产品结构设计二次加工规范-电镀
（一）电镀基础知识
1、电镀的概念
电镀是在含有预镀金属的盐溶液中，以被镀母材为阴极，使镀液中预镀金属的阳离子通过电解作用，沉积在母材表面形成镀层的一种表面处理方法。镀层性能不同于母材，具有新的特性。根据镀层的作用，可分为防护镀层、装饰镀层和其他功能镀层。
2、电镀的目的：
（1）保护性电镀，如铁件上镀锌、镀镉或镀镉钛合金等；
（2）装饰性电镀，如铁件镀铜、外层镀金、镀银等；
（3）修复性电镀，即对受损部位进行电镀；
（4）特殊功能电镀，如耐磨镀铬、耐磨镀铅；减少摩擦镀锡、镀锡钴、镀银锡；增强反光镀银、镀铬；防止反光镀黑镍、镀黑铬；抗氧化镀铬、镀铂、镀铑；增加导电性镀金、镀银、镀金钴等。
3.电镀时的分散和覆盖能力
（1）分散能力是指镀液将金属层厚度均匀分布在表面的能力，又称均镀能力。分散能力越好，镀层越均匀。
（2）覆盖能力是指镀液在工件表面深凹处镀上金属的能力，又称深度能力。覆盖能力越好，工件深凹处镀得越深。
（3）分散能力与覆盖能力含义不同，但两者紧密相关。一般来说，分散能力好，则覆盖能力也好，分散能力差，则覆盖能力也差。
（二）电镀工艺及工艺要求
1.电镀工艺
一般包括电镀前处理、电镀和镀后处理三个阶段。
完整流程：
（1）酸浸→全板电镀铜→图形转移→酸性除油→二次逆流漂洗→微蚀→二次→酸浸→镀锡→二次逆流漂洗
（2）逆流漂洗→酸浸→图案镀铜→二次逆流漂洗→镀镍→二次水洗→柠檬酸浸→镀金→回收→2-3级纯水洗→烘干
2、电镀的工艺要求
（1）涂层与母材之间、涂层与涂层之间应有良好的结合。
（2）镀层应结晶细密、光滑、厚度均匀。
（3）涂层应具有规定的厚度和尽可能少的孔隙。
（4）镀层应具有规定的指标，如光亮度、硬度、导电性等。
（5）电镀工艺的电镀时间和温度决定镀层的厚度。
（二）电镀工艺及工艺要求
电镀过程容易发生，镀层获得速度快，但要获得符合各种要求的镀层却并不容易，因为镀层的质量受很多条件的影响。这些因素可归纳如下。
1. 基本金属的影响
首先，基体金属的化学性质是影响镀层质量的重要因素。如果基体金属比镀层金属活泼，即其电位较负，在不通电的情况下进入镀液中就会发生置换反应，产生置换层，使后续镀层变得粗糙、疏松。有的基体金属表面容易发生钝化，对结合强度会造成很大的损害。另外，镀件的表面状态也有很大的影响，如果前道加工过程中沾染的油污没有清洗干净，危害性极大。表面的平整度、光滑度直接影响镀层的质量。
2、镀液的影响
不同镀层类型和配方的镀液性质不同，其对镀层质量的影响
在某些方面起着决定性的作用，例如单纯离子镀液，极化效果较小，镀层晶体较粗，分散性和覆盖能力较差，但其成分简单，成本低，镀液稳定易控制，且浓度较高，电流密度较大，沉积速度快，电流效率较高，适用于简单工件的快速镀、厚镀。另一类组合镀液，极化效果较好，分散性和覆盖能力较好，镀层晶体较细，但稳定性较差，电流效率较低。以氰化物为络合剂的镀液毒性较大，需配备良好的通风设备和废水处理设施。
3. 主盐浓度的影响
对于各种金属，镀液中主盐浓度都有一个比较合适的范围。在工艺条件一定的情况下，随着镀液中主盐浓度的提高，镀液的极化效应变小，镀层结晶更细，分散能力和覆盖能力都比浓镀液好。但不宜通过降低主盐浓度来改善结晶。采用高浓度时，可采用大电流密度，以提高生产效率和阴极电流效率。另外，浓度高有利于镀层的光亮度和平整性，但带出损耗也较大。
4. 添加“盐”的影响
镀液中还常常加入相当数量的其他金属盐，主要是碱金属盐或碱土金属盐。这些盐有的用来增强镀液的导电性，称为导电盐。有的还能改善阴极极化效应（有的起相反作用）；例如在镀镍液中加入硫酸钠、硫酸镁等。有的附加盐能促进阳极的正常溶解，称为阳极活化剂，如镀镍中的氯化镍。有的附加“盐”能使镀液稳定，如酸性铜中的硫酸、碱性铜中的氰化钠。有的附加“盐”能保持镀液pH值不变，称为缓冲剂，如镀镍液中的硼酸。
5.络合剂
在络合镀液中，络合剂的含量与镀液的极化能力、镀液的稳定性、镀层的质量、阳极的溶解都有直接的关系。一般来说，络合剂对金属的络合力越强，对镀液的极化能力影响越大。络合剂含量高，镀液的极化能力强，镀层结晶较细，分散能力和覆盖能力好，镀液稳定，阳极溶解正常。但含量过多，会影响电流效率，严重时会析出大量氢气，甚至形成不了镀层。络合剂含量低，极化作用小，镀层变粗，分散能力变低，但阴极电流效率提高。 如果含量过低，阳极容易钝化，因此应控制络合剂到合适的含量，一般以游离络合剂的含量来衡量。
6. 添加剂
电镀液中经常会加入少量的某些物质，这种少量的物质不会明显改变电镀液的电性能，但能明显改善镀层的性能，这种物质就叫做添加剂。常用的添加剂有无机的和有机的，根据其作用不同，可分为光亮剂、整平剂、润湿剂、应力消除剂、镀层细化剂等。
光亮剂是能使镀层光亮的添加剂，光亮剂有时又分为主光亮剂、次光亮剂、载体光亮剂和辅助光亮剂，如镀镍时使用的糖精、丁二醇等。
整平剂是能使工件表面微谷厚度大于微峰的添加剂，从而填满微谷，达到平整、光亮的表面。例如镀镍用的香豆素。
许多光亮剂、匀染剂必须配合使用才能发挥应有的作用，单独使用效果不佳。
润湿剂是一种能降低各相间界面张力的添加剂，使镀液更容易在电极表面铺展，气泡不易滞留在电极上，可减少或避免针孔等缺陷的产生，故又称防针孔剂，如镀镍中的十二烷基硫酸钠。
关于添加剂的作用机理，目前存在不同的理论，主要有以下两种：一种叫胶体络合理论，一种叫吸附理论，这两种理论都可以解释一些现象。到目前为止，还没有一个完善的理论来指导添加剂的选择，目前只能通过实验来完善。
添加剂的用量应在一定范围内，太少则不起作用，太多则起反作用。有的添加剂在一定条件下才有效，有的则消耗得比较快。这些都需要注意细节。
7. 电流密度
每种镀液都有其相应的电流密度范围。生产中，一般尽可能采用接近其上限的电流密度，因为较高的电流密度有较高的沉积速度和电流效率，并能提高镀液的极化能力，使镀层结晶细小。但电流密度过高，会造成镀层颜色异常，镀层疏松，甚至出现烧焦、发黑等现象。电流密度过低，镀液的极化作用小，镀层结晶粗大，沉积速度慢，影响生产效率。因此，在条件允许的情况下，应采用较高的电流密度。
8.温度
镀液温度是由各种组份组成的镀液性质决定的。在其他条件不变的情况下，升高温度会降低镀液的极化能力，使镀层变粗，但升高温度可以提高电流密度的上限，而且可以配置高浓度镀液，因此可以使用高的电流密度。这样，镀液的极化效应增强，可以补偿温度升高的影响，并可提高沉积速度，提高生产效率。提高温度还有增强导电性、减少针孔、促进阳极溶解、降低镀层内层力、提高电流效率的作用。
9. pH值
每一种镀液都有其最适宜的pH值范围，pH值的增高或降低不仅与氢气的析出有关，而且直接影响镀液中沉淀的生成、络合物的稳定性、阳极的溶解及添加剂的活性，因而直接影响镀层的外观和质量。
10.搅拌
电镀中常采用机械搅拌（即阴极移动和镀液强制循环）和净化压缩空气搅拌，以提高阴极电流密度的上限，提高沉积速度，提高生产效率。搅拌还可提高光亮度，减少氢滞留产生针孔的机会。但搅拌会降低阴极极化，使镀层变粗，因此必须配合适当的电流密度加以改善。应用搅拌时必须配合连续过滤，防止沉淀物上浮污染镀层而产生毛刺、孔洞、斑点、粗糙等缺陷。
采用空气搅拌的镀液必须对空气和二氧化碳呈惰性，因此含碱性、还原性成分、低价金属离子的镀种不适用。
11. 阳极
电镀所用的阳极有可溶性阳极和不溶性阳极两种，它们都能传导电流。可溶性阳极还能补充阴极沉积所消耗的金属离子，所以对镀层的质量影响很大。它必须不含有害杂质，能正常溶解镀液中所含的金属离子（包括价态）。因此对阳极材料的纯度、结构、形状、溶解性等都有严格的要求。一般要求金属纯度高，但也可加入少量有益无害的元素，如含磷的铜、含硫的镍等。
阳极溶解过程中经常会产生阳极泥，因此经常将其收集在阳极袋中，以避免对涂层造成有害影响。
为了避免阳极钝化，除要注意保持镀液的成分外，还要注意阳极面积是否足够，阳极电流是否过大，并经常观察阳极的表面状况，以便及时进行调整。
另外，电流波形对电镀层质量也有很大影响，应根据镀种及镀层的要求及时选择。
（四）常见的电镀缺陷
1. 脱皮。 原因：
①基体与镀层之间发生剥落，一般是由于电镀过程中前处理不良，油污、铁锈去除不干净造成的。
②镀层间剥离，一般是由于电镀液不良或两次镀件间隔时间过长造成的。
2. 起泡。 原因：
①前处理不良
②材质本身不良。
3.崩花。产生原因：基体及电镀工艺均可能造成。
4. 粗糙点和麻点。原因：基材和电镀工艺都可能导致这些现象。
5. 白雾、污迹。 产生原因：电镀时进水问题或操作不当。
（五）电镀产品的几项简单性能测试
①弯曲试验
测试方法：张开虎钳钳口，将测试夹放入虎钳中，扭转虎钳，将试样弯曲90度。
判定标准：检查电镀件镀层是否脱落，表面无脱落碎片为合格，否则为不合格。
②百格测验
测试方法：
1）将被测试物体平放于工作台上。
2）以直尺（或直尺）为线性标准，用尺刀（或美工刀）在被测物体表面画出边长为1mm或2mm的方格网格。
3）用3M胶带（或普通透明胶带）将其粘贴在待测试物体上，将胶带展平，以45°角快速撕下胶带3次。
判定标准：
1）合格：胶带表面无涂层脱落
2）勉强可以接受：胶带表面有轻微稀疏的金属粉末
3）不合格：胶带表面涂层脱落
2.高温试验
测试方法：
1）将产品放入高温炉内。
2）加热法检测附着力时，不同基材的温控范围为：铜：250±10℃ 钢：300±10℃ 合金：150±10℃
3)将产品放入设定温度的炉内，恒温0.5小时，取出样品。
4）取出产品立即放入冷水中冷却，取出，吹干并观察。
判定标准：
合格：涂层无脱落、起泡、变色。
勉强可以接受：溅出非常轻微，用胶带测试时没有小块涂层脱落。
不合格：严重镀层脱落、起泡。
3、恒温恒湿测试：
测试条件：湿度93%温度50℃/湿度90%温度65℃
判定标准：
合格：样品表面无生锈、发黄、发黑、起泡、剥落等现象；
勉强接受：样品表面有非常轻微的暗色，在不显眼的地方有非常轻微的锈迹；
不合格：样品表面生锈、发黄、发黑、起泡、剥落。
（六）电镀产品图片欣赏