子镀等是制造商使用的必不可少的 PVD ​​技术。PVD 涂层应用范围广泛，具有强附着力、快速沉积和优异的衍射性能。

标准金属电镀表面处理

产品设计师采用多种标准工业电镀工艺来达到预期效果。以下是常用的金属电镀类型：

镀铜

铜是一种成本低廉的电镀材料，以高导电性而闻名。铜电镀是电路板等电子元件的理想选择。产品设计师普遍使用它，因为它材料成本低，电镀效率高。

镀铬

镀铬（阿罗德尼涂层) 使用铬酸和三价铬浴在金属部件上形成一层涂层。制造商使用镀铬主要是为了增强产品的美观性。

此外，镀铬处理可提高基材的耐腐蚀性能，因为它可提高材料的硬度。由于铬具有较高的兼容性，钢铁零件经常镀铬，可恢复磨损零件的公差。镀铬零件非常适合工业应用。

镀锡

这种电镀类型涉及沉积。镀锡是一种经济高效的电镀工艺，因为这种材料比铂、金或钯等其他金属更便宜且容易获得。

镀金

镀金金属因其抗氧化性和高导电性而受到电子和珠宝行业的广泛欢迎。这种镀层有效地将金的卓越特性转移到银和铜等金属上。同样，镀金有助于提高电子元件（如电连接器）的导电性。

镀铑

这种替代性金属镀层可在珠宝等产品表面形成一层薄薄的铑涂层。这种镀层也被称为铑闪光或铑浸。它可以增强珠宝的光反射、光泽和耐用性。

镀镍

镀镍是另一种常用且有价值的化学镀技术。它有助于在家用产品上形成一层保护层，包括淋浴装置、门把手和餐具。化学镀镍可提高镀层部件的美观性和耐磨性。虽然它最适合镀铜和铝部件，它与其他金属兼容，作为铬的基本镀层

镀银

这种工业表面处理类似于镀金，因为它提高了镀层材料的美观度。对于导电性至关重要的应用来说，这是一种理想的选择。大多数制造商经常采用这种金属饰面由于其成本效益高，因此可作为镀金的替代品。此外，它还是镀铜产品的理想选择。

镀锌

锌是另一种经济有效的材料常用于金属电镀。它形成镀锌金属在金属基材上。制造商通过熔融浴浸渍和喷涂在金属基材上镀锌。在此过程中，基材为阴极，而金属锌为可溶性锌盐电解槽中的阳极。这种电镀类型可以更好地控制涂层厚度和均匀性，因为它可以在镀层金属上形成相对延展的涂层。

镀镉

这种金属是一种金属银质涂层，具有高延展性、耐化学性、耐腐蚀性和易焊接性。由于其具有理想的材料特性，制造商经常将镉沉积在各种贱金属上，包括铁、铝、钢和铜。镀镉工艺适用于军用降落伞扣、螺栓和潜艇螺丝等部件。

金属镀层的优点和局限性

制造商和产品设计师利用金属电镀的广泛优势来优化各种设计。以下是金属电镀表面处理的一些预期优势：

• 金属镀层可增加基材的硬度和强度。
• 这是一种经济有效的精加工方法。
• 金属镀层增加了工件材料的美感。
• 各种金属镀层可与多种材料配合使用。
• 金属镀层可在定制产品上形成一道保护屏障，保护它们免受紫外线、腐蚀或腐蚀性应用等环境因素的影响。

尽管这种后处理技术具有巨大的优势，但制造商也面临一些限制，例如：

• 金属电镀工艺耗时较长，且会影响机械零件的规格。
• 这些电镀层在某些环境下可能会因磨损而出现裂缝和碎裂。
• 如果不采取适当的预防措施，监督电镀过程的人员可能会遭受六价铬的伤害。
• 由于存在潜在危险并且需要专业知识，大多数工程师和设计师通常会聘请第三方电镀制造商。

金属电镀表面处理的应用

各行各业的制造商都采用不同的金属镀层来满足其产品的要求。在本节中，我们将探讨金属镀层在不同领域的应用：

汽车

在汽车行业，零件工程师和制造商依靠电镀来为概念车制造定制零件。汽车电镀使大多数汽车修复行业和定制企业能够在摩托车和汽车零件上应用铬、镍和其他饰面。此外，汽车制造商使用黑色氧化涂层因为它最适合机械加工零件并且耐用。

航天

电镀在航空航天领域具有理想的性能。制造商对​​飞机部件进行电镀，以获得牺牲涂层，减少腐蚀并延长其使用寿命。金属电镀工艺为飞机部件增加了一层额外的金属层，以增强其功能，因为它们经常暴露在剧烈的温度变化和各种环境因素中。

珠宝

电镀是珠宝行业中的一种标准金属电镀技术。产品设计师和制造商依靠电镀工艺来实现吊坠、戒指、手镯和其他配饰所需的美观金属饰面、耐用性和光泽。

医疗的

医疗领域的制造商利用金属镀层来提高表面的韧性医疗部件比如牙科器械，保护它们免遭损坏。电镀有助于使医疗植入物与灭菌程序兼容。

力量

在电力行业，制造商对太阳能组件进行电镀以提高其导电性。他们还用镍、银和其他兼容金属对电线进行电镀。太阳能电池触点和天线是电力行业中其他镀金属组件。

成功电镀金属的专家秘诀

金属电镀适用于从航空航天到珠宝等各种行业。虽然经过适当处理的金属表面具有多种好处，例如美观度、功能性和耐用性，但也需要仔细考虑和专业知识才能达到预期效果。以下是电镀基材时需要考虑的因素：

预板材料状况

在材料表面电镀之前，必须先将其置于电镀就绪状态，以防止出现并发症。表面光洁度的质量取决于其与基材的附着力，最小的堆积物都会影响金属涂层的成功。例如，如果镀层含有以下污染物，则镀层可能无法附着在基材表面上热处理水垢、油垢、氧化物和其他残留物。

因此，您可以使用预处理程序去除这些污染物，包括脱氧剂、酸洗剂、碱性预浸剂、蒸汽喷砂、化学除垢剂等。然而，专家建议使用珠状最后处理，因为它可以有效地准备电镀表面。

选择正确的金属电镀技术和电镀金属

各种金属电镀技术各有优势，适用于不同的应用。浸镀涉及将电镀材料化学沉积在基材上，而电镀则将电荷通过电解液，将电镀金属沉积在工件表面。化学镀非常适合电镀具有复杂几何形状或非导电表面的工件，并且不需要电流。因此，检查产品应用、基材金属类型和合适的电镀材料非常重要。

选择电镀材料与电镀技术同样重要，因为它决定了成品的耐用性、功能性和外观。专家建议根据产品的应用和工作环境选择合适的材料。虽然镀铬具有良好的耐腐蚀性，但镀金以其出色的导电性而闻名。然而，应避免使用低质量的电镀材料，以避免附着力差、基体金属保护不足和缺陷。

厚度公差

镀层厚度是影响最终产品质量和功能的关键因素。如果镀层太薄，可能会发生腐蚀；如果镀层太厚，可能会开裂或剥落。因此，专家建议使用厚度计等专用工具在整个过程中监测镀层厚度。但是，以下是实现所需最大和最小厚度范围的重要提示：

• 在大多数金属镀层中，电镀可形成均匀的涂层。因此，严格的厚度公差不会成为问题。
• 指定工件需要保持在紧密金属镀层厚度范围内的表面区域。必须考虑诸如角落、凹槽等几何参数。
• 电解电镀会导致涂层更多地沉积在电镀表面区域。例如，电镀沉积物在凹陷区域几英寸内会变薄。因此，对于平坦和简单的形状，使用严格的公差可能是不明智的。
• 专家建议创建检查点来确定电镀公差要求。确保这些检查点位于理想的表面上。

结论

金属电镀是一种后期制作工艺，可提高所有产品的美观度、功能性和使用寿命。该技术通过各种方法提供增强的美学吸引力和优势，并可利用不同类型金属的特性。如果操作得当，金属电镀饰面可提供优质耐用的电镀产品，超出客户的规格要求。