职业卫生监督基础：电镀工艺危害识别与控制

职业卫生监督基础：电镀工艺危害识别与控制

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焊接、电镀工艺在现代工业中广泛应用，职业卫生监督员在现场执法中也经常遇到。 上周我讲解了“”，今天我来讲解一下电镀过程中危害的识别与控制。

镀锌 镀镍 镀铬

六价铬的危害参见“”

电镀

化学镀（化学镀）是利用电解原理，在某些金属表面镀上一层薄薄的其他金属或合金的工艺。 它是利用电解作用，使金属或其他材料零件表面附着一层金属膜，从而达到防止金属氧化（如生锈），提高耐磨性、导电性、反光性、耐腐蚀性和增强美观性的工艺过程。

电解原理在电镀中的应用

典型电镀工艺流程：

（抛光→抛光）→挂料→脱脂除油→水洗→（电解抛光或化学抛光）→酸洗活化→（预浸）→电镀→水洗→（后处理）→水洗→烘干→挂料→检验包装

一种铝件电镀液配方工艺流程：

高温弱碱蚀刻→清洗→酸洗→清洗→浸锌→清洗→二次浸锌→清洗→预镀铜→清​​洗→预镀银→氰化光亮银→回收清洗→清洗→镀银保护→清洗→干燥

塑料电镀工艺流程

塑件→脱脂除油→水洗→酸洗→水洗→粗化→沉钯→水洗→​​焦炭镀铜→水洗→化学镀镍→水洗→化学镀铜→水洗→电镀酸铜、酸镍→水洗→镀铬→成品

汽车行业电镀工艺

电镀工艺

典型电镀技术

无氰碱性光亮铜

铜合金预镀、加厚一步完成。 涂层厚度可达10μm以上。 亮度如酸性光亮铜镀层。 如果进行熏黑处理，可以达到漆黑的效果。 可完全替代传统氰化镀铜工艺和光亮镀铜工艺，适用于任何金属基材：纯铜、铜合金、铁、不锈钢、锌合金压铸件、铝、铝合金工件等基材、机架可采用电镀或滚镀。

无氰光亮镀银

普通型以硫代硫酸盐为主要络合剂，高级型以无硫有机物为主要络合剂。 全光亮涂层厚度可达40μm以上，涂层表面电阻~41μΩ·cm，硬度~HV101.4，热震298K（25℃）合格，非常接近氰化物镀银的性能。

无氰镀金

无氰自催化化学镀金的主盐采用Na3[Au(SO3)2]，金层厚度可达1.5μm。 已用于高密度柔性线路板和电子陶瓷的镀金。

无甲醛镀铜

无醛自催化化学镀铜用于电路板的通孔电镀和非导体表面金属化。 消除有毒的甲醛，用廉价无毒的次磷酸盐替代，国内外尚无商品化产品。 实验室研究已基本完成。 沉积速率3~4μm/h，寿命大于10个循环（MTO），涂层致密、光亮。

纯钯电镀

镍可引起皮炎。 欧盟长期以来拒绝进口含镍珠宝。 钯是镍的最佳替代金属。 该项目于1997年完成，包括两个过程：

薄镀钯：厚度0.1~0.2μm，已用于白铜锡上作为防腐装饰层和防银变色层；

厚钯镀层：厚度达到3μm，无裂纹（国际水平）。 由于钯金价格昂贵，目前尚未进入国内市场。

三价铬锌镀层蓝白及彩色钝化剂

用三价铬盐代替致癌物质。 蓝白色的钝化颜色就像镀铬层。 可通过24小时以上中性盐雾试验。 有些特殊处理可以达到中性盐雾测试96小时以上。 经历了十年的市场考验。 与蓝白钝化相比，彩色钝化颜色更鲜艳。 其中性盐雾测试时间比蓝白钝化长很多，可以达到48至120小时。

纯金电镀

主要盐为K[Au(CN)2]，属微氰化工艺。 金镀层纯度99.99%，金线（30μm）结合强度>5g，焊球（25μm）剪切强度>1.2Kg。 努氏硬度H

白钢电镀

有Pd(60)Ni(40)和Pd(80)Ni(20)两种，已在电子产品中用作金替代涂层和防银变色层。

纳米镍

采用纳米技术开发的环保产品，可完全替代传统氰化物镀铜预镀和传统化学镍，适用于铁件、不锈钢、铜、铜合金、铝、铝合金、锌、锌合金、钛等。可选择挂镀或滚镀。

高速镀铬

节约成本，电镀速度高，高耐磨，高耐腐蚀。 不仅可以提高电流效率，还可以增强耐磨性和耐腐蚀性。 适用于任何镀硬铬处理，包括； 微裂铬、乳白铬，也可用于光亮铬等。质量好，工艺稳定，生产效率高，节能，经济效益显着。

其他技术

贵金属金、银、钯回收技术； 钻石镶嵌电镀技术； 不锈钢电化学、化学精细抛光技术； 纺织镀铜、镀镍技术； 硬金（Au-Co、Au-Ni）电镀； 钯钴合金电镀； 枪黑色锡镍电镀； 化学镀金； 纯金浸镀； 化学浸银； 化学浸锡。

电镀工艺说明

真空电镀

有真空蒸镀、溅射镀和离子镀等几种类型，离子镀是一种物理沉积现象。 即，在真空状态下注入氩气，使氩气撞击靶材。 目标材料被分离成分子并被导电物品吸附，形成均匀光滑的表面层。

电子束蒸发光学镀膜机是真空蒸发镀膜机的一种。 其原理是在真空条件下，通过电磁场的配合，用高能电子轰击坩埚内的靶材，使其蒸发汽化，然后蒸发到基板上。 一种形成薄膜的方法，薄膜被传输并凝结到基底上。

电子束缠绕真空镀膜技术在20世纪80年代主要用于高品质录像带和数字录音带上磁性材料的镀膜。 由于电子束镀膜技术的高工艺灵活性和可靠性，几乎任何材料都可以利用电子束技术进行高速蒸发（比溅射高约100倍）。 在各种卷绕镀膜中，电子束卷绕真空镀膜的镀膜速度最高。 除典型的镀铝外，还可以镀各种高熔点、高蒸发温度的材料，包括Cr、CO、Ni、Ta、W、Au、Ag、Ti、合金NiCr、SiO2、Al2O3、ZrO2、MgO、 TiO2、ZnS等。对于反应蒸发（如Al+O2→Al2O3），电子束技术提供了均匀的蒸发速率。

卷绕真空镀膜设备真空室

扫描电子束枪的工作原理

真空电镀的应用范围很广，如ABS材质、ABS+PC材质、PC材质的产品。 同时，由于其工艺流程复杂，对环境和设备要求较高，单价比水电镀贵。

基本工艺流程：

产品表面清洁→除静电→喷涂底漆→烘烤底漆→真空镀膜→喷涂面漆→烘烤面漆→包装

真空电镀工艺

电镀废水处理工艺

电镀过程产生大量有毒有害废水，污水处理工艺复杂。 污水处理站工作人员需要保护自己免受职业危害。

不同的电镀工艺及其使用的电镀液、清洗剂、脱脂剂不同，其污水处理工艺也不同。

一种含铬废水处理技术

一种塑料电镀废水处理工艺

典型的化学法电镀废水处理工艺

典型的膜法电镀废水处理工艺

典型的电镀废水生物法处理工艺

轮毂电镀

热镀锌工艺

化学镀液

电镀液由含有金属电镀化合物、导电盐、缓冲剂、pH调节剂、添加剂等的水溶液组成。通电后，电镀液中的金属离子在电位差的作用下向阴极移动，形成镀层。 。 阳极的金属在镀液中形成金属离子，以维持被镀金属离子的浓度。

在某些情况下，例如镀铬，使用由铅或铅锑合金制成的不溶性阳极，其仅起到转移电子和传导电流的作用。 需要通过定期向镀液中添加铬化合物来维持电解液中铬离子的浓度。

电镀时，阳极材料的质量、镀液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量，需要及时得到控制。

根据主盐性质的不同，电镀液可分为简单盐电镀液和复合电镀液两大类。

在简单盐镀液中，主要金属离子以简单离子的形式存在（如Cu2+、Ni2+、Zn2+等），它们的溶液均呈酸性。

络合电镀液中含有络合剂，主要金属离子以络离子形式存在（如[Cu(CN)3]2-、[Zn(CN)4]2-、[Ag(CN)2]-等），它们的溶液大部分呈碱性，也有一些呈酸性。

电镀液中除主盐和络合剂外，还常常添加导电盐、缓冲剂、阳极去极化剂和添加剂，它们各自具有不同的功能。

1、主盐：

含有沉积金属的盐为电沉积金属提供离子，这些离子以络合离子或水合离子的形式存在于不同的电镀溶液中。

主盐是构成电镀成分的金属盐，是必需成分。 它们大多是强电解质，在水中几乎100%电离成金属离子和酸根。 单金属电镀只需要一种主盐，二元合金电镀需要两种主盐（例如镀青铜需要铜盐和锡盐），三元合金需要三种主盐（例如三元仿金电镀需要铜盐）。 、锌盐、锡盐）。

六羟基铂酸钾（碱性铂主盐化合物）

以镀锌为例，当以硫酸锌为主盐配制镀锌液时，称为硫酸盐镀锌。 如果以氯化锌为主盐配制镀锌液，则称为氯化物镀锌，而以氧化锌和氢氧化钠配制碱性镀锌液时，则称为锌酸盐镀锌。

由于溶液中不同盐类的稳定性与pH值有关，因此根据主要盐类的不同，镀液可分为酸性镀液或碱性镀液。

2、导电盐：

能增加溶液电导率但对放电金属离子无络合作用的物质。 这些物质包括酸、碱和盐。 由于它们的主要功能是提高溶液的电导率，因此通常称为导电盐。 如酸性镀铜液中的H2SO4、氯化物镀锌液中的KCL、NaCI、氰化物镀铜液中的NaOH、NaCO3等。

3、络合剂：

能与溶液中残留金属离子形成络合离子的物质称为络合剂。 如氰化物镀液中的NaCN或焦磷酸盐镀液中的KCN等。

氰化物在电镀过程中起络合作用，即络合镀液中的金属离子（目标金属离子），使其能够在阴极上沉积电子。 氰化物络合可使镀层致密、光滑，提高成品质量。 更高。 氰化物与目标金属离子形成的络合物聚集在阴极附近，形成阴极极化效应。 阴极极化越高，电镀速度越慢，但电镀质量越高。 反之，阴极极化越低，电镀速度越快，但镀层质量越差，可能出现孔洞，或者粗糙。 因此，电镀时应及时补充络合剂。 由于氰化物毒性较大，目前正在推广无氰电镀。 由于无氰电镀有些效果并不理想，所以有些电镀工艺继续采用氰化物电镀，如镀金、镀银。

典型的酸性镀金溶液配方和操作条件

4. 缓冲区：

用于稳定溶液的pH值，特别是靠近阴极表面的pH值。 缓冲剂一般为弱酸或弱酸的酸式盐，如镍镀液和焦磷酸盐镀液中的H3BO3。

5、电镀稳定剂：

用于防止镀液中主盐的水解或金属离子的氧化，保持溶液澄清、稳定。 如酸性镀锡、镀铜液中的硫酸、酸性镀锡液中的抗氧化剂等。

6、阳极活化剂：

在电镀过程中能够消除或减少阳极极化的物质。 可以促进阳极的正常溶解，提高阳极电流密度。 如镀银液中的氯化物、氰化镀铜液中的酒石酸盐等。

7、添加剂：

是指那些在镀液中含量很低，但对链液和镀层的性能有显着影响的物质。 根据其在电镀液中的作用，大致可分为以下几类：

(1)光亮剂

它的添加可使镀层光亮。 如镀镍中的糖精、1,4-丁炔二醇； 氯化物镀锌等中的苄基丙酮

(2)流平剂

使镀层能够填充基材表面轻微凹凸的物质。 如镀镍液中的香豆素，酸性光亮铜镀液中的四氢噻唑硫酮、甲基紫等。

(3)润湿剂

它们的主要作用是降低溶液与阴极之间的界面张力，使氢气泡很容易从阴极表面脱离，从而防止涂层中出现针孔。 这些物质大部分是表面活性剂，添加量非常少，对镀液和镀层的其他性能没有明显影响。 如镀镍液中的十二烷基硫酸钠、铵盐镀锌中的海鸥洗涤剂等。

(4) 缓解压力

能降低镀层内应力、提高镀层韧性的物质。 碱性镀锌液中的香豆素等。

(5)涂料精炼机

它是一种可以细化涂层结晶并使其具有光泽的添加剂。 如碱性镀锌液中的DE和DPE等添加剂。

(6) 抑雾器

这是一种表面活性剂。 它具有起泡作用。 在气体或机械搅拌的作用下，可在液体表面产生一层厚厚的稳定泡沫，抑制气体释放时带出的酸雾、碱雾或溶液液滴。 如F53用于镀铬液。

(7)无机添加剂

这些添加剂大多是硫、硒、碲和其他一些能与涂层金属共析的金属盐的化合物。 例如，在镀镍液中添加镉盐可以获得光亮的镀层，在硫酸盐镀锡液中添加铅盐可以防止镀层生长锡晶须，在镀银或镀金液中添加锑或金刚石盐可以改善镀层的生长。涂层的硬度等。 但这些金属的含量必须很低，否则涂层会变质，如发黑、脆化、条纹等。

8.阳极

电镀时发生氧化反应的电极是阳极。 分为不溶性阳极和可溶性阳极。

不溶性阳极的作用是导电并控制电流在阴极表面的分布。

除了这两个功能外，可溶阳极还具有向镀液中补充排出的金属离子的功能。 当后者向镀液中补充金属离子时，最好是阳极上溶解到溶液中的金属离子的价数与阴极上消耗的金属离子的价数相同。 例如，酸性镀锡时，Sn2+在阴极被消耗，而在阳极则需要将Sn2+溶解到溶液中； 碱性镀锡时，阴极上Sn4+被消耗，阳极上需要将Sn4+溶解到溶液中。 还希望阳极上溶解到溶液中的金属离子量与阴极上消耗的金属离子量基本相同，以保持电镀过程中主盐浓度的稳定。 阳极在溶液中的纯度、形状、悬浮位置以及电镀时的表面状态都对电镀层的质量产生影响。

铜镀锡工艺流程

工业清洁和溶剂

大多数电镀/工艺都离不开电镀/镀前和镀后/镀后工件清洗工艺。

除了一些使用无机溶剂清洁剂的纯物理去污工艺外，清洗工艺与有机溶剂齐头并进，特别是在电子行业，电路板和五金电镀最为常见。

超声波清洗是利用超声波在液体中的空化、加速和直流作用，直接和间接地作用于液体和污垢，使污垢层分散、乳化和剥离，从而达到清洗的目的。 目前使用的超声波清洗机中，使用较多的是空化和直流。

全自动超声波清洗

无机溶剂一般包括水、液态二氧化碳、液氨、液态二氧化硫、亚硫酰氯（亚硫酰氯）、硫酰氯（磺酰氯）、乙酸（糖）、氰化氢、水合肼、磺酰氟、铜氨溶液、硫酸、硝酸、氟化氢、多磷酸、超强酸等。

有机溶剂的种类很多，按化学结构可分为10类：

①芳香烃：

、甲苯、二甲苯等（毒理学和临床机制与甲苯、二甲苯不同，可引起骨髓造血功能抑制、再生性贫血、诱发白血病，属于严格管制化学品，需要优先采取措施控制其职业危害；而甲苯和二甲苯不会造成这些慢性危害，因此通常不需要使用“苯”和“三苯”等模糊术语来混淆甲苯和二甲苯）；

②脂肪烃：

戊烷、辛烷等；

③脂环烃：

环己烷、环己酮、甲苯环己酮等；

④卤素化合物：

氯苯、二氯苯、二氯甲烷、、、等； （属剧毒物质，危害极大，必须优先采取措施控制其职业危害；而1,1-二氯乙烷属低毒化学品，通常不需要）。

⑤醇类：

、乙醇、异丙醇等；

⑥醚类：

乙醚、环氧丙烷等；

⑦酯类：

醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯等；

⑧酮类：

丙酮、甲基丁基酮、甲基异丁基酮等；

⑨二醇衍生物：

乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚等；

⑩其他：

、吡啶、苯酚等

、、、、、、、等，必须优先采取措施控制其职业危害。 详情请参阅“”。

除电镀/工艺清洗外，有机溶剂还广泛应用于光学行业清洗、电子行业清洗、机械制造行业清洗、汽车制造行业清洗、造船行业清洗、印刷行业清洗、服装箱包制鞋等行业。 任何行业的涂漆、喷涂、粘合剂、油墨和树脂等工艺也使用大量的有机溶剂。 职业危害也需要优先采取措施。

职业病危害因素检测中的危害识别遵循《职业病危害因素》。