电镀的优点和缺点是什么？

电镀是一种在许多不同行业和各种用途中改善和抛光金属的常用方法。尽管电镀被广泛使用，但在该行业之外，很少有人了解该过程、它是什么以及它是如何工作的。如果您正在考虑在下一个生产过程中使用电镀，则需要了解电镀的工作原理以及您的材料和工艺选择。

什么是电镀？

电沉积也是电镀的另一种名称。顾名思义，该过程涉及使用电流沉积材料。作为该过程的结果，基材（工件）被涂覆一层薄薄的金属。电镀的主要目的是改变物体的物理特性。除了增加厚度外，此过程还可以提高物体的耐磨性、耐腐蚀性或美观性。

尽管电镀似乎是一项前沿技术，但它已经实践了很多年。最早的电镀实验之一发生在 18 世纪初，而在 19 世纪初，Brugnatelli 规范了该过程。在 Brugnatelli 的研究之后，电镀技术传播到欧洲。随着工业革命和两次世界大战期间制造业技术的扩展，电镀方法在接下来的两个世纪中发生了变化，以跟上需求，从而产生了 Sharretts 电镀公司今天使用的工艺。

电镀工艺

在电镀过程中，电流用于分解金属并将其沉积在表面上。该过程的四个主要部分如下：

1. 阳极：用于电镀的金属将是电路中的阳极，即带正电的电极。
2. 阴极：需要进行电镀的部件是电镀电路中的阴极。也称为基材。该部件充当电路的带负电的阳极。
3. 溶液：在电解溶液中发生电沉积过程。为了帮助电流通过，这种样品包含一种或多种金属盐，最常见的是硫酸铜。
4. 电源：使用电源将电能引入电路。该电源通过将电流通过阳极来向系统中注入电能。

一旦阳极和阴极插入溶液并连接，电源就会向阳极提供直流电 (DC)。金属因此电流氧化，允许金属原子溶解为电解液中的正离子。然后，金属离子被电流输送到带负电的基材，并在物体上沉积一层薄薄的金属涂层。以金属首饰上的金电镀为例。

电路的阳极是镀金的金属，阴极是金属首饰。两者都溶解在溶液中，并且金被赋予直流电以溶解它。溶解的金原子然后附着在首饰的基材表面，形成一层金涂层。

这些因素包括以下内容：

1. 槽况：电解过程的效率受到槽的温度和化学成分的影响。
2. 零件放置：阳极相对于阴极的位置至关重要，因为它决定了溶解的金属必须行进多远才能电镀基材。
3. 电流：电镀方法的有效性取决于工作电压和施加电流的时间。

电镀过程中使用哪些金属？

可以单独电镀金属或不同的合金组合（可以增加电镀过程的价值）。以下是一些最常用的电镀金属：

铜：由于其耐热性和耐导电性，铜经常被使用。它经常用于加强材料之间的结合。

锌：锌具有很高的耐腐蚀性。为了提高这种质量，锌经常与其他金属合金化。例如，当与镍合金化时，锌对空气腐蚀具有很高的抵抗力。

锡：这种闪亮的哑光金属具有很高的可焊性、耐腐蚀性，并且对环境安全。此外，它的成本低于其他金属。

镍：热处理可以提高镍已有的高耐磨性。由于它们提供元素耐受性、硬度和导电性，因此它们的合金也极其重要。无电镍电镀的硬度、磁性、降低的摩擦力和耐腐蚀性也备受推崇。

金：这种珍贵的金属导电性高，美观，并且具有很高的耐腐蚀、抗变色和耐磨性。

银：银具有极高的延展性和展性。它具有出色的耐接触磨损性，并具有卓越的美学价值。然而，它的耐候性不如金。在需要电气和热导率的情况下，它还可以替代金。

钯：由于其硬度、耐腐蚀性和精美的抛光效果，这种闪亮的金属经常被用作金或铂的替代品。当与镍合金化时，这种金属获得了出色的刚性和电镀质量。

适合您应用的电镀物质取决于多种参数，包括成本、基材成分和期望的结果。

几种电镀方法

有几种电镀方法可用，每种方法都有多种用途。下面将更详细地介绍其中一些电镀类型：

1. 滚筒电镀

使用滚筒电镀技术可以对大量小零件进行电镀。在此过程中，将零件放入装有电解溶液的滚筒中。在进行电镀的过程中，滚筒会旋转，从而搅动画片以提供均匀一致的光洁度。滚筒电镀是一种经济高效、有效且用途广泛的选择，适用于小型、坚固的物品。

2. 挂具电镀

在对大量零件进行电镀时，挂具电镀（也称为线材电镀）是一种可行的选择。该技术通过将每个零件安装在金属丝架上，使其直接与电源接触。尽管成本较高，但对于更精密的、可以进行滚筒电镀的物品来说，这是一个理想的选择。需要注意的是，对于导电性强或形状不规则的物体，挂具电镀要困难得多。

3. 无电电镀

无电电镀（也称为自催化电镀）是一种类似于电镀的方法，但它不使部件通电。相反，使用化学过程而不是电过程来溶解和沉积电镀金属。尽管对于不能通过电流操作的部件很有用，但这种方法比其他方法成本更高，效率也更低。

虽然这些技术以各种方式实现电沉积，但它们都遵循相同的基本原理。

电镀应用

虽然电镀经常用于各种行业以增强基材的视觉吸引力，但它也具有其他功能。其中有：

1. 增加厚度：电镀通常用于逐渐增加基材厚度。
2. 保护基材：电镀层充当一次性金属涂层以保护基材。这意味着当部件暴露在危险环境中时，镀层会先于底层材料降解，从而保护基材免受损坏。
3. 增加表面属性：基材可以从其电镀的金属材料的特性中受益。例如，某些金属可以减少摩擦、提高导电性、防止腐蚀或为表面做好准备以获得更好的油漆附着力。不同的金属提供不同的特性。
4. 增强美观：此外，电镀通常用于使基材看起来更好。这可能包括用装饰性金属对基材进行电镀，或者仅仅是增加一层以提高表面的质量和均匀性。

电镀 - 用户相关行业

电镀为寻求防腐蚀、提高耐用性或改善导电性的企业提供选择。因此，电镀经常用于许多不同的行业。以下是一些 SPC 支持的行业以及它们如何使用电镀。

1. 汽车行业：为了在恶劣的环境条件下防止腐蚀，电镀经常在汽车行业中使用。无电镍电镀是催化转化器和塑料部件上铬的绝佳替代品，而锌镍电镀处理可防止生锈。
   
2. 电子行业：由于金电镀的导电性，电子行业经常使用它来覆盖连接器和半导体。在该行业中，金因其耐腐蚀能力而备受推崇。当重点是导电性时，铜电镀被用作该行业金的替代品。钯合金经常用作电子元件和设备上的保护涂层。
3. 医疗行业：金属电镀常用于医疗设备行业，以提高部件的生物相容性，特别是植入物。由于其生物相容性、耐腐蚀性、硬度和耐磨性——这些都是植入物和关节置换所必需的——金、银和钛经常在该行业中使用。
4. 航空航天工业：钛合金由于其出色的强度重量比，通常在航空航天工业中用于制造飞机。在该行业中，铜常用于提高耐热性，而镍电镀常用于防止腐蚀和磨损。
5. 石油和天然气行业：由于石化产品的性质，防腐蚀是石油和天然气行业的一个主要问题。在该行业中，无电镍涂层经常用于防止管道和其他部件的腐蚀，从而延长部件的使用寿命。

电镀还用于军事、国防和枪械等各个领域。所有这些行业都因其实用性、低成本和使用灵活性而偏爱电镀。

电镀示例

电镀的应用可以在许多不同的行业和领域找到。以下是一些更详细的示例：

1. 铜电镀半导体：电子行业采用多种金属电镀技术。铜电镀常用于提高半导体和电路的导电性。
2. 硬盘镍电镀：磁性金属镍是硬盘的关键组成部分。硬盘在制造过程中通常会进行镍电镀，因为硬盘需要磁性来提高光盘读取性能。
3. 钯电镀催化转化器：汽车行业中的催化转化器，尤其是那些部件，经常进行钯电镀。在生产过程中，钯会吸收多余的氢气，这对催化转化器的效率产生不利影响。
4. 航空零件无电镍电镀：黑色的无电镍电镀可以吸收光和能量。这是制造多种军用车辆的关键特性。为了确保符合行业标准，特别是国防部法规，许多国防和航空航天行业的公司选择采用这种电镀选项。

电镀的优点

电镀为部件带来了许多优点。以下是电镀的一些独特优势：

1. 保护措施：电镀在基材上形成一层屏障，使其免受环境影响。这种屏障有时可以防止由大气引起的腐蚀。这种特性特别有助于部件，因为它们可以承受更严酷的环境更长时间，从而需要更少的更换。
2. 改善外观：为了使外部物体更闪亮、更具视觉吸引力，通常会在它们上面电镀一层薄薄的贵金属。由于这种电镀增加了视觉吸引力而无需昂贵的成本，因此可以以较低的价格提供精美的部件。此外，电镀经常用于防止银器变色，从而随着时间的推移提高耐用性和美观性。
   
3. 导电性：银和铜电镀有助于提高部件的电气性能，为提高电气和电子元件的导电性提供了一种实用、经济的选择。
4. 耐热性：如金和锌镍等多种金属具有耐热性，可提高基材承受热损伤的能力。这反过来又可以延长电镀物品的使用寿命。
5. 硬度增强：电镀经常用于增强基材材料，降低它们因应力或恶劣使用而损坏的敏感性。此特性可以延长电镀部件的使用寿命并减少更换次数。

一些优点是金属特有的。例如，镍电镀有助于降低摩擦，从而降低磨损并延长物品的使用寿命。另一方面，锌镍合金可以避免在生产过程中可能损坏部件的尖锐突出物。在许多应用中，铜也作为底涂层使用，因为它有助于其他金属涂层更容易附着，从而提高成品的高质量。

电镀的缺点

我们已经研究了电镀的许多优点，但考虑这个重要过程的缺点也是公平的。让我们来看看电镀的缺点：

1. 污染是电镀最主要也是最显著的缺点。电镀过程会产生各种有害废弃物。但是，通过有效的废物管理可以避免这种情况。
2. 成本是电镀经常提到的另一个缺点。正如你可能预料的那样，一个完整的电镀系统相当昂贵！在开始之前，您需要购买大量的金属、试剂和其他昂贵的设备。幸运的是，电镀设备的成本会随着时间的推移而降低。
3. 电镀过程的最后一个缺点与时间有关。电镀可能是一个漫长的过程，需要极大的耐心，因为金属层沉积得非常缓慢。即使部件需要多层，坚持最终也会得到回报。
4. 电沉积过程中产生的废物在环境中难以处理，因为它对健康构成危险。
5. 用多层覆盖金属需要很长时间。
6. 电镀需要昂贵的设备。